[0001] 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, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft
ferner ein Verfahren 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, wobei 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, gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 7.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] Dieses Ziel wird durch ein Leuchtband gemäß dem Anspruch 1 und einem Verfahren gemäß
Anspruch 7 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 erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, dass 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.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] 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 wird des Weiteren vorgeschlagen, 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.
[0010] Eine mögliche Ausführung für die Masseschaltung besteht etwa 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] In entsprechender Weise wird in weiterer Folge ein Verfahren 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, vorgeschlagen, wobei 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. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das
Einschalten der LEDs oder LED-Gruppen mithilfe einer von einer Einschaltleitung bereitgestellten
und während der Einschaltdauer kontinuierlich ansteigenden Einschaltspannung erfolgt,
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.
[0015] Dabei wird die einer LED oder LED-Gruppe zugeordnete Referenzspannung vorzugsweise
von einer als Spannungsteiler ausgeführten und von einer Gleichspannung beaufschlagten
Referenzleitung bereitgestellt.
[0016] 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.
[0017] Das erfindungsgemäße Verfahren kann freilich auch zum Ausschalten des Leuchtbandes
verwendet werden. In analoger Weise wird daher ein Verfahren zum Ausschalten von LEDs
oder LED-Gruppen eines Leuchtbandes, die vor dem Ausschalten mit einer von einer Versorgungsspannungsleitung
des Leuchtbandes bereitgestellten Versorgungsspannung betrieben werden, vorgeschlagen,
wobei 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. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das Ausschalten der LEDs oder LED-Gruppen mithilfe einer von einer Einschaltleitung
bereitgestellten und während der Ausschaltdauer kontinuierlich absteigenden Einschaltspannung
erfolgt, 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.
[0018] Die Erfindung wird in weiterer Folge anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe der
beiliegenden Figur erläutert. Es zeigen dabei die
Fig. 1 eine Ausführungsform für eine Schaltung zur Verwirklichung eines erfindungsgemäßen
Leuchtbandes sowie zur Verwirklichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens 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 sowie zur Verwirklichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit Masseschaltungen
für die LEDs oder LED-Gruppen.
[0019] Die Schaltung gemäß Fig. 1 zeigt zunächst eine Abfolge von LED-Gruppen G
j (j=1,2,...M), wobei in der Fig. 1 vier Gruppen G
1, G
2, G
M-1 und G
M ersichtlich sind, und die zwischen den oberen beiden Gruppen G
1 und G
2 sowie den unteren beiden Gruppen G
M-1 und G
M verlaufenden Punkte andeuten sollen, dass sich die Schaltung hier in beliebiger Länge
fortsetzt. Jede LED-Gruppe G
j weist im gezeigten Ausführungsbeispiel drei LEDs L
j.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 L
j.i oder die LED-Gruppen G
j 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 L
j.i ausgeführt sein, oder als matrixartige Anordnung von gruppenweise entlang der Längserstreckung
L aufeinander folgenden LEDs L
j.i, was ein eher flächenhaftes Lichtband ergibt.
[0020] 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 W
j (j=1,2,...M) auf, die beispielsweise als ohmsche Widerstände ausgeführt sind. Jeder
LED-Gruppe G
j ist ein solches Widerstandselement W
j 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 W
j in Abhängigkeit von der Anzahl der Widerstandselemente W
j ab. Die Referenzleitung R ist somit als Spannungsteiler ausgeführt.
[0021] 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.
[0022] Der Einschaltimpuls für jede LED-Gruppe G
j wird mithilfe eines Schaltungselements S
j (j=1,2,...M) generiert. Jeder LED-Gruppe G
j ist ein solches Schaltungselement S
j zugeordnet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist das Schaltungselement S
j 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 S
j zugeordnete LED-Gruppe G
j über die Versorgungsspannungsleitung VCC mit der Versorgungsspannung beaufschlagt
und somit eingeschaltet.
