DE19930343A1

DE19930343A1 - Circuit arrangement for operating lamp, especially for indicating light of motor vehicle or bicycle, has pulse generator which produces pulse sequence with frequency of more than 10 Hz

Info

Publication number: DE19930343A1
Application number: DE19930343A
Authority: DE
Inventors: Guenther Bebenroth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2000-12-14

Abstract

The circuit arrangement comprises a first pulse generator (11), a device for coupling a voltage source (Vcc), and a device for connecting lamp (10). A pulse sequence is generated by the pulse generator, which comprises a frequency of more than 10 Hz. The pulse sequence has preferably a period without pulse, which is at least as long as the period of a pulse. An Independent claim is provided for a corresponding lamp with a circuit arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Leuchtkörpers mit einem ersten Impuls generator, einem Mittel zum Ankoppeln einer Spannungs quelle, und einem Mittel zum Ankoppeln des Leuchtkörpers sowie ein Verfahren zum Energiesparen beim Betrieb eines Energieverbrauchers mittels einer derartigen Schaltungs anordnung.The invention relates to a circuit arrangement for Operating a filament with a first pulse generator, a means for coupling a voltage source, and a means for coupling the filament and a method for saving energy when operating a Energy consumer by means of such a circuit arrangement.

Derartige Lampen sind beispielsweise bei Blinkern von Kraftfahrzeugen bekannt. Ferner existieren auch Fahr radleuchten, die blinkend geschaltet sind, um die Strom aufnahme zu reduzieren. Derartige Fahrradleuchten werden mit einem Relais geschaltet. Um den Energieverbrauch möglichst gering zu halten, werden die Abstände zwischen den Leuchtphasen möglichst lang gehalten und die Leucht phasen möglichst kurz. Derartige Leuchtkörper haben allerdings den Nachteil, daß das Blinken das Auge des Betrachters stört und eine gleichmäßige Ausleuchtung nicht gewährleistet ist. Bei einer Gleichmäßigen Aus leuchtung, die üblicherweise bei den Frontscheinwerfern eines Fahrrads oder bei Taschenlampen gewährleistet ist, wird allerdings relativ viel Energie verbraucht, so daß das Zeitintervall, in dem die entsprechenden Leuchtkör per mit beispielsweise einer Primärzelle, die üblicher weise als Batterie bezeichnet wird, betrieben werden kann, relativ kurz ist.Such lamps are for example in turn signals from Motor vehicles known. Fahr also exists wheel lights that are flashing to indicate the current reduce intake. Such bicycle lights are switched with a relay. To energy consumption To keep the distance as small as possible the light phases as long as possible and the light phase as short as possible. Such lamps have however, the disadvantage that the blinking the eye of the Viewer bothers and even illumination is not guaranteed. With a steady off lighting that is usually found in the headlights a bicycle or flashlights is guaranteed however, a relatively large amount of energy is consumed, so that the time interval in which the corresponding illuminant per with, for example, a primary cell, the more common is referred to as a battery can, is relatively short.

Dem gegenüber hat die Erfindung die Aufgabe, eine Schal tungsanordnung anzugeben, mit der der Energieverbrauch über eine vorgegebene Zeitdauer von Leuchtkörpern redu ziert wird, so daß für den Benutzer eine deutlich erhöh te Lebensdauer von Primärzellen oder Sekundärzellen ermöglicht wird, oder aber sich ein geringerer ergibt Energieverbrauch auch bei netzbetriebenen Geräten er gibt. Insbesondere in Gegenden oder zu Zeiten, in denen keine Netzversorgung möglich ist, wie an Fahrzeugen, in entlegenen Gegenden und bei Stromausfall sind derartige Schaltungsanordnungen bevorzugt einzusetzen. Es ist fer ner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfah ren zum Energiesparen beim Betrieb eines Energieverbrau chers anzugeben, das effektiv zu einer Energieeinsparung führt.In contrast, the invention has the task of a scarf Specify the arrangement with which the energy consumption over a predetermined period of time of illuminants redu is adorned, so that a significantly increase for the user te lifespan of primary cells or secondary cells is made possible, or a smaller one results Energy consumption even with mains-operated devices gives. Especially in areas or at times when no power supply is possible, as on vehicles, in remote areas and in the event of a power failure are such Preferably use circuit arrangements. It's fer ner an object of the present invention a method to save energy when operating an energy consumption chers indicate that effectively to save energy leads.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Leuchtkörpers mit einem ersten Im pulsgenerator, einem Mittel zum Ankoppeln einer Span nungsquelle und einem Mittel zum Ankoppeln des Leucht körpers, wobei mittels des Impulsgenerators eine Impuls folge generierbar ist, die eine Frequenz von mehr als 10 Hz aufweist. Bevorzugterweise liegt die Frequenz bei mehr als 16 Hz. The task is solved by a circuit arrangement to operate a filament with a first Im pulse generator, a means of coupling a span Power source and a means for coupling the light body, with a pulse by means of the pulse generator can be generated with a frequency of more than 10 Hz. The frequency is preferably included more than 16 Hz.

Durch diese erfindungsgemäße Lösung wird das zeitliche Auflösungsvermögen des Auges ausgenutzt, das bei weniger oder gleich 16 Hz liegt. Ab einer Frequenz von ungefähr 10 Hz kann im wesentlichen von einer vollständigen Aus leuchtung gesprochen werden, die dem menschlichen Be trachter als eine im wesentlichen zeitlich gleichmäßige Ausleuchtung vorkommt. Bei insbesondere bevorzugterweise 16 Hz oder bei einer höheren Frequenz erscheint die ge taktete Lichtfolge dem Menschen als eine zeitlich gleichmäßig leuchtende Lichtquelle. Die verwendeten Spannungen sind hierbei bevorzugterweise niedrig und insbesondere bevorzugterweise ≦ 24 V. Besonders bevor zugt ist die Verwendung von 1 bis 4 Primärzellen, d. h. eine Spannungsversorgung von 1,5 V bis 6 V.With this solution according to the invention, the temporal Resolving power of the eye is used at less or equal to 16 Hz. From a frequency of approximately 10 Hz can essentially be from a complete off lighting can be spoken to human Be trachten as a substantially uniform in time Illumination occurs. With particular preference 16 Hz or at a higher frequency the ge appears timed sequence of light to man as a temporal evenly shining light source. The used Tensions are preferably low and especially preferably ≦ 24 V. Especially before is the use of 1 to 4 primary cells, d. H. a voltage supply of 1.5 V to 6 V.

