專(zhuān)利名稱(chēng)：光電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種用于發(fā)射混合光的光電子裝置。本專(zhuān)利申請(qǐng)要求德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10 2010 013 493.7的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。
背景技術(shù)：
為了產(chǎn)生混合光，也就是非單色光并且在此例如為白光，能夠在使用發(fā)光二極管(LED)的情況下通常使用以不同顏色發(fā)射的LED和/或多種發(fā)光材料。例如為了產(chǎn)生白光，能夠?qū)⒂刹煌琇ED發(fā)射的黃綠光譜范圍中和紅色光譜范圍中的光譜分量進(jìn)行疊加。除滿(mǎn)足例如為混合由不同的LED芯片發(fā)射的光的光學(xué)規(guī)定之外，使色度坐標(biāo)大約在白點(diǎn)的白光中相對(duì)于溫度的穩(wěn)定化也是有挑戰(zhàn)性的。這例如在于所涉及的芯片技術(shù)的不同的溫度相關(guān)性。一個(gè)穩(wěn)定化的構(gòu)件在未公開(kāi)的德國(guó)申請(qǐng)10 2008 057 347.7中示出。除色度坐標(biāo)穩(wěn)定化之外，也感興趣的是，控制這種光源的色溫(CCT)，以便例如在暖白光和冷白光之間變化。色溫能夠控制的光源的典型實(shí)現(xiàn)方案包括光學(xué)傳感器和/或熱傳感器、微控器以及多個(gè)用于控制LED的LED驅(qū)動(dòng)器。為了補(bǔ)償熱效應(yīng)，將典型的LED特征存儲(chǔ)在微控器中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種帶有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的色溫能夠控制的并且色度坐標(biāo)穩(wěn)定化的光源。所述目的通過(guò)一種帶有權(quán)利要求1的特征的光電子裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述光電子裝置包括:-帶有第一發(fā)光二極管的第一半導(dǎo)體光源，所述第一半導(dǎo)體光源在工作時(shí)以第一強(qiáng)度發(fā)射第一波長(zhǎng)范圍中的光，其中第一波長(zhǎng)范圍和/或第一強(qiáng)度具有第一溫度相關(guān)性，-帶有第二發(fā)光二極管的第二半導(dǎo)體光源，所述第二半導(dǎo)體光源在工作時(shí)以第二強(qiáng)度發(fā)射第二波長(zhǎng)范圍中的光，其中第一和第二波長(zhǎng)范圍是彼此不同的，并且其中第二波長(zhǎng)范圍和/或第二強(qiáng)度具有與第一溫度相關(guān)性不同的第二溫度相關(guān)性，-帶有第三發(fā)光二極管的第三半導(dǎo)體光源，所述第三半導(dǎo)體光源在工作時(shí)以第三強(qiáng)度發(fā)射第三波長(zhǎng)范圍中的光，-具有溫度相關(guān)的電阻的電阻元件，以及-用于對(duì)第三半導(dǎo)體光源進(jìn)行強(qiáng)度控制的半導(dǎo)體光源控制元件，-其中接在并聯(lián)電路中的是:并聯(lián)電路的第一支路中帶有所述電阻元件和第一半導(dǎo)體光源的第一串聯(lián)電路，并聯(lián)電路的第二支路中的第二半導(dǎo)體光源，以及并聯(lián)電路的第三支路中帶有第三半導(dǎo)體光源和所述半導(dǎo)體光源控制元件的第二串聯(lián)電路。電阻元件引起溫度穩(wěn)定，這是因?yàn)槠涞挚沟谝缓偷诙雽?dǎo)體光源的造成溫度相關(guān)的色度坐標(biāo)移動(dòng)的不同的溫度相關(guān)性。通過(guò)所述半導(dǎo)體光源控制元件能夠控制第三半導(dǎo)體光源的強(qiáng)度，這引起混合光的色溫改變。所調(diào)節(jié)的混合光色溫在溫度改變的情況下與沒(méi)有通過(guò)電阻元件來(lái)進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)那闆r相比更少量地改變。當(dāng)所述裝置在接通之后升溫至其工作溫度時(shí)，例如在正常工作時(shí)出現(xiàn)溫度升高。通過(guò)合適地選擇出的溫度相關(guān)的電阻元件，光電子裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體光源的物理特性的補(bǔ)償。該電路布置與常規(guī)的電路布置相比具有較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)閮H設(shè)有一個(gè)發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器或半導(dǎo)體光源控制元件來(lái)代替多個(gè)。