[0023] Wie bereits erwähnt wurde, ist die Referenzleitung R als Spannungsteiler ausgeführt,
sodass die an der Referenzleitung R anliegende Gleichspannung sukzessive an den Widerstandselementen
W
j in Abhängigkeit von der Anzahl der Widerstandselemente W
j abfällt. An den jeweils ersten Eingängen 1 der Widerstandselemente W
j liegen somit jeweils andere Spannungen an. Diese Spannungswerte definieren die jeder
LED-Gruppe G
j zugeordneten Referenzspannungen. In Bezug auf die Fig. 1 liegt somit am ersten Eingang
1 des Schaltungselements S
1 die höchste Referenzspannung an, und am ersten Eingang 1 des Schaltungselements S
M 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 S
M zugeordnete, niedrigste Referenzspannung, sodass die LED-Gruppe G
M als erstes eingeschaltet wird. Nacheinander erreicht die Einschaltspannung der Einschaltleitung
E die sukzessive ansteigenden Referenzspannungen der nachfolgenden Schaltungselemente
S
j, bis die dem ersten Eingang 1 des Schaltungselements S
1 zugeordnete, höchste Referenzspannung erreicht und überschritten wird, wodurch die
letzte LED-Gruppe G
1 eingeschaltet wird.
[0024] Die Ausführung der Referenzleitung R als Spannungsteiler stellt dabei eine Längenabhängigkeit
des Einschalteffekts sicher, da der Spannungsabfall bei jedem Widerstandselement W
j des Spannungsteilers umso kleiner ist, je mehr Widerstandselemente W
j vorgesehen sind, also je länger das Leuchtband ist. Die sukzessive Abfolge der jeder
LED-Gruppe G
j 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.
[0025] In der Fig. 2 ist dabei eine Abfolge von drei LED-Gruppen G
j-1, G
j, G
j+1 gezeigt, die einen Abschnitt des Leuchtbandes darstellt. Die LED-Gruppen G
j mit den ihnen jeweils zugeordneten Schaltungselementen S
j 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 G
j zusätzlich eine Masseschaltung M
j (j=1,2,...M) zugeordnet. Zudem sind Schnittbereiche B
j (j=1,2,...M) vorgesehen, die am Leuchtband entsprechend markiert sind, um deren Auffinden
durch den Anwender zu erleichtern. Die Schnittbereiche B
j befinden sich jeweils zwischen dem Widerstandselement W
j einer LED-Gruppe G
j und der elektrischen Kontaktierung des Schaltelements S
j+1 der nachfolgenden LED-Gruppe G
j+1. Zur Erläuterung der Funktionsweise der Masseschaltung M
j wird in weiterer Folge angenommen, dass der Schnitt im Schnittbereich B
j erfolgt, also in Bezug auf die Fig. 2 zwischen der LED-Gruppe G
j und der darauffolgenden LED-Gruppe G
j+1. Die LED-Gruppe G
j wird in weiterer Folge auch als diesseitige LED-Gruppe G
j oder auch als verbleibende LED-Gruppe G
j bezeichnet, und die darauffolgende LED-Gruppe G
j+1 als jenseitige oder auch als abgetrennte LED-Gruppe G
j+1.
[0026] Die Masseschaltung M
j hat die Aufgabe die Referenzleitung R zwischen dem Schnittbereich B
j und dem Widerstandselement W
j der LED-Gruppe G
j mit Masse GND zu verbinden, sobald eine mit der Versorgungsspannungsleitung VCC der
darauffolgenden LED-Gruppe G
j+1 verbundene und den Schnittbereich B
j querende Eingangsleitung EL
j der Masseschaltung M
j durchtrennt ist. Die Eingangsleitung EL
j verbindet die einer LED-Gruppe G
j zugeordnete Masseschaltung M
j diesseits des Schnittbereiches B
j auf einem diesseitigen Leuchtbandabschnitt mit der Versorgungsspannungsleitung VCC
der jenseits des Schnittbereiches B
j liegenden LED-Gruppe G
j+1 auf einem jenseitigen Leuchtbandabschnitt.
[0027] Eine mögliche Ausführung für die Masseschaltung M
j ist in der Fig. 2 gezeigt und besteht etwa darin, dass die Masseschaltung M
j 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 G
j 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 B
j liegenden LED-Gruppe G
j verbunden und andererseits mit dem Drain-Anschluss des zweiten Schalttransistors
T2. Der Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 ist wiederum über die den
Schnittbereich B
j querende Eingangsleitung EL
j mit der Versorgungsspannungsleitung VCC der dem Schnittbereich B
j nachfolgenden LED-Gruppe G
j+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
EL
j den Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 zuverlässig auf Masse GND zieht,
um den zweiten Schalttransistor T2 zuverlässig zu sperren.