Die Mittel zum Ankoppeln sind beispielsweise auf Löt flecken gelötete Drähte oder Steckkontakte.The coupling means are, for example, solder stain soldered wires or plug contacts.

Bevorzugterweise hat die vom ersten Impulsgenerator er zeugbare Impulsfolge eine Zeitdauer ohne Impuls (LOW- Phase), die wenigstens so lang ist ist wie die Zeitdauer eines Impulses (HIGH-Phase). Durch diese Maßnahme wird schon wenigstens die Hälfte der Energie eingespart.It preferably has the first pulse generator Generable pulse sequence a period of time without pulse (LOW- Phase) that is at least as long as the duration of a pulse (HIGH phase). This measure will already saved at least half of the energy.

Wenn bevorzugterweise das Verhältnis von Zeitdauer ohne Impuls (LOW-Phase) zur Zeitdauer mit Impuls (HIGH-Phase) ≧ 2 ist und bevorzugterweise ≧ 10, und bevorzugterweise ≧ 100 und bevorzugterweise ≧ 1000, läßt sich der Ener gieverbrauch jeweils weiter verringern. Hierbei ist zu beachten, daß in der Zeit des Impulses der Leuchtkörper im wesentlichen die volle Lichtleistung abstrahlen soll te, um nicht den Eindruck zu erwecken, daß tatsächlich weniger Licht abgestrahlt wird. If preferably the ratio of time without Pulse (LOW phase) for the duration with pulse (HIGH phase) ≧ 2 and preferably ≧ 10, and preferably ≧ 100 and preferably ≧ 1000, the Ener Reduce energy consumption each time. Here is too note that in the time of the pulse the filament should essentially emit the full light output so as not to give the impression that it actually did less light is emitted.

Wenn bevorzugterweise ein Schalter vorgesehen ist, der dem ersten Impulsgenerator und/oder einem zweiten Im pulsgenerator nachgeschaltet ist und eine Spannung, die an das Mittel zum Ankoppeln des Leuchtkörpers legbar ist, schaltet, ist ein einfaches Ansteuern der Leucht körper möglich und ferner eine definierte Impulsfolge bezüglich deren Flanken.If a switch is preferably provided, the the first pulse generator and / or a second Im Pulse generator is connected downstream and a voltage that can be placed on the means for coupling the filament is, is a simple control of the light body possible and also a defined pulse train regarding their flanks.

Vorzugsweise ist eine Spule vorgesehen, die parallel zum Mittel zum Ankoppeln des Leuchtkörpers angeschlossen ist. Die Spule hat wenigstens zwei Vorteile. Zum einen ermöglicht die Spule es, Induktionsspannungen auszunut zen, die höher sind als die Spannung des Primärelements oder eines Sekundärelements, also volksmundlich gesagt, die höher ist als die einer Batterie oder eines Akkumu lators. Durch diese Maßnahme kann, wenn beispielsweise der Leuchtkörper eine Leuchtdiode ist, die beispiels weise erst ab einer Flußspannung von 1,7 V leuchtet, diese bei Unterschreiten der 1,7 V Nennspannung trotzdem noch zum Leuchten angeregt werden, da die Induktions spannung höher liegen kann. Ein weiterer Vorteil ist derjenige, daß beispielsweise eine Leuchtdiode bezüglich der normal angelegten Spannung in Sperrichtung angelegt ist, so daß erst durch die Induktionsspannung der Spule, die entgegengesetzt zu dieser Versorgungsspannung er zeugt wird, ein Strom in der Betriebsrichtung der Leuchtdiode fließen kann. Ein weiterer Vorteil ist, daß im Prinzip sehr helle Blitze erzeugbar sind, so daß sehr hell scheinende Leuchtkörper erreichbar sind.Preferably, a coil is provided which is parallel to the Means for coupling the filament connected is. The coil has at least two advantages. On the one hand allows the coil to take advantage of induction voltages zen that are higher than the voltage of the primary element or a secondary element, that is to say, which is higher than that of a battery or an accumulator lators. This measure can, for example, if the filament is a light emitting diode, for example only lights up from a forward voltage of 1.7 V, this if the voltage falls below the 1.7 V nominal voltage still be stimulated to glow because of induction voltage may be higher. Another advantage is the one that, for example, a light emitting diode the normally applied voltage applied in the reverse direction is so that only by the induction voltage of the coil, the opposite of this supply voltage he is generated, a current in the direction of operation LED can flow. Another advantage is that in principle, very bright flashes can be generated, so that very brightly shining illuminants are accessible.

Vorzugsweise ist ein zweiter Impulsgenerator vorgesehen, der eine zweite Impulsfolge erzeugt, der von der ersten Impulsfolge ein- und ausschaltbar ist. Durch diese be vorzugte Maßnahme kann der Energieverbrauch noch weiter abgesenkt werden und insbesondere eine Spule Verwendung finden, die eine geringe Induktivität hat, so daß die räumlichen Abmessungen der Schaltungsanordnung klein ge halten werden können und der Energieverlust über bei spielsweise die Spule auch klein gehalten werden kann. Bevorzugterweise werden Elemente benutzt, die einen äußerst geringen Ruheenergieverbrauch haben.A second pulse generator is preferably provided, which generates a second pulse train, that of the first Pulse train can be switched on and off. Through this be preferred measure can further increase energy consumption be lowered and in particular use a coil find that has a low inductance, so the spatial dimensions of the circuit arrangement small ge can be kept and the energy loss over at for example, the coil can also be kept small. It is preferred to use elements that unite have extremely low resting energy consumption.

