DE102011079473B4

DE102011079473B4 - Light module comprising at least two semiconductor light source chains and methods for controlling and / or regulating the supply energy of the at least two semiconductor light source chains

Info

Publication number: DE102011079473B4
Application number: DE102011079473A
Authority: DE
Inventors: Mathias Heyer; Dirk Blum
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2031-07-21
Also published as: DE102011079473A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul (6) umfassend mindestens zwei Halbleiterlichtquellen-Ketten (9), von denen mindestens zwei jeweils mindestens eine Halbleiterlichtquelle (8) aufweisen, ein Steuergerät (15) zur Versorgung der Halbleiterlichtquellen-Ketten (9) mit einer Versorgungsenergie (U_15) und Mittel zur Steuerung und/oder Regelung der Versorgungsenergie der einzelnen Halbleiterlichtquellen-Ketten (9). Um einen möglichst einfachen, kostengünstigen sowie möglichst flexiblen Betrieb von mehreren Halbleiterlichtquellen-Ketten (9) an einem Ausgangskanal eines Steuergeräts (15) zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Mittel (17; 16; 16a, 16b; 18) zur Steuerung und/oder Regelung der Versorgungsenergie mindestens ein Schaltelement (16; 16a, 16b; 18) umfassen, das die Versorgungsenergie (U_15) während vorgebbarer Zeitabschnitte auf die einzelnen Halbleiterlichtquellen-Ketten (9) aufteilt.The invention relates to a light module (6) comprising at least two semiconductor light source chains (9), of which at least two each have at least one semiconductor light source (8), a control device (15) for supplying the semiconductor light source chains (9) with a supply energy (U_15 ) and means for controlling and / or regulating the supply energy of the individual semiconductor light source chains (9). In order to enable the simplest, most cost-effective and as flexible as possible operation of a plurality of semiconductor light source chains (9) on an output channel of a control device (15), it is proposed that the means (17; 16; 16a, 16b; or regulation of the supply energy comprise at least one switching element (16; 16a, 16b; 18) which divides the supply energy (U_15) during predeterminable time segments onto the individual semiconductor light source chains (9).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul umfassend:

– mindestens zwei Halbleiterlichtquellen-Ketten, von denen mindestens zwei jeweils mindestens eine Halbleiterlichtquelle aufweisen,
– ein Steuergerät zur Versorgung der Halbleiterlichtquellen-Ketten mit einer Versorgungsenergie und
– Mittel zur Steuerung und/oder Regelung der Versorgungsenergie der einzelnen Halbleiterlichtquellen-Ketten.

The present invention relates to a light module comprising:

At least two semiconductor light source chains, of which at least two each have at least one semiconductor light source,
- A controller for supplying the semiconductor light source chains with a supply energy and
- means for controlling and / or regulating the supply energy of the individual semiconductor light source chains.

Die Mittel zur Steuerung und/oder Regelung der Versorgungsenergie umfassen mindestens ein Schaltelement, das die Versorgungsenergie während vorgebbarer Zeitabschnitte alternierend auf die einzelnen Halbleiterlichtquellen-Ketten aufteilt.The means for controlling and / or regulating the supply energy comprise at least one switching element which alternately distributes the supply energy to the individual semiconductor light source chains during predefinable time segments.

Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die mindestens ein derartiges Lichtmodul umfasst, sowie ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Versorgungsenergie von mindesten zwei Halbleiterlichtquellen-Ketten eines Lichtmoduls gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.Furthermore, the invention relates to a lighting device for a motor vehicle, which comprises at least one such light module, and a method for controlling and / or regulating the supply energy of at least two semiconductor light source chains of a light module according to the preamble of claim 14.

