具有顏色混合的led照明裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有顏色混合的LED照明裝置，該LED照明裝置具有權(quán)利要求1前序部分的特征。此外，本發(fā)明涉及用于操作LED照明裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]與熱光源相比，LED照明具有非常小并且同時(shí)具有商業(yè)可用的不同顏色的優(yōu)點(diǎn)，使得彩色照明可以廉價(jià)地并且同時(shí)以節(jié)約安裝空間的方式產(chǎn)生。彩色照明的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是內(nèi)部照明，諸如在飛機(jī)的情況下。在這種情況下，彩色照明可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境照明，不同的照明顏色能夠基于例如一天中的時(shí)間來選擇。
[0003]尤其是在飛機(jī)的情況下，機(jī)載電源系統(tǒng)提供AC電源。首先由于LED的操作利用AC電壓是不可能的并且其次標(biāo)準(zhǔn)的開關(guān)模式電源具有高度設(shè)備復(fù)雜性，因此專利申請(qǐng)DE 102012 006 315 AU DE 10 2012 006 316 AU DE 10 2012 006 341 Al 和 DE 10 2012 006343 Al描述了每個(gè)都具有多個(gè)LED的LED結(jié)構(gòu)，其中LED能夠彼此靈活地連接，使得LED —起可以提供不同的導(dǎo)通狀態(tài)電壓。這些LED結(jié)構(gòu)是利用經(jīng)整流的AC電壓作為供電電壓來供電的，其中控制設(shè)備確保LED結(jié)構(gòu)假設(shè)對(duì)應(yīng)于供電電壓的目前電壓的開關(guān)狀態(tài)。以這種方式，LED結(jié)構(gòu)有可能利用整流電路基于AC電源操作，而無需開關(guān)模式的電源。這些申請(qǐng)還提到LED可以具有不同的顏色。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是給LED照明裝置配備顏色混合功能，特別之處在于高效率以及同時(shí)少量部件。這個(gè)目標(biāo)是由具有權(quán)利要求1的特征的LED照明裝置以及由具有權(quán)利要求15的特征的方法來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的優(yōu)選或有利實(shí)施例可以在子權(quán)利要求、以下描述和附圖中發(fā)現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明提出一種位于內(nèi)部和/或設(shè)計(jì)為照亮內(nèi)部的LED照明裝置。特別優(yōu)選地，LED照明裝置被設(shè)計(jì)為用于照亮飛機(jī)中的客艙。可選地，具有一個(gè)或多個(gè)這種LED照明裝置的飛機(jī)構(gòu)成本發(fā)明的另一主題。
[0006]LED照明裝置包括顏色混合單元，其中該顏色混合單元具有至少第一和第二 LED顏色組。LED被理解為指發(fā)光二極管。顏色混合單元優(yōu)選地是功能單元的形式，其中這至少兩個(gè)顏色組中的LED優(yōu)選地是處于表面上的任意分布的布置中。顏色組中的LED基于顏色組憑借其光的顏色而彼此不同。因此，一個(gè)顏色組可以具有專門綠色LED，另一個(gè)顏色組可以具有專門紅色LED，并且另一個(gè)顏色組可以具有專門藍(lán)色LED。優(yōu)選地，每個(gè)顏色組具有專門一種光顏色的LED。其它的光顏色，諸如橙色或白色，同樣是可能的。每個(gè)顏色組優(yōu)選地包含至少五個(gè)，尤其是至少十個(gè)，LED0
[0007]LED照明裝置具有設(shè)計(jì)為向顏色混合單元供給供電電壓的電源。供電電壓是經(jīng)整流的AC電壓的形式。特別優(yōu)選地，LED照明裝置為AC電源設(shè)計(jì)。作為例子，AC電源可以是具有230伏RMS電源電壓和50赫茲電源頻率的公共電網(wǎng)。特別優(yōu)選地，AC電源具有100伏和150伏(尤其是115伏)之間的RMS電壓，以及100赫茲和800赫茲之間(尤其是在150赫茲和400赫茲之間)的電源頻率。特別優(yōu)選地，該AC電源在飛機(jī)中提供。電源可以包括整流器設(shè)備，該整流器設(shè)備整流AC電源的AC電壓，以產(chǎn)生經(jīng)整流的AC電壓，作為帶供電電流的供電電壓。作為例子，整流器設(shè)備可以是橋式電路。特別優(yōu)選地，AC電壓是正弦電壓的形式，并且在備選實(shí)施例中，它還可以是變形的正弦電壓或者另一交流AC電壓。作為經(jīng)整流的AC電壓的供電電壓特別是有規(guī)律重復(fù)的形式，優(yōu)選地是正弦半周。供電電壓半周的重復(fù)速率定義電壓頻率。特別地，供電電壓的電壓頻率高達(dá)AC電源的AC電壓頻率的兩倍，因?yàn)锳C電壓是通過“翻轉(zhuǎn)”負(fù)半周產(chǎn)生的。
[0008]LED照明裝置包括用于選擇性地激活和停用顏色組的控制設(shè)備，其中，憑借選擇性地激活和停用顏色組，顏色混合單元產(chǎn)生混合的顏色，尤其是對(duì)人類用戶?；旌项伾造o態(tài)或或多或少靜態(tài)的混合顏色的形式是特別優(yōu)選的，其中混合的顏色以小于10赫茲的頻率變化，優(yōu)選地是小于I赫茲。