[0028] Falls der Schnittbereich B
j nicht durchtrennt wurde, liegt am Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2
eine Spannung an, die von der Versorgungsspannungsleitung VCC der jenseits des Schnittbereiches
B
j liegenden LED-Gruppe G
j+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 M
j für die Referenzleitung R der diesseits des Schnittbereiches B
j liegenden LED-Gruppe G
j inaktiv ist.
[0029] Falls der Schnittbereich B
j 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
B
j liegenden LED-Gruppe G
j bereitgestellt wird. Der erste Schalttransistor T1 ist somit leitend, sodass die
Referenzleitung R der diesseits des Schnittbereiches B
j liegenden LED-Gruppe G
j mit der Masse GND des Source-Anschlusses des ersten Schalttransistors T1 verbunden
wird. Die Masseschaltung M
j für die Referenzleitung R der diesseits des Schnittbereiches B
j liegenden LED-Gruppe G
j ist somit aktiv und verbindet die Referenzleitung R mit der Masse GND des Source-Anschlusses
des ersten Schalttransistors T1.
[0030] 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 B
j 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 M
j eine Lötbrücke LB
j aufweist, die bei leitender Verbindung der Lötbrücke LB
j den Gate-Anschluss des zweiten Schalttransistors T2 mit der Versorgungsspannungsleitung
VCC der verbleibenden LED-Gruppe G
j verbindet. In diesem Anwendungsfall kann somit das Leuchtband im Schnittbereich B
j durchtrennt und der abgetrennte Leuchtbandabschnitt an anderer Stelle unter elektrischer
Kontaktierung mit dem verbleibenden Leuchtbandabschnitt fortgesetzt werden, wobei
die Lötbrücke LB
j mit Lot zu füllen ist, die in weiterer Folge die Masseschaltung M
j inaktiviert.
[0031] Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird erreicht, dass bei einem längeren Leuchtband
die LED-Gruppen G
j 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 G
j, 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.
[0032] Das erfindungsgemäße Verfahren kann freilich auch zum Ausschalten des Leuchtbandes
verwendet werden. Dabei werden die LED-Gruppen G
j beginnend mit einem Ausschaltzeitpunkt einzeln nacheinander von einem ersten Ende
des Leuchtbandes beginnend ausgeschaltet, bis innerhalb einer vorgegebenen Ausschaltdauer
die letzte LED-Gruppe G
j an einem zweiten Ende des Leuchtbandes ausgeschaltet ist. Hierbei erfolgt das Ausschalten
der LED-Gruppen G
j mithilfe einer von der Einschaltleitung E bereitgestellten und während der Ausschaltdauer
kontinuierlich absteigenden Einschaltspannung, die mit der für aufeinanderfolgende
LED-Gruppen G
j sukzessive und in Abhängigkeit von der Länge des Leuchtbandes ansteigenden Referenzspannung
verglichen wird, wobei eine LED-Gruppe G
j mithilfe des Schaltungselements S
j von der Versorgungsspannungsleitung VCC getrennt wird, sobald die Einschaltspannung
die der jeweiligen LED-Gruppe G
j zugeordnete Referenzspannung unterschreitet.
[0033] Sobald die Einschaltspannung eine Referenzspannung unterschreitet, wird die betreffende
LED-Gruppe G
j von der Versorgungsspannungsleitung VCC getrennt und somit ausgeschaltet. Beginnend
mit dem Ausschaltzeitpunkt wird zunächst die Referenzspannung jener LED-Gruppe G
1 unterschritten, die sich am nächsten zur Spannungsquelle der Einschaltleitung E befindet,
da hier die größte Spannung des Spannungsteilers anliegt. Diese LED-Gruppe G
j wird somit als erste ausgeschaltet. Nacheinander werden von der Einschaltspannung
die im Spannungsteiler absteigenden Spannungswerte, also die Referenzspannungen aufeinanderfolgender
LED-Gruppen G
j, unterschritten und die betreffenden LED-Gruppen G
j ausgeschaltet, bis zuletzt jene LED-Gruppe G
M ausgeschaltet wird, die sich am nächsten zur Masse GND der Referenzleitung R befindet.