Bei Lichtmodulen von Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge werden bei Verwendung von Halbleiterlichtquellen derzeit häufig je Lichtmodul mehrere Halbleiterlichtquellen-Ketten mit jeweils mindestens einer Halbleiterlichtquelle eingesetzt. Die Halbleiterlichtquellen können Licht zur Realisierung einer beliebigen Scheinwerfer- oder Leuchtenfunktion aussenden, insbesondere weißes, gelbes und/oder rotes Licht. Mit Hilfe des von den Halbleiterlichtquellen ausgesandten Lichts kann insbesondere eine oder mehrere der nachfolgenden Lichtfunktionen realisiert werden: Abblendlicht, Fernlicht, Stadtlicht, Landstraßenlicht, Fernlicht, Schlechtwetterlicht (z. B. bei Regen oder Schnee), statisches Kurvenlicht, eine beliebige dynamische Lichtfunktion, Nebellicht, Tagfahrlicht, Stand-, Positions- oder Begrenzungslicht, Blinklicht, Seitenmarkierungslicht, Rücklicht, Bremslicht, Nebelschlusslicht, Rückfahrscheinwerferlicht, etc.When light modules of lighting devices for motor vehicles are currently often used per light module, a plurality of semiconductor light source chains each having at least one semiconductor light source when using semiconductor light sources. The semiconductor light sources can emit light for the realization of any headlight or luminaire function, in particular white, yellow and / or red light. In particular one or more of the following light functions can be realized with the aid of the light emitted by the semiconductor light sources: low beam, high beam, city light, high street, high beam, low light (eg rain or snow), static curve light, any dynamic light function, fog light , Daytime running lights, parking, position or parking lights, flashing lights, side marker lights, rear lights, brake lights, rear fog lights, reversing lights, etc.

Aus der DE 10 2008 037 551 A1 ist es bspw. bekannt, ein Steuergerät mit einem Ausgangskanal zur Ansteuerung mehrerer Halbleiterlichtquellen-Ketten einzusetzen. Die Aufteilung eines Ausgangsstroms des Steuergeräts auf die einzelnen Halbleiterlichtquellen-Ketten wird mit analogen Stromsenken realisiert, die den Strom in beiden Ketten vergleichen und den Strom in der eine Kette an den Strom in der anderen Kette angleichen. Dazu muss eine Differenz zwischen den beiden Flussspannungen vorhanden sein, da die Regeleinrichtung, welche die Angleichung der Ströme in den einzelnen Ketten vornimmt, eine Arbeitsspannung benötigt. Diese wird in der Regel durch eine unterschiedliche Anzahl an Halbleiterlichtquellen in den einzelnen Ketten erreicht.From the DE 10 2008 037 551 A1 For example, it is known to use a control unit with an output channel for driving a plurality of semiconductor light source chains. The distribution of an output current of the controller to the individual semiconductor light source chains is realized with analog current sinks, which compare the current in both chains and equalize the current in one chain to the current in the other chain. For this purpose, there must be a difference between the two flux voltages, since the control device, which carries out the equalization of the currents in the individual chains, requires a working voltage. This is usually achieved by a different number of semiconductor light sources in the individual chains.

Bedingt durch die Varianz der Flussspannungen muss sichergestellt sein, dass die Differenz zwischen den beiden Ketten mindestens so groß ist, dass die Regeleinrichtung arbeiten kann. Im anderen Extremfall, d. h. wenn die Differenz der beiden Halbleiterlichtquellen-Kettenspannungen ihr Maximum erreicht, ergibt sich eine maximale Verlustleistung, die in der Regeleinrichtung auftritt. Bedingt durch die Eigenerwärmung kann in der Folge die Symmetrierung der Versorgungsströme in den Ketten ungenau werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass eine Variation des Aufteilungsverhältnisses des Versorgungsstroms auf die Ketten, verschiedene Ströme in den Ketten sowie eine Variation der Anzahl an Halbleiterlichtquellen-Ketten nur hardwaremäßig und damit mit hohem Aufwand eingestellt werden können.Due to the variance of the flux voltages, it must be ensured that the difference between the two chains is at least as large that the control device can work. In the other extreme case, d. H. when the difference of the two semiconductor light source chain voltages reaches its maximum, there is a maximum power loss that occurs in the control device. As a result of the self-heating, the symmetrization of the supply currents in the chains can subsequently become inaccurate. A further disadvantage is that a variation of the distribution ratio of the supply current to the chains, different currents in the chains and a variation of the number of semiconductor light source chains can be set only in terms of hardware and thus with great effort.