能夠棄用微控器。“光”尤其可以表示具有來(lái)自紫外至紅外光譜范圍的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的電磁輻射。尤其地，光能夠是可見(jiàn)光，并且包括來(lái)自可見(jiàn)光譜范圍在大約350nm和大約800nm之間的波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍?？梢?jiàn)光能夠根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的所謂的CIE-1931-色度坐標(biāo)表或CIE-標(biāo)準(zhǔn)比色表的、具有X色度坐標(biāo)和y色度坐標(biāo)的坐標(biāo)來(lái)表征。帶有下述色度坐標(biāo)的光能夠被稱(chēng)作白光或具有白色發(fā)光印象或色覺(jué)的光，所述色度坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于普朗克黑體輻射器的色度坐標(biāo)或者在X色度坐標(biāo)和/或y色度坐標(biāo)中以小于0.1并且優(yōu)選地小于0.05與普朗克黑體輻射器的色度坐標(biāo)偏離。此外，通過(guò)光能夠引起在此處或下文中被稱(chēng)作白色發(fā)光印象的發(fā)光印象，所述光具有本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的為大于或等于60、優(yōu)選為大于或等于70并且尤其優(yōu)選為大于或等于80的顯色指數(shù)(“colorrendering index，，，CRI)。此外，能夠?qū)⒕哂行∮诨虻扔?500K的色溫的發(fā)光印象稱(chēng)作“暖白的”。能夠?qū)⒕哂写笥?500K的色溫的發(fā)光印象稱(chēng)作“冷白的”。將5500K左右的范圍稱(chēng)作中性白的。術(shù)語(yǔ)“色溫”能夠表示普朗克黑體輻射器的色溫，或者也能夠表示在上文所述的白色的發(fā)光印象的情況中本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的所謂的相關(guān)色溫(“correlated color temperature”，CCT)，所述白色的發(fā)光印象能夠通過(guò)與普朗克黑體輻射器的色度坐標(biāo)偏離的色度坐標(biāo)來(lái)表征。通過(guò)能夠感覺(jué)到的不同色度坐標(biāo)的光形成的不同發(fā)光印象能夠尤其由彼此不同的第一和第二波長(zhǎng)范圍來(lái)引起。例如當(dāng)?shù)谝徊ㄩL(zhǎng)范圍包括至少一個(gè)沒(méi)有包含在第二波長(zhǎng)范圍中的光譜分量時(shí)，能夠?qū)⒌谝缓偷诙ㄩL(zhǎng)范圍稱(chēng)作是不同的。第一和第二波長(zhǎng)范圍引起帶有在CIE標(biāo)準(zhǔn)比色表中不同的X坐標(biāo)和/或不同的I坐標(biāo)的發(fā)光印象和色彩現(xiàn)象。電阻元件能夠與第一和/或第二和/或第三半導(dǎo)體光源熱接觸，并且由此與第一和/或第二和/或第三發(fā)光二極管(LED)熱接觸。這能夠意味著，所述電阻元件的溫度在半導(dǎo)體光源的溫度改變時(shí)以與其相同的程度改變，并且反之亦然。通過(guò)第一和第二強(qiáng)度的和/或第一和第二波長(zhǎng)范圍的不同的第一和第二溫度相關(guān)性，半導(dǎo)體光源的發(fā)光印象可以依據(jù)環(huán)境溫度和工作溫度而彼此不同地改變。因此，在無(wú)調(diào)節(jié)地疊加半導(dǎo)體光源的光的情況下，疊加的發(fā)光印象、即混合光同樣改變。通過(guò)所述電阻元件，在當(dāng)前的光電子裝置中可能的是產(chǎn)生如下混合光，所述混合光就其色度坐標(biāo)而言具有盡可能小的溫度相關(guān)性。根據(jù)實(shí)施形式和材料選擇，第一溫度相關(guān)性能夠小于第二溫度相關(guān)性。這意味著，伴隨著升高的溫度，例如第一半導(dǎo)體光源的第一強(qiáng)度的改變少于第二半導(dǎo)體光源的第二強(qiáng)度的改變。在所述情況下，電阻元件是帶有正溫度系數(shù)的電阻元件，這意味著，所述電阻元件的電阻隨著溫度升高而增大，并且所述電阻元件實(shí)施為冷導(dǎo)體或PTC (“positivetemperature coefficient”正溫度系數(shù))電阻元件。如果第一和第二半導(dǎo)體光源的溫度例如由于環(huán)境溫度的升高而升高，那么在上述情況下，第二強(qiáng)度比第一強(qiáng)度更強(qiáng)烈地減小。這意味著，混合光的色度坐標(biāo)朝向第一半導(dǎo)體光源的色度坐標(biāo)移動(dòng)。然而，在實(shí)施為PTC元件的電阻元件中，溫度也同時(shí)升高并且因此電阻也增大，使得與流過(guò)第二半導(dǎo)體光源的電流相比，流過(guò)第一串聯(lián)電路并且因此流過(guò)第一半導(dǎo)體光源的電流減小，使得能夠抵抗第一和第二強(qiáng)度的僅與溫度相關(guān)的變化。