专利名称：具有发光二极管的用于信号发送器的电路装置的制作方法
根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一个具有用于发出彩色光的发光二极管(LED)的信号发送器的电路装置。其特别涉及一个如此的在交通信号设备中信号发送器的电路装置。
目前，在交通信号设备或在用于产生彩色光的色灯信号机中使用一个普通的白炽灯，在其前面布置一个彩色的滤光板。可是对此，通过有影响的光源的反射可能发生，一个断开的色灯信号机的彩色滤光板发光，并且相应的信号是否被断开或接通是不明显的。在使用白炽灯的情况下一个另外的缺点在于，在一个宽带的辐射谱内发出光，并且仅滤出了低百分率的所希望的颜色，因此，仅利用了极小部分的被使用的能源。
通过使用LED(发光二极管)作为辐射源克服了这个缺点，因为在所希望的颜色中LED产生接近于单色的光，并且因此不需要滤光镜，其可能引起上面已说明的产生误会的反射。此外，在使用LED的情况下，差不多100％的产生能量转化为所希望的颜色的光。
在色灯设备中目前仅以基本型实现了已知作为发光二极管的LED的使用，并且有一系列的问题。在这种情况下，用一个串联装置起动LED，该串联装置含有一个电源设备，也许含有一个调整器以及可能含有一个用于LED脉冲运行的脉冲发生器。对此，根据DIN 0832在串联装置中使用的元件不含有错误排除是有问题的。因此，串联装置可能不作为自保护的组件考虑。由于这个原因并且因为串联装置全部是如此复杂的，因此可能不再安全实施一个内部的监控，必须实施一个传感器测量或者一个禁止信号的特别监控。在色灯设备上，通常使用一个红色光作为禁止信号。附加需要一个故障鉴别的如此复杂的串联装置也仅可以以高的费用生产。
本发明基于这个任务，建立一个具有用于发出彩色光的LED的信号发送器的电路装置，其使一个简单的结构、一个安全的功能和一个安全的监控成为可能。
通过具有权利要求1特征的电路装置解决了这个任务。适合本发明的电路装置的有益改进是从属权利要求2至6的目标。
根据本发明预先规定，在开始说明的种类的电路装置上，第一组的一个LED总是与一个同其反极性并联运行的第二组的LED结合成一个外壳，并且通过一个横向连接线使在第一组的二个LED之间的至少一个连接点与在第二组的二个LED之间的至少一个连接点连接。
根据一个替换特别得到使用的解决方案，如果LED仅允许小的截止电压，LED被布置在一个电路中，该电路用交流电压供电，在该电路中至少布置一个桥式整流器，通过该桥式整流器控制LED。
按照本发明的主导思想，经过一个串联电阻LED反极性并联地运行在交流电压上。每个LED发光虽然仅是半个周期，由于电源频率这可能导致一个已知的闪烁。可是通过LED组的反极性并联的电路避免了这个影响。因此，对于整个组件这就象没有消隐时间一样好。对于交替需要的元件，比如象桥式整流器，可以根据DIN 0832提出错误消除。
首先第一组LED刚好象第二组LED一样大。这意味着，总是运行一半数目的同电路装置的剩余的LED反极性并联的在电路装置中使用的LED，因此，在交流电压的两个一半的周期内相同数目的LED发光。
交流电压首先由一个变压器产生，该变压器使220V的交流电压向下变换到在10和40V之间的供电电压。对于该变压器也可以根据DIN0832提出错误消除。交流电压只在可以要求脉冲运行优点的范围内是有利的，因为正弦交流电压的半波象矩形脉冲一样取得类似的效果。这是有利的，因为在LED的脉冲运行下比在直流运行下可以得到高的光输出。
通过总是二个反极性并联运行的LED结合成一个外壳的措施，有益地实现了减小元件的数目。以这样的方式同样降低了发光点的跃变，由于相同颜色发光的LED如此紧密地放在一起，以至他们从外表看起来象一个发光点。此外，在不同的发光点之间的残留闪烁有100Hz的频率，这个频率对于一个人类的观察者来说是不再可觉察的。对此，例如使用了所谓的MULTILED(MULTILED是Siemens公司注册的一个商标)。
此外，这是有利的，即如果二组LED的每一组包括多个并联的电子支路，则其各具有多个串联的LED。这个电子支路此外互相连接在单个LED的所有连接点上。因此全部得出一个点阵或者阵列，并且因此分级和根据不同的电子LED支路的多倍多次并联分级。
在本发明的优选结构形式中在LED的前面安置一个漫射透镜片，通过该漫射透镜片避免了可能对于观察者接近时明显的闪烁和跳跃的闪发光点，因为通过该漫射透镜片对于观察者来说可见光的局部分配是不可能的。