Wenn bevorzugterweise die abfallende Flanke der Impulse eine große Steilheit aufweist - oder bei einer anderen Schaltung die aufsteigende Flanke der Impulse eine große Steilheit aufweist -, ist sehr einfach eine relativ hohe Spannung über die Spule erzeugbar.If preferably the falling edge of the pulses has a steep slope - or another one Circuit the rising edge of the pulses a large one Has steepness - is very simply a relatively high one Voltage can be generated via the coil.

Vorzugsweise weist die zweite Impulsfolge eine Frequenz von mehr als 100 Hz auf. Weiter vorzugsweise weist die Impulsfolge eine Frequenz von mehr als 50 kHz auf und insbesondere vorzugsweise von mehr als 100 kHz. Vor zugsweise weist die Impulsfolge eine Frequenz von ≦ 500 kHz. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Spule klei ner gemacht werden kann, je größer die Frequenz ist. Es ist allerdings auch zu berücksichtigen, daß ab einer gewissen Grenzfrequenz die Verluste in der Spule die Vorteile der kleinen Bauart wieder aufheben.The second pulse sequence preferably has a frequency from more than 100 Hz. More preferably, the Pulse train a frequency of more than 50 kHz on and particularly preferably of more than 100 kHz. Before the pulse train also has a frequency of ≦ 500 kHz. It should be noted that the coil is small can be made, the higher the frequency. It However, it should also be borne in mind that from one certain limit frequency the losses in the coil Remove the advantages of the small design again.

Vorzugsweise ist der Leuchtkörper wenigstens eine Diode, insbesondere eine Leuchtdiode. Leuchtdioden erreichen nämlich bei relativ geringer Energieaufnahme eine recht hohe Leuchtdichte. Wie oben schon angedeutet, hat die Verwendung einer Leucht- bzw. Lumineszenzdiode den Vor teil, daß diese bezüglich der normal angelegten Spannung gesperrt geschaltet sein kann, um erst mittels der Ver wendung einer Spule und des Ausnutzens einer Induktions spannung bzw. eines Induktionsstroms zum Leuchten ge bracht zu werden. The luminous element is preferably at least one diode, especially a light emitting diode. Reach light-emitting diodes namely a relatively low energy consumption high luminance. As already indicated above, the Using a light emitting or luminescent diode the front part that this with respect to the normally applied voltage can be switched to only by means of the Ver using a coil and taking advantage of induction voltage or an induction current for lighting ge to be brought.

Vorzugsweise ist die wenigstens eine Diode so geschal tet, daß sie relativ zur Polung der Spannungsquelle in Sperrichtung angeschlossen ist. In Sperrichtung geschal tet fließt kein Ruhestrom über die Diode, wodurch der Energieverbrauch niedrig gehalten werden kann.The at least one diode is preferably formed in this way tet that they are relative to the polarity of the voltage source Blocking direction is connected. Formed in the reverse direction tet no quiescent current flows through the diode, whereby the Energy consumption can be kept low.

Bevorzugterweise ist ein Leuchtkörper mit einer oben beschriebenen Schaltungsanordnung versehen.Preferably there is a luminous element with a top described circuitry provided.

Bevorzugterweise umfaßt ein Leuchtkörper wenigstens eine Diode, insbesondere eine Leuchtdiode. Ferner bevorzug terweise sind wenigstens zwei Dioden vorgesehen, die parallel geschaltet sind, um so ein gleichmäßiges Leuch ten der beiden oder mehrerer Dioden zu erzielen. Insbe sondere mit geeigneten weiteren Elementen, wie sphäri sche Reflektoren oder symmetrische oder asymmetrische Reflektoren, können so Räume bzw. Flächen hell ausge leuchtet werden.A luminous element preferably comprises at least one Diode, especially a light emitting diode. Also preferred At least two diodes are usually provided are connected in parallel to create a uniform light to achieve ten of the two or more diodes. In particular especially with suitable other elements such as spheri cal reflectors or symmetrical or asymmetrical Reflectors can make rooms or areas bright be lit.

Wenn vorzugsweise der Leuchtkörper wenigstens einen Kaltlichtstrahler umfaßt, wie beispielsweise eine Halo genlampe, sind kostengünstig Beleuchtungsmöglichkeiten gegeben, die Räume bzw. Flächen hell ausleuchten.If preferably the filament has at least one Cold light emitters, such as a halo gen lamp, are inexpensive lighting options given that the rooms or areas are brightly lit.

Vorzugsweise umfaßt der Leuchtkörper wenigstens ein Element eines Bildschirms, insbesondere eines LCD-Bild schirms. LCD bedeutet hier Flüssigkristallanzeige von "Liquid Cristal Display". Weiter vorzugsweise ist der Leuchtkörper eine Lampe, insbesondere eine Taschenlampe. Durch diese bevorzugte Ausführungsform des Leuchtkörpers sind beispielsweise Taschenlampen herstellbar, die so hell leuchten, wie die bekannten MacLite-Taschenlampen, die allerdings nicht wie die MacLite-Taschenlampen nach verhältnismäßig kurzem Betrieb nicht mehr leuchten, son dem ohne weiteres 1000 Stunden leuchten können.The luminous element preferably comprises at least one Element of a screen, in particular an LCD image umbrella. Here LCD means liquid crystal display from "Liquid Cristal Display". The is further preferred Luminous element a lamp, in particular a flashlight. Through this preferred embodiment of the filament For example, flashlights can be produced that way shine brightly like the well-known MacLite flashlights, but not like the MacLite flashlights relatively short operation no longer shine, son which can easily light up for 1000 hours.