替選地，第一溫度相關(guān)性能夠大于第二溫度相關(guān)性。在所述情況下，所述電阻元件是帶有負(fù)溫度系數(shù)的電阻元件，這意味著，所述電阻元件的電阻隨著升高的溫度而降低并且所述電阻元件構(gòu)造成熱導(dǎo)體或NTC(“negative temperature coefficient”負(fù)溫度系數(shù))電阻元件。由此，如同在上述情況中，同樣能夠通過(guò)如下方式抵抗第一和第二強(qiáng)度的僅與溫度相關(guān)的變化，即在溫度升高的情況下，與流過(guò)第二半導(dǎo)體光源的電流相比，增加了流過(guò)串聯(lián)電路并且因此流過(guò)第一半導(dǎo)體光源的電流。尤其地，電阻元件具有與第一或第二半導(dǎo)體光源的第一和第二溫度相關(guān)性相適應(yīng)的溫度相關(guān)的電阻。這能夠尤其意味著，電阻元件不具有開(kāi)關(guān)特性并且電阻在從-40°C到125°C的溫度范圍中不突然變化。優(yōu)選地，電阻元件的電阻在大于或等于_40°C以及小于或等于125°C的溫度范圍中連續(xù)改變，這意味著，電阻根據(jù)電阻元件作為冷導(dǎo)體或熱導(dǎo)體的實(shí)施形式來(lái)以基本上保持為相同的溫度相關(guān)性增大或減小。優(yōu)選地，所述電阻元件包括線性的或者近似為線性的電阻-溫度相關(guān)性。在一個(gè)擴(kuò)展方案中，半導(dǎo)體光源控制元件在第一狀態(tài)中基本上阻止電流通過(guò)第三支路并且在第二狀態(tài)中基本上允許電流通過(guò)第三支路。換言之:在第一狀態(tài)中，對(duì)第三半導(dǎo)體光源的供電中斷或者至少減小為使得第三半導(dǎo)體光源不發(fā)光；在第二狀態(tài)中，第三半導(dǎo)體光源發(fā)射光。通過(guò)第三半導(dǎo)體光源的接通或關(guān)斷，改變混合光的色溫。在一個(gè)擴(kuò)展方案中，能夠在第一和第二狀態(tài)之間不連續(xù)地轉(zhuǎn)換。半導(dǎo)體光源控制元件在該擴(kuò)展方案中用作開(kāi)關(guān)，通過(guò)所述開(kāi)關(guān)來(lái)接通以及關(guān)斷第三半導(dǎo)體光源，使得所述第三半導(dǎo)體光源在混合光的兩種色溫之間來(lái)回轉(zhuǎn)換。在一個(gè)替選的擴(kuò)展方案中，通過(guò)第三支路的電流能夠在第一和第二狀態(tài)之間連續(xù)地改變。這允許了連續(xù)地改變色溫。有利地，半導(dǎo)體光源控制元件包括晶體管，在所述晶體管上能夠施加控制電壓。所述晶體管依據(jù)所施加的控制電壓來(lái)控制通過(guò)第三支路的電流并且因此來(lái)控制由第三半導(dǎo)體光源發(fā)射的光的強(qiáng)度。晶體管能夠構(gòu)造成N溝道MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)或P溝道MOSFET，這在電路構(gòu)造中形成自由度。為了連續(xù)地改變控制電壓，能夠設(shè)有用于調(diào)節(jié)控制電壓的電位計(jì)。有利地，設(shè)有用于調(diào)節(jié)控制電壓的分壓器。施加在所述晶體管上的控制電壓能夠降在分壓器的電阻上。在帶有電位計(jì)的分壓器中，可以通過(guò)改變電位計(jì)的電阻來(lái)改變降在分壓器的電阻上的電壓并且因此也改變控制電壓。在一個(gè)擴(kuò)展方案中，混合光在狀態(tài)之一中是暖白的并且在另一狀態(tài)中是冷白的。換言之:由所述裝置發(fā)射的光能夠在冷白和暖白之間轉(zhuǎn)換，以便配合照明。于是，在具有冷白的第一半導(dǎo)體光源以及發(fā)射紅光的第二半導(dǎo)體光源的發(fā)射白光的裝置中，能夠設(shè)有適合于發(fā)射藍(lán)光的第三半導(dǎo)體光源。當(dāng)?shù)谌雽?dǎo)體光源不發(fā)射光時(shí)，混合光是暖白的。當(dāng)?shù)谌雽?dǎo)體光源發(fā)射光時(shí)，所述混合光就其色溫而言變得較冷。在一個(gè)擴(kuò)展方案中，所述裝置構(gòu)造成模塊，使得所述裝置的元件設(shè)置在殼體中。在一個(gè)擴(kuò)展方案中，設(shè)有兩個(gè)用于施加電源電壓的端子。在模塊的另一個(gè)擴(kuò)展方案中，除用于施加電源電壓的端子之外，還設(shè)有至少一個(gè)用于施加用于激勵(lì)半導(dǎo)體光源控制元件的電勢(shì)的端子。