Aus der EP 1 858 302 A1 ist ein Lichtmodul der eingangs genannten Art bekannt.From the EP 1 858 302 A1 is a light module of the type mentioned above.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen möglichst einfachen, kostengünstigen sowie möglichst flexiblen Betrieb von mehreren Halbleiterlichtquellen-Ketten an einem Ausgangskanal eines Steuergeräts zu ermöglichen, insbesondere ohne methodisch bedingte Arbeitsspannung für die Regeleinrichtung.Based on the described prior art, the present invention has the object to enable the simplest possible, cost-effective and flexible as possible operation of multiple semiconductor light source chains on an output channel of a control device, in particular without methodically conditioned working voltage for the control device.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von dem Lichtmodul der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Schaltelement mit einem definierten Schalttakt ansteuerbar ist, dass die Versorgungsenergie ein PWM-Signal ist, dass der Schalttakt eine Frequenz hat, die einem Mehrfachen der Frequenz des PWM-Signals entspricht, und dass mindestens eine der Halbleiterlichtquellen-Ketten als eine Dummy-Kette ohne Halbleiterlichtquellen ausgebildet ist.To solve this problem, it is proposed starting from the light module of the type mentioned that the switching element is controlled with a defined switching clock, that the supply energy is a PWM signal, that the switching clock has a frequency which is a multiple of the frequency of the PWM signal corresponds, and that at least one of the semiconductor light source chains is formed as a dummy chain without semiconductor light sources.

Die über den Ausgangskanal des Steuergeräts zur Verfügung gestellte Versorgungsenergie, insbesondere ein Ausgangs- bzw. Versorgungsstrom, wird über das mindestens eine Schaltelement in einem gewünschten Verhältnis zwischen den Ketten aufgeteilt. Dabei kann es sich um eine symmetrische Aufteilung, bei zwei Halbleiterlichtquellen-Ketten bspw. im Verhältnis 50:50 oder bei drei Ketten im Verhältnis 33,3:33,3:33,3, oder um eine beliebige asymmetrische Aufteilung, bspw. im Verhältnis 30:70 bzw. 20:30:50, handeln. Die Versorgungsenergie einer einzelnen Halbleiterlichtquellen-Kette ergibt sich vorzugsweise aus einem zeitlichen Mittel der Zeitabschnitte, zu denen das Schaltelement die Halbleiterlichtquellen-Kette mit der Versorgungsenergie beaufschlagt. Für einen Strom in der jeweiligen Kette ergibt sich folgendes:

The supply energy provided via the output channel of the control device, in particular an output or supply current, is split by the at least one switching element in a desired ratio between the chains. This can be a symmetrical distribution, for example, in the case of two semiconductor light source chains, in the ratio 50:50 or in three chains in the ratio 33.3: 33.3: 33.3, or by any asymmetrical distribution, for example in relation 30:70 or 20:30:50, act. The supply energy of a single semiconductor light source chain preferably results from a time average of the time segments at which the switching element supplies the semiconductor light source chain with the supply energy applied. For a current in the respective chain the following results:

Das beschriebene Verfahren zur Aufteilung der Versorgungsenergie auf die Ketten mittels mindestens eines Schalterelements kann auch auf mehr als zwei Ketten angewandt werden. Durch die Wahl eines bestimmten Tastverhältnisses des mindestens einen Schaltelements kann die Energie, insbesondere der Strom, in der jeweiligen Kette eingestellt werden, wodurch eine gewünschte Helligkeitsverteilung zwischen den Ketten erreicht werden kann.The described method for distributing the supply energy to the chains by means of at least one switch element can also be applied to more than two chains. By choosing a specific duty cycle of the at least one switching element, the energy, in particular the current, can be set in the respective chain, whereby a desired brightness distribution between the chains can be achieved.

Zur Realisierung der beschriebenen Aufteilung der Versorgungsenergie auf die Halbleiterlichtquellen-Ketten ist für die Mittel zur Steuerung und/oder Regelung der Versorgungsenergie keine methodisch bedingte Arbeitsspannung erforderlich, so dass in den Mittel auch keine bzw. eine deutlich verringerte Verlustleistung erzeugt wird. Die Varianzen der Flussspannungen sind unkritisch, da keine Differenz der Kettenspannungen nötig ist.To realize the described division of the supply energy to the semiconductor light source chains no methodically conditioned working voltage is required for the means for controlling and / or regulating the supply energy, so that no or a significantly reduced power loss is generated in the means. The variances of the flux voltages are not critical, since no difference of the chain stresses is necessary.