Bevorzugterweise wird die vorbeschriebene Schaltungsan ordnung für ein Verkehrsanzeigesystem, insbesondere eine Verkehrsleittafel, verwendet. In derartigen Verkehrsan zeigesystemen werden eine Unmenge von Leuchtdioden ver wendet. Auch unter Verwendung von hochkapazitiven Ener giespeichern, wie große Akkumulatoren, leuchten derarti ge Verkehrsanzeigesysteme nur für wenige Stunden. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann der Strom verbrauch hier auch um einen Faktor von wenigstens bis zu 100 verringert werden.Preferably, the circuit described above regulation for a traffic display system, in particular a Traffic control panel used. In such traffic display systems will use a multitude of light emitting diodes turns. Also using high-capacity energy gas storage, like large accumulators, shine in this way Traffic signaling systems only for a few hours. By the circuit arrangement according to the invention can the current also consume here by a factor of at least up to be reduced to 100.

Bevorzugterweise wird die vorbeschriebene Schaltungsan ordnung zum Betrieb eines durch Primärelement oder Se kundärelement betreibbaren Energieverbrauchers, insbe sondere zum Betrieb von Spielzeug, Mobiltelefonen und Computern, verwendet.Preferably, the circuit described above regulation for the operation of a primary element or Se secondary element operable energy consumer, esp especially for the operation of toys, mobile phones and Computers.

Vorzugsweise sind die Primär- oder Sekundärelemente luftdicht verpackt, um so auch bei langen Standzeiten eine Korrosion zu vermeiden.The primary or secondary elements are preferred packed airtight, especially with long idle times to avoid corrosion.

Erfindungsgemäß weist ein Verfahren zum Energiesparen beim Betrieb eines Energieverbrauchers mittels einer der vorgenannten Schaltungsanordnungen die folgenden Ver fahrensschritte auf:
According to the invention, a method for saving energy when operating an energy consumer by means of one of the aforementioned circuit arrangements has the following method steps:

- Generation of a first voltage pulse train with a frequency of more than 10 Hz and
- Dining a filament with the chip voltage pulse train.

Bevorzugterweise weist das Verfahren den weiteren Ver fahrensschritt des Erzeugens einer zweiten Spannungsim pulsfolge mit einer Frequenz von mehr als 100 Hz auf, die der ersten Spannungsimpulsfolge aufmultipliziert wird.The method preferably has the further Ver step of generating a second voltage im pulse sequence with a frequency of more than 100 Hz, multiplied that of the first voltage pulse train becomes.

Weiter vorzugsweise weist das Verfahren die weiteren Verfahrensschritte des Aufladens einer Spule in der aufsteigenden Impulsflanke und des Entladens der Spule und des Speisens des Energieverbrauchers in der abstei genden Impulsflanke und des Wiederholens der vorgenann ten Verfahrensschritte auf.More preferably, the method has the others Process steps of charging a coil in the rising pulse edge and the discharge of the coil and feeding the energy consumer in the abbey and the repetition of the aforementioned process steps.

Wenn vorzugsweise der Energieverbraucher ein Leuchtkör per ist, der insbesondere wenigstens eine Leuchtdiode umfaßt, kann besonders viel Energie gespart werden.If preferably the energy consumer is a filament per, which is in particular at least one light-emitting diode includes a lot of energy can be saved.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exem plarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten er findungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigenThe invention is hereinafter without limitation general inventive concept based on execution examples with reference to the drawings exem Plarically described to the rest of the Revelation of all not explained in the text explicitly referenced details becomes. Show it

Fig. 1 einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Aus führungsform, und Fig. 1 is a circuit diagram of an imple mentation form from, and

Fig. 2 eine Prinzipskizze einer weiteren Ausführungs form der Erfindung. Fig. 2 is a schematic diagram of another embodiment of the invention.

In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder ent sprechende Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, so daß auf eine erneute Vorstellung verzichtet wird und lediglich die Abweichungen der in diesen Figuren darge stellten Ausführungsbeispiel gegenüber dem ersten Aus führungsbeispiel erläutert werden.In the following figures are the same or ent speaking parts with the same reference numerals, so that there is no renewed presentation and only the deviations from those shown in these figures presented embodiment compared to the first off example will be explained.

Fig. 1 zeigt einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Span nung V_CC wird an die Eingänge 4 und 8 eines ersten Im pulsgenerators 11 und an einen Eingang einer Leuchtdiode 10 angelegt. Der erste Impulsgenerator ist beispielswei se ein TS3V555 von SGS-THOMSON MICROELECTRONICS. Die Ein- und Ausgänge 1 bis 8 dieses Mikrochips TS3V555 sind:
Fig. 1 shows a circuit diagram of an inventive embodiment of the present invention. A voltage V _CC is applied to the inputs 4 and 8 of a first pulse generator 11 and to an input of a light emitting diode 10 . The first pulse generator is, for example, a TS3V555 from SGS-THOMSON MICROELECTRONICS. The inputs and outputs 1 to 8 of this microchip TS3V555 are:

1: GND (Erde),
2: Trigger,
3: Ausgang,
4: Reset,
5: Steuerspannung,
6: Threshold (Schwellenwert),
7: Discharge (Entladen),
8: Spannungsversorgung V_CC. 1 : GND (earth),
2 : trigger,
3 : output,
4 : reset,
5 : control voltage,
6 : Threshold,
7 : Discharge,
8 : V _CC power supply.