以下將參考附圖借助實(shí)施例來(lái)闡明本發(fā)明。其中:圖1示出用于發(fā)射混合光的光電子裝置的電路圖，圖2示出帶有沿著其能夠激勵(lì)所述裝置的線的CIE標(biāo)準(zhǔn)比色表的部分圖，圖3示出帶有光的色度坐標(biāo)的CIE標(biāo)準(zhǔn)比色表的部分圖，所述光由帶有穩(wěn)定化部的裝置以及由不帶有穩(wěn)定化部的比較裝置所發(fā)射，圖4示出P溝道MOSFET的接線圖，以及圖5示出N溝道MOSFET的接線圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了用于發(fā)射混合光的光電子裝置的實(shí)施例的電路圖或電路布置，所述光電子裝置即帶有第一半導(dǎo)體光源1、第二半導(dǎo)體光源2和第三半導(dǎo)體光源3的光源。第一半導(dǎo)體光源I包括發(fā)射在冷白的第一波長(zhǎng)范圍中的光的第一 LED 11。也能夠考慮在黃綠范圍中的光發(fā)射。第二半導(dǎo)體光源2包括發(fā)射在第二波長(zhǎng)范圍中的紅光的兩個(gè)第二 LED 21、22的串聯(lián)電路。第三半導(dǎo)體光源3包括發(fā)射在第三波長(zhǎng)范圍中的藍(lán)光的第三LED。此外，設(shè)有其他的發(fā)射在第一波長(zhǎng)范圍中的光的LED 7、8。其他的LED 7、8是可選的。也能夠不設(shè)有其他的LED，設(shè)有一個(gè)或多于兩個(gè)的其他的LED。其他的LED的發(fā)光印象不局限于白色。此外，設(shè)有第一、第二和第三電阻元件4、5、6。第一電阻元件4是溫度相關(guān)的并且具有正溫度系數(shù)，使得其電阻隨著升高的溫度而增大。換言之:第一電阻元件4是PTC電阻元件。第二電阻元件5具有能夠改變的電阻。所述電阻元件構(gòu)造成電位計(jì)。第三電阻元件6的電阻是固定的。電路布置還包括作為半導(dǎo)體光源控制元件9的M0SFET，其帶有柵極引線、源極引線和漏極引線91、92、93。第一、第二和第三半導(dǎo)體光源1、2、3、電阻元件4、5、6以及構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制兀件9如下布線:在第一支路101中，第一半導(dǎo)體光源I與第一電阻兀件4串聯(lián)。在第二支路102中設(shè)置有帶有兩個(gè)LED 21,22的第二半導(dǎo)體光源2，并且在第三支路103中，構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9與第三半導(dǎo)體光源3串聯(lián)，其中漏極引線93與第三LED 31連接。第一、第二和第三支路101、102、103并聯(lián)。兩個(gè)其他的LED 7、8串聯(lián)到所述并聯(lián)電路。帶有第二和第三電阻元件5、6的串聯(lián)電路并聯(lián)到帶有所述其他的LED 7、8的串聯(lián)電路以及所述并聯(lián)電路。第二和第三電阻元件5、6用作分壓器。在第二和第三電阻元件5、6之間分接施加在構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9的柵極引線91處的控制電壓。替選于在此純示例地描述的帶有發(fā)射白色的第一半導(dǎo)體光源1、發(fā)射紅色的第二半導(dǎo)體光源2和發(fā)射藍(lán)色的第三半導(dǎo)體光源3的組合形式，當(dāng)期望混合光的其他的色彩效果和發(fā)光印象時(shí)，也能夠使用帶有在其他波長(zhǎng)范圍中的發(fā)射光譜的半導(dǎo)體光源的任意其他組合形式。尤其地，第三半導(dǎo)體光源3的顏色不局限于藍(lán)色。在沒(méi)有第三半導(dǎo)體光源3的影響的情況下,第一和第二半導(dǎo)體光源1、2的混合光是暖白的。隨著發(fā)射藍(lán)光的第三LED 3的強(qiáng)度增加，混合光的色溫變得更冷。對(duì)紅色LED、藍(lán)色LED以及白色(例如磷轉(zhuǎn)化的藍(lán)色)LED的使用允許以有效率的方式和方法來(lái)構(gòu)造光源，在所述光源中能夠沿著白色曲線控制色溫，這對(duì)于SSL(Solid-State-Lighting或固態(tài)照明)應(yīng)用而言是極有益的。這種類(lèi)型的應(yīng)用能夠?qū)︻伾煽毓庠磥?lái)使用LED的電勢(shì)。白色和紅色LED 11、21的色度坐標(biāo)穩(wěn)定化是有利的，這是因?yàn)榧t色LED 21發(fā)射的光在溫度升高的情況下更強(qiáng)烈地移向較長(zhǎng)波的范圍，并且與白色LED 11、7、8和藍(lán)色LED31的光相比同時(shí)損失更多的效率和強(qiáng)度。白色LED由于溫度升高時(shí)下降的磷效率而改變其色度坐標(biāo)。通過(guò)溫度相關(guān)的第一電阻元件3來(lái)實(shí)現(xiàn)降低色度坐標(biāo)移動(dòng)的調(diào)整?？?00表示光電子裝置的電路布置的白點(diǎn)穩(wěn)定的組成部分，所述組成部分包括第一和第二半導(dǎo)體光源1、2以及PTC電阻元件4。在下文中闡明所述穩(wěn)定的組成部分的工作原理。在低的環(huán)境溫度和工作溫度的情況下，更多的電流流過(guò)PTC電阻元件4并且更少的電流流過(guò)第二半導(dǎo)體光源2 ;在高溫時(shí)，電流平衡在恒定的總電流或恒定的電壓的情況下移向第二半導(dǎo)體光源2，這是因?yàn)橛捎赑TC電阻元件4的電阻的與溫度相關(guān)的增加，更多的電流流過(guò)第二半導(dǎo)體光源2。