此外，这是有利的，即在各个支路中连接一个半导体二极管或者在每个单个的支路中使用一个桥式整流器。一个如此的桥式整流器也可以连接在全部的LED阵列之前。如果LED仅允许一个小的截止电压，则这个措施是特别有益的。
在初级回路中，用一个简单的方式使电流监控成为可能，因此不需要一个复杂的串联式仪表。
对于变压器和串联电阻根据DIN 0832全部考虑能够提供错误消除。半导体二极管刚好多倍于LED支路存在，并且桥式整流器也许多倍于LED支路存在，因此也是多倍冗余的。
下面根据一个实施例结合
图1和2详细说明本发明。图示图1实施例的图解描述，图2LED外壳的图解描述。
在图中描述了次极电路1，一个变压器2，一个串联电阻3，十二个LED4至15和横向连接16和17。六个LED4至9和六个LED10至15全部形成第一组LED或第二组LED，二组LED互相反极性并联连接，也就是说第一组LED的4至9关于其导通方向与第二组LED10至15相反地布置在电路中。每组包括多个连续地并且以连接的LED相同的通流方向平行连接的支路18,19,20,21。例如LED4,5,6形成第一组的一个支路18，并且同具有第二组的LED10,11和12的支路反极性并联连接。通过在支路18,19,20,21的各个LED的彼此的连接点之间的电子横向连接，各个支路18,19,20,21也彼此连接，并因此形成一个阵列或一个矩阵。在这种情况下通过如此的横向连接在一个支路18,19,20,21的二个LED之间的每个连接点总是与在每个另外的支路的各二个LED的确切的连接点优先连接。自然也可以考虑，各二个彼此反极性并联连接的支路仅具有彼此间的横向连接，因此形成的支路对彼此间仅平行接通，并且不具有横向连接。
通过交流电流的一个半波控制一组LED，通过另一个半波控制另一组。在元件的使用中，各二个LED结合成一个LED外壳，象例如结合成一个MULTILED-SMD外壳22(图2)(Siemens公司注册的商标)，例如LED4和12,5和11,9和13结合为一个具有二个等色芯片的元件。
由具有用于运行LED4至15的10至40V的交流电压的变压器给电路1供电。对此，供电电压的初级220V交流电在LED电路装置的外部。
参考记号表1 电路2 变压器3 串联电阻4-15LED16、17 横向连接18-21 支路22 LED外壳
权利要求
1．具有LED的信号发送器的电路装置，在该电路装置中LED(4至15)布置在一个电路(1)中，在电路装置的运行中用一个交流电压给该电路供电，至少一个第一组LED(4至9)同一个第二组LED(10至15)反极性并联连接，并且在该电路装置的运行中用交流电压的二个交流相控制二组LED(4至9,10至15)，其特征在于，第一组(4至9)的一个LED总是与第二组(10至15)的一个同其反极性并联连接的LED结合成一个单个的外壳(22)，在第一组(4至9)的二个LED之间的至少一个连接点与在第二组(10至15)的二个LED之间的至少一个连接点通过一个横向连接线(16,17)连接。
2．按照权利要求1的电路装置，其特征在于，第一组LED(4至9)刚好同第一组LED(10至15)一样多。
3．按照权利要求1或2的电路装置，其特征在于，含有一个变压器(2)，通过该变压器在该电路装置运行中以10至40V之间的交流电压给电路(1)供电。
4．按照上述权利要求之一的电路装置，其特征在于，在各个支路中连接用于保护LED(4至15)的半导体二极管。
5．按照上述权利要求之一的电路装置，其特征在于，在电路(1)中设置一个串联电阻(3)。
6．按照上述权利要求之一的电路装置，其特征在于，各通过一个横向连接把在一个支路(18至21)中的二个LED(4至15)之间的每个连接点分别与在每个另外的支路中的二个LED之间的确切的一个连接点连接在一起。
全文摘要
在一个具有用于发出彩色光的LED(4至15)的交通设备中的信号发送器的电路装置,其用一个交流电压供电,并具有二级LED(4至9和10至15),他们彼此反极性并联连接。创造了一个简单和灵巧的自身安全可监控的信号发送器装置。
文档编号H05B43/00GK1225229SQ97196231
公开日1999年8月4日 申请日期1997年7月8日 优先权日1997年7月8日
发明者H·勒斯纳 申请人:西门子公司