Der Anschluß 1 liegt an Masse 17. Der Anschluß 5 liegt über einem Kondensator 16 von beispielsweise 10 nF an Masse 17 und die Eingänge 2 und 6 sind kurzgeschlossen und liegen über dem Kondensator 16, beispielsweise auch 10 nF an Masse 17. Die Anschlüsse 6 und 2 sind über einen Widerstand 15c an den Anschluß 7 und an einen Widerstand 15b angeschlossen. Die Leuchtdiode 10 wird über einen Widerstand 15a zwischen den Anschlüssen 3 und 4 geschaltet. Der Widerstand 15b hat beispielweise 15 kΩ und der Widerstand 15c beispielsweise 4,7 kΩ. Der Wider stand 15a ist kleiner als 10 Ω.Terminal 1 is connected to ground 17 . The terminal 5 is connected to a capacitor 16 of, for example, 10 nF to ground 17 and the inputs 2 and 6 are short-circuited and are connected to the capacitor 16 , for example also 10 nF to ground 17 . The connections 6 and 2 are connected via a resistor 15 c to the connection 7 and to a resistor 15 b. The LED 10 is connected via a resistor 15 a between the terminals 3 and 4 . The resistor 15 b has, for example, 15 kΩ and the resistor 15 c, for example 4.7 kΩ. The opponent was 15 a is less than 10 Ω.

Die so verschaltete Schaltung erzeugt eine Impulsfolge, die im wesentlichen eine Rechteckspannung ist und eine Frequenz von mehr als beispielsweise 16 Hz aufweist. Die Leuchtdiode leuchtet für das menschliche Auge sichtbar derart, als wenn sie kontinuierlich leuchtete. Gleich wohl leuchtet diese tatsächlich nur diskontinuierlich, was allerdings durch den Integrationseffekt des Auges nicht sichtbar ist. Unter normalen Bedingungen wird eine Leuchtdiode (LED) mit ca. 20 mA betrieben, und zwar kon tinuierlich ohne Unterbrechung. Gemäß der Erfindung wird die Leuchtdiode unterbrochen betrieben, wodurch sich der Energieverbrauch reduziert, allerdings es dem menschli chen Auge immer noch so erscheint, als ob die Leuchtdi ode gleich hell und kontinuierlich leuchtete.The circuit connected in this way generates a pulse train, which is essentially a square wave voltage and a Frequency of more than 16 Hz, for example. The LED lights up visible to the human eye as if it shone continuously. Soon it actually only shines discontinuously, but what about the integration effect of the eye is not visible. Under normal conditions, a Light emitting diode (LED) operated with approx. 20 mA, namely con continuously without interruption. According to the invention the LED is operated intermittently, causing the Energy consumption is reduced, but it is human The eye still appears as if the light di ode equally bright and shone continuously.

Fig. 2 zeigt ein Prinzipschaltbild einer weiteren Aus führungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem Aus führungsbeispiel ist außerdem eine Spule 19 und ein Schalter 18 vorgesehen. Die Leuchtdiode ist in Sperrich tung zur Spannungsversorgung V_CC geschaltet. Würde man eine derartige Schaltungsanordnung ohne den zweiten Impulsgenerator 12 betreiben, würde eine Impulsfolge 13 an den Feldeffekttransistor, der bevorzugterweise ein MOSFET 18 ist, gebracht werden, was dazu führt, daß der MOSFET 18 bei einer anliegenden Spannung aufschaltet und bei einer nicht anliegenden Spannung sperrt. Fig. 2 shows a schematic diagram of another embodiment of the present invention. In this exemplary embodiment, a coil 19 and a switch 18 are also provided. The light emitting diode is connected in the blocking direction to the voltage supply V _CC . If one were to operate such a circuit arrangement without the second pulse generator 12 , a pulse train 13 would be brought to the field effect transistor, which is preferably a MOSFET 18 , which leads to the MOSFET 18 switching on when a voltage is present and blocking when a voltage is not present .

Die mit dieser Schaltung angesteuerte Spule baut ein Magnetfeld auf, und zwar beim Einschalten bzw. Durch schalten des MOSFET 18. Sobald der fließende Strom in den Impulspausen ausgeschaltet wird, erzeugt der Abbau des Magnetfeldes in der Spule 19 eine Selbstinduktions spannung, die um so höher ist, je steiler die Flanken der Impulse sind. Diese Induktionsspannung ist entgegen der Versorgungsspannung bzw. Spannung der Primärquelle V_CC gepolt und erzeugt einen Stromfluß 20 durch die Leuchtdiode 10. Es können also kurze Lichtpulse erzeugt werden, die sehr hell sein können, und auch erzeugt wer den können, wenn an und für sich die Leuchtdiode 10, die beispielsweise bei einer roten Leuchtdiode eine Fluß spannung von 1,7 V hat, auch dann noch leuchtet, wenn die Primärzelle eine Spannung unter 1,7 V aufweist, da diese nach einigem Gebrauch schon weitestgehend entladen ist. In diesem Beispiel ist V_CC im Neuzustand der Pri mär- bzw. Sekundärquelle 3 V. Die Steuerschaltung ar beitet beispielsweise noch bis 1 V herunter und kann aufgrund der Spule 19 wesentlich höhere Spannung zum Betrieb der Leuchtdiode 10 erzeugen.The coil controlled by this circuit builds up a magnetic field, specifically when the MOSFET 18 is switched on or through. As soon as the flowing current is switched off in the pulse pauses, the breakdown of the magnetic field in the coil 19 generates a self-induction voltage which is higher the steeper the edges of the pulses. This induction voltage is polarized against the supply voltage or voltage of the primary source V _CC and generates a current flow 20 through the light emitting diode 10 . So it can be generated short light pulses that can be very bright, and also who can generate if in and of itself the light emitting diode 10 , which has a flux voltage of 1.7 V, for example, with a red light emitting diode, then still shines if the primary cell has a voltage below 1.7 V, since after some use it is already largely discharged. In this example, V _{CC is} 3 V when the primary or secondary source is new. The control circuit works, for example, down to 1 V and can generate much higher voltage for operating the LED 10 due to the coil 19 .