然而，在第二半導(dǎo)體光源2僅與PTC電阻元件4單獨(dú)并聯(lián)的情況下，降在第二半導(dǎo)體光源2上的全部電壓也降在電阻元件4上，這將導(dǎo)致PTC電阻元件4中高的歐姆損耗并且因此會(huì)導(dǎo)致低效的裝置。通過(guò)電阻元件4與第一半導(dǎo)體光源I的附加的串聯(lián)電路，能夠降低PTC電阻元件4上的損耗功率，由此獲得光電子裝置的效率的大大提升。同時(shí)為了增加第二半導(dǎo)體光源2中的電流，通過(guò)PTC電阻元件4在環(huán)境溫度升高的情況下來(lái)降低流過(guò)第一半導(dǎo)體光源I的電流，使得與第一半導(dǎo)體光源I的恒定的工作電流相比，能夠通過(guò)第二半導(dǎo)體光源2中相對(duì)較小的電流增加來(lái)實(shí)現(xiàn)第一和第二半導(dǎo)體光源1、2之間的電流平衡。這又使得第二半導(dǎo)體光源2中的與電流相關(guān)的自加熱效應(yīng)能夠保持為相對(duì)較低，由此使得由第二 LED 21,22發(fā)射的光的波長(zhǎng)移動(dòng)與這在對(duì)第二半導(dǎo)體光源2的工作電流進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)的情況下相比而言較小。對(duì)示出的以及以下的實(shí)施例替選地，當(dāng)?shù)谝缓偷诙雽?dǎo)體光源1、2構(gòu)造成使得第一強(qiáng)度的第一溫度相關(guān)性大于第二強(qiáng)度的第二溫度相關(guān)性時(shí)，PTC電阻元件4也能夠構(gòu)造成NTC元件。通過(guò)在電流路徑中使用PTC電阻元件(或者NTC電阻元件)來(lái)實(shí)現(xiàn)白點(diǎn)穩(wěn)定化。第三路徑中的可控半導(dǎo)體光源3擴(kuò)展了所述原理并且可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定在冷白和暖白之間可控的光源。通過(guò)構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9能夠在第一狀態(tài)中基本上截止帶有第三LED 31的第三支路103，使得第三LED 31不發(fā)射光。在所述情況下，光源的混合光是暖白的。在第二狀態(tài)中，第三支路103通過(guò)構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9而被接通，使得第三LED 31發(fā)射光。第三支路103的截止/釋放依據(jù)施加在構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9上的控制電壓Us來(lái)進(jìn)行。所述釋放也能夠部分地進(jìn)行以及進(jìn)行以為其他的支路101、102加負(fù)載，這是因?yàn)楝F(xiàn)在電流流過(guò)三條支路101、102、103。在釋放時(shí)，混合光變冷。通過(guò)帶有第二和第三電阻元件5、6的分壓器來(lái)調(diào)節(jié)構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9的控制電壓Us。構(gòu)造成電位計(jì)的第二電阻元件5允許改變所述控制電壓，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)電位計(jì)5的電阻變化，改變了施加到電阻元件5、6上的電壓之間的電壓比例并且因此改變了控制電壓Uso所述電路布置允許了借助于PTC電阻元件4來(lái)穩(wěn)定在冷白和暖白之間可控的光源。在一個(gè)替選的實(shí)施例中，能夠?yàn)榇四康亩O(shè)有NTC電阻元件(沒(méi)有示出)。對(duì)此，僅需要LED驅(qū)動(dòng)器，在該情況中為構(gòu)造成MOSFET的半導(dǎo)體光源控制元件9，然而既不需要微控器也不需要其他的傳感器。通過(guò)控制電壓Us能夠單獨(dú)地調(diào)節(jié)色溫。在電阻元件4溫度相關(guān)地改變時(shí)，不僅第一和第二支路101、102中的電流改變，而且，在接通的情況下第三支路103中的電流也改變。然而，補(bǔ)償集中在第二 LED 21、22上，所述第二 LED 21、22在其溫度相關(guān)性上大大地不同于其他的LED 11、31、8、7。所述電路布置直接從LED光源的工作電流中得到控制電壓Us。對(duì)于例如在臺(tái)燈中的應(yīng)用或相似的應(yīng)用而言，能夠是有利的是，以所述方法借助簡(jiǎn)單的電位計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述調(diào)整，如圖1中所示。