[0034] Auf diese Weise wird eine analoge Lösung für das Ein- und Ausschaltverhalten eines
LED-Leuchtbandes verwirklicht, die einfach und somit kostengünstig umgesetzt werden
kann.
1. Leuchtband mit 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, dadurch gekennzeichnet, dass für jede LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) jeweils ein mit der Versorgungsspannungsleitung (VCC) verbundenes Schaltungselement
(Sj, j=1,2,...M) 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 Eingang
(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 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 Einschaltspannung beaufschlagbaren
Einschaltleitung (E) 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 ein Ende der Referenzleitung (R) auf Masse liegt und zwischen zwei Widerstandselementen
(Wj, Wj+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 (Mj, j=1,2,...M) 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 (ELj) durchtrennt ist.
4. Leuchtband nach Anspruch 3, 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.
5. Leuchtband nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalttransistor (T1) und der zweite Schalttransistor (T2) jeweils als
selbstsperrender N-Kanal-FET ausgeführt ist.
6. Leuchtband nach Anspruch 4 oder 5, 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.
7. Verfahren zum Einschalten von LEDs (Light Emitting Diodes Lj.i; i=1,2,...N; j=1,2,...M) oder LED-Gruppen (Gj, j=1,2,...M) eines Leuchtbandes, die nach dem Einschalten mit einer von einer Versorgungsspannungsleitung
(VCC) des Leuchtbandes bereitgestellten Versorgungsspannung betrieben werden, wobei
die LEDs (Lj.i) oder LED-Gruppen (Gj) 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 (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) an einem zweiten Ende des Leuchtbandes eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschalten der LEDs (Lj.i) oder LED-Gruppen (Gj) mithilfe einer von einer Einschaltleitung (E) bereitgestellten und während der Einschaltdauer
kontinuierlich ansteigenden Einschaltspannung erfolgt, die mit einer für aufeinanderfolgende
LEDs (Lj.i) oder LED-Gruppen (Gj) sukzessive und in Abhängigkeit von der Länge des Leuchtbandes ansteigenden Referenzspannung
verglichen wird, wobei eine LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) mithilfe eines mit der Versorgungsspannungsleitung (VCC) verbundenen Schaltungselements
(Sj; j=1,2,...M) mit der Versorgungsspannung beaufschlagt wird, sobald die Einschaltspannung
die der jeweiligen LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) zugeordnete Referenzspannung überschreitet.
8. Verfahren zum Ausschalten von LEDs (Light Emitting Diodes Lj.i; i=1,2,...N; j=1,2,...M) oder LED-Gruppen (Gj, j=1,2,...M) eines Leuchtbandes, die vor dem Ausschalten mit einer von einer Versorgungsspannungsleitung
(VCC) des Leuchtbandes bereitgestellten Versorgungsspannung betrieben werden, wobei
die LEDs (Lj.i) oder LED-Gruppen (Gj) 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 (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) an einem zweiten Ende des Leuchtbandes ausgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschalten der LEDs (Lj.i) oder LED-Gruppen (Gj) mithilfe einer von einer Einschaltleitung (E) bereitgestellten und während der Ausschaltdauer
kontinuierlich absteigenden Einschaltspannung erfolgt, die mit einer für aufeinanderfolgende
LEDs (Lj.i) oder LED-Gruppen (Gj) sukzessive und in Abhängigkeit von der Länge des Leuchtbandes ansteigenden Referenzspannung
verglichen wird, wobei eine LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) mithilfe eines mit der Versorgungsspannungsleitung (VCC) verbundenen Schaltungselements
(Sj; j=1,2,...M) von der Versorgungsspannung getrennt wird, sobald die Einschaltspannung
die der jeweiligen LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) zugeordnete Referenzspannung unterschreitet.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einer LED (Lj.i) oder LED-Gruppe (Gj) zugeordnete Referenzspannung von einer als Spannungsteiler ausgeführten und von
einer Gleichspannung beaufschlagten Referenzleitung (R) bereitgestellt wird.