Durch Hinzufügen eines zweiten Impulsgenerators 12, der dem ersten Impulsgenerator 11 nachgeschaltet ist, wird eine Impulsfolge 14 erzeugt. Der zweite Impulsgenerator 12 erzeugt eine Frequenz von mehr als 100 Hz und bevor zugterweise in einem Bereich zwischen 50 kHz und 500 kHz, damit die Induktion der Spule 19 und damit die Aus maße der Spule 19 klein gehalten werden kann. Es ist festzustellen, daß die Pause zwischen den angelegten Spannungen dieser Impulsfolgen bzw. Spannungsimpulsfol gen 14 größer sein kann als die Zeit, in der eine Span nung anliegt, da es hier im wesentlichen darauf ankommt, Lichtblitze zu erzeugen, die entsprechend hell sind und ausreichend häufig vorkommen. Ein auf dem einschlägigen Gebiet tätiger Durchschnittsfachmann wird aufgrund der beschriebenen Erfindung die optimalen Parameter bzw. die Frequenz, die optimal ist, berechnen können, wenn be dacht wird, daß möglichst viele Pausen stattfinden müs sen, die Spule 19 möglichst klein sein soll, allerdings der Verlust durch eine zu hohe Frequenz nicht zu groß sein darf. Anstelle eines Feldeffekttransistors kann auch ein npn-Transistor oder ein pnp-Transistor verwen det werden. Allerdings kann der Spannungsabfall über einen Feldeffekttransistor geringer sein, um diesen zu betreiben, so daß dieser bevorzugt ist.A pulse train 14 is generated by adding a second pulse generator 12 , which is connected downstream of the first pulse generator 11 . The second pulse generator 12 generates a frequency of more than 100 Hz and before preferably in a range between 50 kHz and 500 kHz, so that the induction of the coil 19 and thus the dimensions of the coil 19 can be kept small. It should be noted that the pause between the applied voltages of these pulse trains or voltage pulse trains 14 can be greater than the time in which a voltage is present, since it is essentially a question of generating flashes of light which are correspondingly bright and sufficient happens often. An average specialist active in the relevant field will be able to calculate the optimal parameters or the frequency, which is optimal, on the basis of the described invention if it is thought that as many breaks as possible must take place, the coil 19 should be as small as possible, however Loss due to a too high frequency must not be too large. Instead of a field effect transistor, an npn transistor or a pnp transistor can also be used. However, the voltage drop across a field effect transistor can be lower in order to operate it, so that this is preferred.

Es können ferner parallel zur Spule je nach deren Größe mehrere Leuchtdioden über Widerstände parallel geschal tet werden, um eine einzige Steuerschaltung noch besser ausnutzen zu können. Damit wird der Wirkungsgrad in be zug auf die gesamte erreichbare Leistung verbessert. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird der Stromverbrauch einer Leuchtdiode von normalerweise 20 mA auf einige wenige 100 µA reduziert.It can also be parallel to the coil depending on its size several light-emitting diodes are connected in parallel via resistors be made to a single control circuit even better to be able to exploit. The efficiency in be train improved on the total achievable performance. Due to the circuit arrangement according to the invention Power consumption of a light emitting diode is normally 20 mA reduced to a few 100 µA.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird zum einen Energie gespart, ohne einen gleichmäßigen Licht eindruck ohne Flimmern für das menschliche Auge zu ver lieren. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird bevorzugt dort verwendet, wo visuell für das menschliche Auge große Lichtstärken erforderlich sind, beispielswei se zum Ausleuchten von Räumen. Als Energie- bzw. Strom quelle kommen sowohl Primärelemente, als auch Sekundär elemente oder die Netzspannung zum Einsatz.Due to the circuit arrangement according to the invention saved an energy without a steady light impression without flickering for the human eye lieren. The circuit arrangement according to the invention is preferably used where visually for human Eye high light intensities are required, for example se for illuminating rooms. As energy or electricity source come both primary elements and secondary elements or the mains voltage.

Bisher war es nicht möglich, mittels einer geringen Anzahl von Leuchtdioden Räumlichkeiten auszuleuchten. Durch eine bevorzugte und geeignete räumliche Anordnung von Leuchtdioden oder Kaltlichtstrahlern in Reflektoren, die das seitlich aus der Leuchtdiode austretende Licht nach vorne bündeln, und insbesondere mittels Linse zu sätzlich eine Richtwirkung der teilweise diffusen Strah lung erreichen, kann man größere Flächen hell ausleuch ten. Bei Verwendung einer weißleuchtenden Leuchtdiode oder mehrerer verschiedenfarbiger Leuchtdioden, deren Farbmischung einen weißen Lichtton ergibt bzw. einen annähernd weißen Lichtton ergibt, erhält man eine helle Lampe, die anstelle von üblichen Lampen, insbesondere anstelle von Taschenlampen verwendet werden kann. Leuchtdioden sind auch deshalb vorteilhaft, da diese eine bevorzugte Strahlungsrichtung haben. Auch Laserdi oden könnten entsprechend vorzugsweise mit der erfin dungsgemäßen Schaltungsanordnung betrieben werden.So far it has not been possible to use a small one Number of light-emitting diodes to illuminate premises. Through a preferred and suitable spatial arrangement of light emitting diodes or cold light emitters in reflectors, the light emerging from the side of the LED bundle forward, and especially with a lens a directivity of the partially diffuse jet larger areas can be brightly illuminated When using a white light-emitting diode or several different colored light emitting diodes Color mixing results in a white light tone or one gives approximately white light, you get a bright one Lamp, instead of usual lamps, in particular can be used instead of flashlights. LEDs are also advantageous because they have a preferred direction of radiation. Laserdi too odes could accordingly preferably be invented circuit arrangement according to the invention are operated.