在一個(gè)替選的實(shí)施例中，柵極引線91能夠作為L(zhǎng)ED組件的其他引腳而保持為未接入，并且所述控制電壓由外部預(yù)先設(shè)定，例如，通過(guò)數(shù)字電位計(jì)經(jīng)由DMX接口或Dal i接口控制。在這種類(lèi)型的實(shí)施例中，如同框架200所表示地，在圖1中示出的除了電壓源U和分壓器5、6之外的元件能夠構(gòu)造成模塊并且設(shè)置在殼體中，所述殼體除用于電源電壓U的端子之外還具有用于施加控制電勢(shì)的另一端子。當(dāng)然能夠考慮的是，設(shè)有用于施加控制電壓Us的兩個(gè)其他端子。圖2示出CIE標(biāo)準(zhǔn)比色表在0.28和0.48之間的色度坐標(biāo)x范圍中并且在0.24和0.44之間的色度坐標(biāo)I范圍中的部分圖。線900表示在不同溫度中的普朗克黑體輻射器的所謂的白色曲線。所述溫度也被稱(chēng)作色溫。區(qū)域910、920、930、940、950、960、970、980是所謂的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域化系統(tǒng)(ANS1-Binning-Systems)的色溫區(qū)域，所述系統(tǒng)對(duì)白色的色溫劃分等級(jí)。區(qū)域910相當(dāng)于6500K，這是冷白光。區(qū)域920相當(dāng)于5700K，這也還被視為冷白光。區(qū)域930相當(dāng)于5000K，這被視為中性白光。區(qū)域940相當(dāng)于4500K。區(qū)域950相當(dāng)于4000K。區(qū)域960相當(dāng)于3500K。區(qū)域970相當(dāng)于3000K。區(qū)域980相當(dāng)于2700K。所述區(qū)域940、950、960、970、980被視為暖白光。在工作溫度為75攝氏度時(shí)控制電壓Us變化的情況下，繪出在采用典型的LED特征的情況下針對(duì)光源模擬地求得的線990。人們看到，繪出的曲線在Cx-Cy空間中完全地位于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域化系統(tǒng)的區(qū)域910、920、930、940、950、960、970、980之內(nèi)。色溫在7000K和2700K之間改變。顯色指數(shù)CRI —直保持在CRI>80之上，在更暖的區(qū)域中甚至在CRI>90之上。圖3闡明帶有PTC電阻元件4的電路布置的穩(wěn)定作用。圖3示出CIE標(biāo)準(zhǔn)比色表在0.28和0.48之間的色度坐標(biāo)X范圍中并且在0.24和0.44之間的色度坐標(biāo)y范圍中的部分圖。線900表示白色曲線。此外，示出美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域化系統(tǒng)的區(qū)域910、920、930、940、950、960、970、980。空心的標(biāo)記911、921、931、941、951是在溫度為25攝氏度情況下沒(méi)有色彩穩(wěn)定時(shí)、即沒(méi)有PTC電阻元件時(shí)比較電路布置的色度坐標(biāo)，這對(duì)應(yīng)于直接在接通光源之后的狀態(tài)。當(dāng)由所述電路布置發(fā)射的混合光的色溫變化時(shí)，不同的標(biāo)記911、921、931、941、951在此相當(dāng)于不同的色度坐標(biāo)。陰影的標(biāo)記912、922、932、942、952示出在溫度為25攝氏度時(shí)、在帶有借助于PTC電阻元件4實(shí)現(xiàn)色度坐標(biāo)穩(wěn)定化的電路布置中的混合光色度坐標(biāo)，這對(duì)應(yīng)于直接在接通光源之后的狀態(tài)。當(dāng)由所述電路布置發(fā)射的混合光的色溫通過(guò)控制電壓Us的變化而變化時(shí)，不同的標(biāo)記912、922、932、942、952在此相當(dāng)于不同的色度坐標(biāo)。實(shí)心的標(biāo)記913、923、933、943、953示出對(duì)于不帶有以及帶有色度坐標(biāo)穩(wěn)定化部的電路布置而言在溫度為75攝氏度時(shí)通過(guò)PTC電阻元件4而穩(wěn)定的色度坐標(biāo)。標(biāo)記911、912、913的組示出用于帶有或不帶有PTC電阻元件4的兩個(gè)電路布置的色度坐標(biāo)，調(diào)節(jié)所述電路布置使得其在75攝氏度時(shí)發(fā)射帶有同一色度坐標(biāo)913的光。然而，在不帶有PTC電阻元件4的電路布置中，色度坐標(biāo)911在25攝氏度時(shí)與色度坐標(biāo)913的偏差顯著大于在帶有PTC電阻元件4的電路布置中色度坐標(biāo)912在25攝氏度時(shí)的偏差。換言之:在帶有PTC電阻元件4的電路布置中，色度坐標(biāo)在溫度變化時(shí)以較小程度漂移。所述效應(yīng)也可在其他的組中看到。