DE19930343A1

DE19930343A1 - Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Leuchtkörpers

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

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Leuchtkörpers (10) mit einem ersten Impulsgenerator (11), einem Mittel zum Ankoppeln einer Spannungsquelle V¶CC¶ und einem Mittel zum Ankoppeln des Leuchtkörpers (10). Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß mittels des Impulsgenerators (11) eine Impulsfolge (13) generierbar ist, die eine Frequenz von mehr als 10 Hz aufweist.

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.

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.

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.

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.

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.

Die Mittel zum Ankoppeln sind beispielsweise auf Löt flecken gelötete Drähte oder Steckkontakte.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Bevorzugterweise ist ein Leuchtkörper mit einer oben beschriebenen Schaltungsanordnung versehen.

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.

Wenn vorzugsweise der Leuchtkörper wenigstens einen Kaltlichtstrahler umfaßt, wie beispielsweise eine Halo genlampe, sind kostengünstig Beleuchtungsmöglichkeiten gegeben, die Räume bzw. Flächen hell ausleuchten.

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.

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.

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.

Vorzugsweise sind die Primär- oder Sekundärelemente luftdicht verpackt, um so auch bei langen Standzeiten eine Korrosion zu vermeiden.

Erfindungsgemäß weist ein Verfahren zum Energiesparen beim Betrieb eines Energieverbrauchers mittels einer der vorgenannten Schaltungsanordnungen die folgenden Ver fahrensschritte auf:

- Erzeugen einer ersten Spannungsimpulsfolge mit einer Frequenz von mehr als 10 Hz und
- Speisen eines Leuchtkörpers mit der Span nungsimpulsfolge.

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.

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.

Wenn vorzugsweise der Energieverbraucher ein Leuchtkör per ist, der insbesondere wenigstens eine Leuchtdiode umfaßt, kann besonders viel Energie gespart werden.

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 zeigen

Fig. 1 einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Aus führungsform, und

Fig. 2 eine Prinzipskizze einer weiteren Ausführungs form der Erfindung.

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.

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:

1: GND (Erde),
2: Trigger,
3: Ausgang,
4: Reset,
5: Steuerspannung,
6: Threshold (Schwellenwert),
7: Discharge (Entladen),
8: Spannungsversorgung V_CC.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Bezugszeichenliste

1-8

Anschlüsse des Impulsgenerators

10

Leuchtdiode

11

erster Impulsgenerator

12

zweiter Impulsgenerator

13

Impulsfolge

14

überlagerte Impulsfolge

15

a Widerstand

15

b Widerstand

15

c Widerstand

16

Kondensator

17

Masse

18

MOSFET

19

Spule

20

Stromfluß
V_CC

Spannungsquelle

Claims

1. Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Leuchtkörpers (10) mit einem ersten Impulsgenerator (11), einem Mittel zum Ankoppeln einer Spannungsquelle V_CC, und einem Mit tel zum Ankoppeln des Leuchtkörpers (10), dadurch ge kennzeichnet, daß mittels des Impulsgenerators (11) eine Impulsfolge (13) generierbar ist, die eine Frequenz von mehr als 10 Hz aufweist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die vom ersten Impulsgenerator (11) er zeugbare Impulsfolge (13) gekennzeichnet ist durch eine Zeitdauer ohne Impuls, die wenigstens so lang ist wie die Zeitdauer eines Impulses.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis von Zeitdauer ohne Impuls zu Zeitdauer mit Impuls ≧ 2 ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis von Zeitdauer ohne Impuls zu Zeitdauer mit Impuls ≧ 10 ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis von Zeitdauer ohne Impuls zu Zeitdauer mit Impuls ≧ 100 ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verhältnis von Zeitdauer ohne Impuls zu Zeitdauer mit Impuls ≧ 1000 ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schal ter (18) vorgesehen ist, der dem ersten Impulsgenerator (11) und/oder dem zweiten Impulsgenerator (12) nachge schaltet ist, und eine Spannung, die an das Mittel zum Ankoppeln des Leuchtkörpers (10) legbar ist, schaltet.

8. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule (19) vorgesehen ist, die parallel zum Mittel zum Ankop peln des Leuchtkörpers (10) angeschlossen ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Impulsgenerator (12) vorgesehen ist, der eine zweite Impulsfolge erzeugt und der von der ersten Impulsfolge (13) ein- und ausschaltbar ist.

10. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die abfallende Flanke der Impulse eine große Steilheit aufweist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 und/oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Impulsfolge eine Frequenz von mehr als 100 Hz aufweist.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die zweite Impulsfolge eine Frequenz von mehr als 50 kHz aufweist.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, daß die zweite Impulsfolge eine Frequenz von mehr als 100 kHz aufweist.

14. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Impulsfolge eine Frequenz von weniger oder gleich 500 kHz aufweist.

15. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtkörper (10) wenigstens eine Diode, insbesondere eine Leuchtdiode, ist.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, daß die we nigstens eine Diode (10) so geschaltet ist, daß sie relativ zur Polung der Spannungsquelle (V_CC) in Sperr richtung angeschlossen ist.

17. Leuchtkörper mit Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14.

18. Leuchtkörper nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, daß diese wenigstens eine Diode (10), insbesondere eine Leuchtdiode, umfaßt.

19. Leuchtkörper nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich net, daß wenigstens 2 Dioden vorgesehen sind, die parallel geschaltet sind.

20. Leuchtkörper nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, daß diese wenigstens einen Kaltlichtstrahler um faßt.

21. Leuchtkörper nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich net, daß diese wenigstens ein Element eines Bildschirms, insbesondere eines LCD-Bildschirms umfaßt.

22. Leuchtkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtkörper eine Lampe, insbesondere eine Taschenlampe, ist.

23. Verwendung der Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 für ein Verkehrsanzei gesystem, insbesondere eine Verkehrsleittafel.

24. Verwendung der Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 zum Betrieb eines durch Primärelement oder Sekundärelement betreibbaren Ener gieverbrauchers, insbesondere zum Betrieb von Spielzeug, Mobiltelefonen und Computern.

25. Verfahren zum Energiesparen beim Betrieb eines Energieverbrauchers mittels einer Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 mit den folgenden Verfahrensschritten:

- Erzeugen einer ersten Spannungsimpulsfolge (13) mit einer Frequenz von mehr als 10 Hz, und
- Speisen eines Leuchtkörpers (10) mit der er sten Spannungsimpulsfolge (13).

26. Verfahren nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt des Erzeugens einer zweiten Spannungsimpulsfolge mit einer Frequenz von mehr als 100 Hz, die der ersten Spannungsimpulsfolge (13) aufmulti pliziert wird.

27. Verfahren nach Anspruch 25 und/oder 26, gekenn zeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte des Aufladens einer Spule (19) in der aufsteigenden Impuls flanke und des Entladens der Spule (19) und des Speisens des Energieverbrauchers in der absteigenden Impulsflanke und Wiederholen der vorgenannten Verfahrensschritte.

28. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieverbraucher ein Leuchtkörper (10) ist, der insbesondere eine Leuchtdiode umfaßt.