Durch die Beeinflussung des Abstandes und der Reflexion der verwendeten Bauelemente sowie der Festlegung des Stroms, der durch eine oder mehrere Leuchtdioden fließt, sowie der Bündelung und der Streuung kann man verschie den heile Beleuchtungskörper konstruieren, die zweckent sprechend Verwendung finden können.By influencing the distance and the reflection the components used and the definition of Current flowing through one or more light emitting diodes as well as bundling and scattering can be different construct the perfect lighting fixture that is purposeful can be used speaking.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 hat ferner den Vorteil, daß die Leuchtdiode nur dann leuchtet, wenn der Selbst induktionsstrom gemäß dem gezeigten Stromfluß 20 fließt. Auch nur in diesem Fall wird Energie über die Leuchtdi ode verbraucht. Dieser Induktionsstrom baut sich in ei ner e-Funktion bis zum Unterschreiten der Flußspannung ab, wodurch ein großer Helligkeitseindruck erzeugt wird. Die Spannungsimpulsfolge 13 des ersten Impulsgenerators 11 kann bevorzugterweise als niederfrequentes Steuer signal verwendet werden, dessen Frequenz über der zeit lichen Auflösungsgrenze des Auges liegt. Würde hiermit eine Lumineszenzdiode bzw. eine Leuchtdiode allein an gesteuert werden, so würde das Auge einen gleichen Helligkeitseindruck wie bei einem Dauergleichstrom erhalten, wobei der Mittelwert des Impulsstroms aber geringer ist als der Dauergleichstrom.The embodiment according to FIG. 2 also has the advantage that the light-emitting diode only lights up when the self-induction current flows according to the current flow 20 shown. In this case, too, energy is consumed via the light emitting diode. This induction current is reduced in an e-function until it falls below the forward voltage, which creates a large impression of brightness. The voltage pulse train 13 of the first pulse generator 11 can preferably be used as a low-frequency control signal, the frequency of which is above the temporal resolution limit of the eye. If this were to be used to control a luminescence diode or a light-emitting diode alone, the eye would receive the same impression of brightness as with a continuous direct current, the mean value of the pulse current, however, being lower than the continuous direct current.

Mit diesem Signal wird nun in Fig. 2 ein zweiter Im pulsgenerator 12 ein- und ausgeschaltet. Dieser zweite Generator 12 steuert über eine Treiberstufe 18 eine Spule bzw. Induktivität 19 an, wobei sich durch den Stromfluß 20, der sich durch die Richtung der Betriebs spannung V_CC ergibt, ein Magnetfeld in der Spule 19 er zeugt wird, welches die Energie für einen kurzen Zeit raum speichert. Um möglichst kleine Induktivitäten 19 nutzen zu können, sollte die Frequenz des zweiten Gene rators 12 möglichst hoch sein. Bei Frequenzen über 50 kHz und insbesondere im Bereich bei 100 kHz ergibt sich ein günstiger Wirkungsgrad. Ist der zweite Generator 12 durch den ersten Generator 11 immer noch eingeschaltet, so führt in der LOW-Phase der hohen Frequenz das Magnet feld der Induktivität 19 zu einem Stromfluß 20, der ent gegengesetzt zum Stromfluß ist, der von V_CC zum MOSFET 18 fließt. Der Strom 20 kann dann nur noch über die Leuchtdiode 10 fließen. Da die Selbstinduktionsspannung wesentlich höher ist als die Betriebsspannung und auch höher als die Flußspannung der Leuchtdiode 10, ergibt sich im Ausschaltmoment der hohen Frequenz ein kurzer, aber sehr hoher Impulsstrom, der nach einer e-Funktion abklingt und damit eine Verbreiterung der sehr hellen Lichtblitze bewirkt. Auch in diesem Fall integriert das Auge die Lichtblitze zu einem Gesamteindruck mit Dauer licht.With this signal, a second pulse generator 12 is now switched on and off in FIG. 2. This second generator 12 controls a coil or inductor 19 via a driver stage 18 , which is generated by the current flow 20 , which results from the direction of the operating voltage V _CC , a magnetic field in the coil 19 which generates the energy for saves for a short period of time. In order to be able to use the smallest possible inductances 19 , the frequency of the second generator 12 should be as high as possible. At frequencies above 50 kHz and especially in the range at 100 kHz, the efficiency is favorable. If the second generator 12 is still switched on by the first generator 11 , the magnetic field of the inductor 19 leads to a current flow 20 in the LOW phase of the high frequency, which current is opposite to the current flow that flows from V _CC to the MOSFET 18 . The current 20 can then only flow through the light-emitting diode 10 . Since the self-induction voltage is significantly higher than the operating voltage and also higher than the forward voltage of the light-emitting diode 10 , a short but very high pulse current results when the high frequency is switched off, which decays after an e-function and thus causes the very bright light flashes to broaden . In this case, too, the eye integrates the flashes of light into an overall impression with permanent light.

Da die Leuchtdiode 10 parallel zur Induktivität 19 und entgegengesetzt zur Betriebsspannung V_CC geschaltet ist, fließt nur ein Strom während der HIGH-Phase des hoch frequenten Signals, und niemals ein Dauergleichstrom.Since the light-emitting diode 10 is connected in parallel to the inductance 19 and opposite to the operating voltage V _CC , only a current flows during the HIGH phase of the high-frequency signal, and never a continuous direct current.