標(biāo)記921、922、923的組如同標(biāo)記931、932、933的組或941、942、943的組一樣示出了所述效應(yīng)。標(biāo)記951、952、953的組示出暖白光情況下的所述效應(yīng)。在接通之后、也就是說(shuō)在25攝氏度時(shí)，以及色度坐標(biāo)913、923、933、943、953之間的偏差在達(dá)到工作溫度之后、也就是說(shuō)在75攝氏度時(shí)，穩(wěn)定化的電路布置的色度坐標(biāo)912、922、932、942、952之間的偏差小。尤其地，在暖白和中性白區(qū)域中，色溫的偏差就色度坐標(biāo)而言保持在小于0.01的區(qū)域中。所述小的偏差由PTC電阻元件4來(lái)決定。圖4和5再一次闡明在第三支路中借助于P溝道MOSFET或N溝道MOSFET通過(guò)控制電壓Us對(duì)第三LED 31的控制。圖4示出作為半導(dǎo)體光源控制元件9的P溝道M0SFET，其漏極引線93與第三二極管31連接。在源極引線92和第三二極管31之間存在電源電壓U。在源極引線92和柵極引線91之間施加控制電壓Us。如果施加對(duì)接通支路而言足夠的控制電壓、例如當(dāng)電源電壓U=20V時(shí)Us=IOV,那么第三二極管31不發(fā)射光。如果控制電壓Us消失，例如在U=20V時(shí)Us=OV,作為半導(dǎo)體光源控制元件9的P溝道MOSFET截止，也就是說(shuō)其電阻趨近于無(wú)窮大?？刂齐妷篣s能夠在OV和IOV之間是可變的。作為半導(dǎo)體光源控制元件9的P溝道MOSFET非常好地適合于使用在裝配有僅一個(gè)其他的設(shè)為用于施加控制電勢(shì)的端子或引腳的模塊中。能夠?qū)σ_41、42施加電源電壓，在引腳上存在參考電勢(shì)。因?yàn)殡娫措妱?shì)已經(jīng)通過(guò)引腳41施加在P溝道MOSFET 9的源極引線92上，所以?xún)H需要一個(gè)其他的與柵極引線91連接的引腳43來(lái)調(diào)節(jié)柵源電壓。為了良好地起作用，所述模塊應(yīng)具有與柵源電壓相當(dāng)?shù)碾娫措妷海员惚荛_(kāi)外部的控制電壓。如果期望外部的控制電壓，那么也能夠通過(guò)將MOSFET的柵極引線91構(gòu)成為未接入而實(shí)現(xiàn)。在最后提到的情況中，如同在圖5中所示，N-MOSFET是更適合的，這是因?yàn)榭刂齐妷宏?duì)與電源電壓U無(wú)關(guān)。作為半導(dǎo)體光源控制元件9的實(shí)施例，圖5示出N溝道M0SFET，其漏極引線93與第三二極管31連接。在源極引線92和第三二極管31之間存在電源電壓U。在源極引線92和柵極引線91之間施加控制電壓Us。如果施加對(duì)接通支路而言足夠的控制電壓，例如在仏2(^時(shí)Us=IOV,那么第三二極管31發(fā)射光。當(dāng)控制電壓消失時(shí)，例如Us=OV并且U=20V，MOSFET截止，也就是說(shuō) 其電阻趨于無(wú)窮大。
權(quán)利要求
1.關(guān)于發(fā)射混合光的光電子裝置，包括: -帶有第一發(fā)光二極管(11)的第一半導(dǎo)體光源(1)，所述第一半導(dǎo)體光源在工作時(shí)以第一強(qiáng)度發(fā)射第一波長(zhǎng)范圍中的光，其中所述第一波長(zhǎng)范圍和/或所述第一強(qiáng)度具有第一溫度相關(guān)性， -帶有第二發(fā)光二極管(21、22)的第二半導(dǎo)體光源(2)，所述第二半導(dǎo)體光源在工作時(shí)以第二強(qiáng)度發(fā)射第二波長(zhǎng)范圍中的光，其中所述第一波長(zhǎng)范圍和所述第二波長(zhǎng)范圍是彼此不同的并且其中所述第二波長(zhǎng)范圍和/或所述第二強(qiáng)度具有第二溫度相關(guān)性，所述第二溫度相關(guān)性不同于所述第一溫度相關(guān)性， -帶有第三發(fā)光二極管(31)的第三半導(dǎo)體光源(3)，所述第三半導(dǎo)體光源在工作時(shí)以第三強(qiáng)度發(fā)射第三波長(zhǎng)范圍中的光， -帶有溫度相關(guān)的電阻的電阻元件(4)，以及 -用于對(duì)所述第三半導(dǎo)體光源(3)進(jìn)行強(qiáng)度控制的半導(dǎo)體光源控制元件(9)， -其中接在并聯(lián)電路中的是:在所述并聯(lián)電路的第一支路(101)中的帶有所述電阻元件(4)和所述第一半導(dǎo)體光源(I)的第一串聯(lián)電路，在所述并聯(lián)電路的第二支路(102)中的所述第二半導(dǎo)體光源(2)以及在所述并聯(lián)電路的第三支路(103)中的帶有所述第三半導(dǎo)體光源(3 )和所述半導(dǎo)體光源控制元件(9 )的第二串聯(lián)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中 -所述第一溫度相關(guān)性小于所述第二溫度相關(guān)性，以及 -所述電阻元件(4)是帶有正溫度系數(shù)的電阻元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中 -所述第一溫度相關(guān)性大于所述第二溫度相關(guān)性，以及 -所述電阻元件(4)是帶有負(fù)溫度系數(shù)的電阻元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體光源控制元件(9)在第一狀態(tài)中阻止電流通過(guò)所述第三支路(103)并且在第二狀態(tài)中允許電流通過(guò)所述第三支路(103)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，所述裝置能夠在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間不連續(xù)地轉(zhuǎn)換。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中通過(guò)所述第三支路(103)的電流能夠連續(xù)地改變。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的裝置，其中所述半導(dǎo)體光源控制元件(9)包括晶體管(9 )，在所述晶體管上能夠施加控制電壓(Us)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述晶體管構(gòu)造成N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(9)或P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(9)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，其中設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述控制電壓(Us)的電位計(jì)(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的裝置，其中設(shè)有用于調(diào)節(jié)所述控制電壓(Us)的分壓器(5、6)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的裝置，其中所述混合光在所述狀態(tài)之一中是暖白色，并且在另一所述狀態(tài)中是冷白色。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的裝置， 其中所述第三半導(dǎo)體光源(3)適合于發(fā)射藍(lán)光。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的裝置，所述裝置構(gòu)造成帶有用于施加電源電壓(U)的端子的模塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中設(shè)有用于施加對(duì)所述半導(dǎo)體光源控制元件(9)進(jìn)行激勵(lì)的 電勢(shì)的端子。
全文摘要
一種用于發(fā)射混合光的光電子裝置，包括-帶有第一發(fā)光二極管(11)的第一半導(dǎo)體光源(1)，所述第一半導(dǎo)體光源在工作時(shí)以第一強(qiáng)度發(fā)射第一波長(zhǎng)范圍中的光，其中所述第一波長(zhǎng)范圍和/或第一強(qiáng)度具有第一溫度相關(guān)性，-帶有第二發(fā)光二極管(21、22)的第二半導(dǎo)體光源(2)，所述第二半導(dǎo)體光源在工作時(shí)以第二強(qiáng)度發(fā)射第二波長(zhǎng)范圍中的光，其中第一和第二波長(zhǎng)范圍是彼此不同的并且其中第二波長(zhǎng)范圍和/或第二強(qiáng)度具有與所述第一溫度相關(guān)性不同的第二溫度相關(guān)性，-帶有第三發(fā)光二極管(31)的第三半導(dǎo)體光源(3)，所述第三半導(dǎo)體光源在工作時(shí)以第三強(qiáng)度發(fā)射第三波長(zhǎng)范圍中的光，-具有溫度相關(guān)的電阻的電阻元件(4)，以及-用于對(duì)第三半導(dǎo)體光源(3)進(jìn)行強(qiáng)度控制的半導(dǎo)體光源控制元件(9)，-其中接在并聯(lián)電路中的是并聯(lián)電路的第一支路(101)中的帶有電阻元件(4)和第一半導(dǎo)體光源(1)的第一串聯(lián)電路，并聯(lián)電路的第二支路(102)中的第二半導(dǎo)體光源(2)以及并聯(lián)電路的第三支路(103)中的帶有第三半導(dǎo)體光源(3)和半導(dǎo)體光源控制元件(9)的第二串聯(lián)電路。
文檔編號(hào)H05B33/08GK103098545SQ201180018060
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者拉爾夫·維爾特, 霍斯特·瓦爾加 申請(qǐng)人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司