[0009]本發(fā)明定義以顏色混合頻率重復(fù)的顏色時(shí)間窗口。顏色時(shí)間窗口是對(duì)LED照明裝置的時(shí)間響應(yīng)的描述工具?？刂圃O(shè)備被設(shè)計(jì)為致動(dòng)顏色組，使得它們?cè)陬伾珪r(shí)間窗口內(nèi)被相繼激活，以便在顏色時(shí)間窗口內(nèi)產(chǎn)生混合的顏色。因此，在顏色時(shí)間窗口內(nèi)，顏色組被相繼激活，以便產(chǎn)生混合的顏色。因此，顏色時(shí)間窗口精確地描述顏色混合單元的所有顏色組隨時(shí)間的經(jīng)過。換句話說，顏色時(shí)間窗口在第一個(gè)顏色組被激活的時(shí)候開始并且在最后一個(gè)顏色組被停用的時(shí)候結(jié)束。因此，顏色時(shí)間窗口精確地描述顏色混合單元的所有顏色組被精確地激活一次的時(shí)段。一個(gè)或多個(gè)顏色時(shí)間窗口定義顏色周期。特別地，顏色周期包括精確地一個(gè)顏色時(shí)間窗口。
[0010]在這種語境下，本發(fā)明的考慮是可以通過同時(shí)激活具有不同光顏色的LED來產(chǎn)生混合的顏色，尤其是為人類觀察者。但是，一種替代的(并且在這種情況下是創(chuàng)造性的)可能是讓不同顏色組中的LED快速相繼地被交替激活和停用，從而以這種方式產(chǎn)生混合的顏色，尤其是為人類觀察者，盡管-在按時(shí)間被分解時(shí)-以隨時(shí)間交錯(cuò)并且尤其不重疊的方式，不同的光顏色被相繼顯示和/或不同光顏色被相繼發(fā)射。因此，混合的顏色是通過不同光顏色的時(shí)分多路復(fù)用產(chǎn)生的?；旌项伾漠a(chǎn)生是基于尤其人類觀察者不能分辨在大于例如30赫茲或50赫茲的頻率的變化并且代替地不同光顏色可視地積累和集成的事實(shí)。
[0011]因此，顏色組的時(shí)分多路復(fù)用允許實(shí)現(xiàn)靈活的LED照明裝置，該LED照明裝置首先允許顏色混合模式，其次由于利用經(jīng)整流的AC電壓的供電電壓而只需要幾個(gè)部件。
[0012]在優(yōu)選實(shí)施例中，控制設(shè)備被設(shè)計(jì)為致動(dòng)顏色混合單元，使得在每種情況下同時(shí)或同期不多于僅精確地一個(gè)顏色組被激活。該實(shí)施例再次強(qiáng)調(diào)相繼地(并且在該實(shí)施例中優(yōu)選地專門交替地)激活顏色組以便在顏色時(shí)間窗口內(nèi)產(chǎn)生混合的顏色的創(chuàng)造性概念。
[0013]在本發(fā)明的優(yōu)選開發(fā)中，對(duì)于需要在顏色時(shí)間窗口內(nèi)從至少兩個(gè)顏色組產(chǎn)生的混合顏色，顏色組之間至少或精確地一個(gè)轉(zhuǎn)變操作在顏色時(shí)間窗口內(nèi)實(shí)現(xiàn)。特別優(yōu)選地，對(duì)于從所有顏色組中的光顏色產(chǎn)生的混合顏色的轉(zhuǎn)變操作的次數(shù)對(duì)應(yīng)于顏色組個(gè)數(shù)減1，以便保持轉(zhuǎn)變操作處于最小值。在另一實(shí)施例中，不多于一個(gè)(即，精確地一個(gè)或者沒有)轉(zhuǎn)變操作在半周內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
[0014]顏色混合頻率是大于30赫茲的形式是特別優(yōu)選的，優(yōu)選地是大于50赫茲，以便對(duì)人類觀察者避免閃爍，特別是顏色閃爍。
[0015]在本發(fā)明的第一種可能的實(shí)施例中，顏色混合頻率對(duì)應(yīng)于電壓頻率和/或顏色時(shí)間窗口是具有與一個(gè)半周相同的時(shí)間長度的形式。該實(shí)施例實(shí)現(xiàn)起來特別簡(jiǎn)單，因?yàn)檗D(zhuǎn)變操作的計(jì)劃只需要花費(fèi)單個(gè)半周，然后以顏色混合頻率和/或電壓頻率重復(fù)該半周。
[0016]可選地，可以規(guī)定半周和顏色時(shí)間窗口布置成時(shí)間同步形式，但是以隨時(shí)間關(guān)于彼此以特別地固定和/或恒定相角交錯(cuò)的方式。因此，不必在一個(gè)半周內(nèi)產(chǎn)生混合的顏色，作為對(duì)比，有可能通過第一個(gè)半周的第二半部并通過后續(xù)第二個(gè)半周的第一半部來實(shí)現(xiàn)混合的顏色。這允許轉(zhuǎn)變操作被設(shè)在供電電壓的最小值處，該最小值布置在半周之間，例如，使得至少一些轉(zhuǎn)變操作可以在顏色混合單元的零電壓狀態(tài)實(shí)現(xiàn)。
[0017]考慮到巧妙選擇的相角的優(yōu)點(diǎn)，相角優(yōu)選地是基于混合的顏色來選擇的。這意味著用于關(guān)于時(shí)間定位轉(zhuǎn)變操作的不同策略可以憑借自由選擇的相角和/或基于混合的顏色選擇的相角來實(shí)現(xiàn)。第一種可能的策略是在供電電壓的電壓最小值最大化轉(zhuǎn)變操作的個(gè)數(shù)。第二種可能的策略是把轉(zhuǎn)變操作設(shè)在半周的低電壓區(qū)域內(nèi)，因?yàn)?，考慮到在低電壓區(qū)域中輸出的低