Durch die Summe der Effekte aus dem zyklischen Ein- und Ausschalten des zweiten Generators 12 und der Erzeugung einer überhöhten Selbstinduktionsspannung ergibt sich unter Ausnutzung der Eigenschaften des menschlichen Au ges der gleiche Helligkeitseindruck, wie bei einer mit Dauergleichstrom betriebenen Leuchtdiode, wobei aber der Strom um das mehr als 10-fache geringer ist. The sum of the effects from the cyclical switching on and off of the second generator 12 and the generation of an excessive self-induction voltage, using the properties of the human eye, gives the same brightness impression as with a light-emitting diode operated with constant direct current, but with the current around that is more than 10 times less.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird schon ein Verbrauch von lediglich 0,9 µA bei einer Betriebs spannung von 3 V erreicht. Das hieße, daß anstelle des Verbrauchs einer 100-Watt-Glühbirne 180 000 Leuchtdioden betrieben werden könnten. Der Energieverbrauch ist al lerdings noch geringer bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a consumption of only 0.9 μA is already achieved with an operating voltage of 3 V. That would mean that 180,000 light-emitting diodes could be operated instead of using a 100 watt light bulb. However, the energy consumption is even lower in the circuit arrangement according to FIG. 2.

Reference list

1-81-8

Anschlüsse des Impulsgenerators
Connections of the pulse generator

1010th

Leuchtdiode
led

1111

erster Impulsgenerator
first pulse generator

1212th

zweiter Impulsgenerator
second pulse generator

1313

Impulsfolge
Pulse train

1414

überlagerte Impulsfolge
superimposed pulse train

1515

a Widerstand
a resistance

1515

b Widerstand
b resistance

1515

c Widerstand
c resistance

1616

Kondensator
capacitor

1717th

Masse
Dimensions

1818th

MOSFET
MOSFET

1919th

Spule
Kitchen sink

2020th

Stromfluß
V_CC Current flow
V _CC

Spannungsquelle
Voltage source

Claims

1. Circuit arrangement for operating a filament ( 10 ) with a first pulse generator ( 11 ), a means for coupling a voltage source V _CC , and a means for coupling the filament ( 10 ), characterized in that by means of the pulse generator ( 11 ) a pulse train ( 13 ) can be generated, which has a frequency of more than 10 Hz.

2. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the pulse train ( 13 ) which can be generated by the first pulse generator ( 11 ) is characterized by a time period without a pulse which is at least as long as the time period of a pulse.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized records that the ratio of duration without pulse to duration with pulse ≧ 2.

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized records that the ratio of duration without pulse to duration with pulse ≧ 10.

5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized records that the ratio of duration without pulse to duration with pulse ≧ 100.

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized records that the ratio of duration without pulse to duration with pulse ≧ 1000.

7. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that a scarf ter ( 18 ) is provided, the first pulse generator ( 11 ) and / or the second pulse generator ( 12 ) is switched on, and a voltage , which can be placed on the means for coupling the luminous element ( 10 ), switches.

8. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that a coil ( 19 ) is provided which is connected in parallel with the means for coupling the lamp body ( 10 ).

9. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that a second pulse generator ( 12 ) is provided which generates a second pulse train and which can be switched on and off by the first pulse train ( 13 ).

10. Circuit arrangement according to one or more of the Claims 1 to 9, characterized in that the falling edge of the impulses a steep slope having.

11. Circuit arrangement according to claim 9 and / or 10, characterized in that the second pulse train is a Frequency of more than 100 Hz.

12. Circuit arrangement according to claim 11, characterized ge indicates that the second pulse train is a frequency of more than 50 kHz.

13. Circuit arrangement according to claim 12, characterized ge indicates that the second pulse train is a frequency of more than 100 kHz.

14. Circuit arrangement according to one or more of the Claims 11 to 13, characterized in that the second pulse train has a frequency of less than or equal to 500 kHz.

15. Circuit arrangement according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the luminous element ( 10 ) is at least one diode, in particular a light-emitting diode.

16. Circuit arrangement according to claim 15, that we at least one diode ( 10 ) is connected so that it is connected in the blocking direction relative to the polarity of the voltage source (V _CC ).

17. Luminous element with circuit arrangement according to one or several of claims 1 to 14.

18. Luminous body according to claim 17, characterized in that it comprises at least one diode ( 10 ), in particular a light emitting diode.

19. Luminous body according to claim 18, characterized net that at least 2 diodes are provided, the are connected in parallel.

20. Luminous body according to claim 17, characterized net that this at least one cold light emitter sums up.

21. Luminous body according to claim 17, characterized net that this is at least one element of a screen, in particular an LCD screen.

22. Luminous body according to one or more of the claims 17 to 20, characterized in that the filament a lamp, especially a flashlight.

23. Use of the circuit arrangement according to one or several of claims 1 to 16 for a traffic announcement system, in particular a traffic control panel.

24. Use of the circuit arrangement according to one or several of claims 1 to 16 for the operation of a Operable ener primary element or secondary element energy consumer, in particular for the operation of toys, Mobile phones and computers.

25. A method for saving energy when operating an energy consumer by means of a circuit arrangement according to one or more of claims 1 to 16 with the following method steps:

- Generating a first voltage pulse train ( 13 ) with a frequency of more than 10 Hz, and
- Dining a filament ( 10 ) with the most voltage pulse train ( 13 ).

26. The method according to claim 25, characterized by the further step of generating a second voltage pulse sequence with a frequency of more than 100 Hz, which is multiplied on the first voltage pulse sequence ( 13 ).

27. The method according to claim 25 and / or 26, characterized by the further method steps of charging a coil ( 19 ) in the ascending pulse edge and discharging the coil ( 19 ) and feeding the energy consumer in the descending pulse edge and repeating the aforementioned Procedural steps.

28. The method according to one or more of claims 25 to 27, characterized in that the energy consumer is a luminous element ( 10 ) which in particular comprises a light-emitting diode.