Die Ansteuerung des mindestens einen Schaltelements erfolgt vorzugsweise über ein Ansteuerprogramm, das in den Mitteln zur Steuerung und/oder Regelung der Versorgungsenergie realisiert, vorzugsweise auf einem Prozessor der Mittel ablauffähig, ist. Somit kann das Aufteilungsverhältnis der zur Verfügung stehenden Versorgungsenergie auf die vorhandenen Ketten ohne großen Zeit- und Kostenaufwand sehr flexibel softwaremäßig variiert werden.The control of the at least one switching element is preferably carried out via a control program, which is realized in the means for controlling and / or regulating the supply energy, preferably executable on a processor of the means is. Thus, the distribution ratio of the available supply energy to the existing chains can be varied very flexibly by software without much time and cost.

Die Versorgungsenergie ist ein PWM-Signal. Dieses kann von dem Steuergerät bspw. zur Regulierung des Wärmehaushalts der Halbleiterlichtquellen variiert werden. Dabei hat der Schalttakt eine Frequenz, die einem Mehrfachen der Frequenz des PWM-Signals entspricht, insbesondere eine Frequenz von mindestens dem fünffachen, vorzugsweise eine Frequenz von mindestens dem 25-fachen der Frequenz des PWM-Signals. Damit ergibt sich gewissermaßen eine Synchronisierung des Schalttaktes, mit dem das mindestens eine Schaltelement angesteuert wird, auf das PWM-Signal. Auf diese Weise können Helligkeitsunterschiede in den Zweigen verhindert werden, die sich dadurch ergeben können, dass die einzelnen Ketten pro Periodendauer des PWM-Signals für unterschiedlich viele Takte des Ansteuersignals mit der Versorgungsenergie versorgt werden, was im Mittel zu einem höheren Strom in einer Kette gegenüber einer anderen Kette und damit zu sichtbaren Helligkeitsunterschieden der Ketten führen kann. Bei einer beispielhaft angenommenen Frequenz des PWM-Signals der Ansteuereinrichtung von etwa 200 Hz ist eine Frequenz des Schalttakts von mindestens 1 kHz, vorzugsweise eine Frequenz von mindestens 5 kHz besonders bevorzugt.The supply energy is a PWM signal. This can be varied by the control unit, for example, to regulate the heat balance of the semiconductor light sources. In this case, the switching clock has a frequency which corresponds to a multiple of the frequency of the PWM signal, in particular a frequency of at least five times, preferably a frequency of at least 25 times the frequency of the PWM signal. This results in a sense a synchronization of the switching clock, with which the at least one switching element is driven, to the PWM signal. In this way, brightness differences in the branches can be prevented, which can result from the individual chains being supplied with the supply energy for each cycle duration of the PWM signal for different numbers of cycles of the drive signal, which in the meantime contrasts with a higher current in a chain another chain and thus cause visible brightness differences of the chains. In an exemplary assumed frequency of the PWM signal of the drive device of about 200 Hz, a frequency of the switching clock of at least 1 kHz, preferably a frequency of at least 5 kHz is particularly preferred.

Mindestens eine der Halbleiterlichtquellen-Ketten ist als eine Dummy-Kette ohne Halbleiterlichtquellen ausgebildet. Das mindestens eine Schaltelement kann auch an diese Dummy-Kette für bestimmte Zeitabschnitte die Versorgungsenergie anlegen, wobei diese in der Dummy-Kette bspw. über einen ohmschen Widerstand abgebaut werden kann. Auf jeden Fall umfasst die Dummy-Kette keine Halbleiterlichtquellen, die bei angelegter Versorgungsenergie leuchten könnten. Dadurch steht die Versorgungsenergie kürzer an der oder den anderen Halbleiterlichtquellen-Ketten an, so dass diese weniger Licht aussenden. Auf diese Weise können also die Halbleiterlichtquellen der anderen Halbleiterquellen-Ketten gedimmt werden. Desto länger die Versorgungsenergie an die Dummy-Kette angelegt wird, desto stärker werden die Halbleiterlichtquellen der übrigen Ketten gedimmt.At least one of the semiconductor light source chains is formed as a dummy chain without semiconductor light sources. The at least one switching element can also apply to these dummy chain for certain periods of supply energy, which can be broken down in the dummy chain, for example, via an ohmic resistance. In any case, the dummy chain does not include any semiconductor light sources that could be lit when supply power is applied. As a result, the supply energy is shorter at the or the other semiconductor light source chains, so that they emit less light. In this way, therefore, the semiconductor light sources of the other semiconductor source chains can be dimmed. The longer the supply energy is applied to the dummy chain, the more the semiconductor light sources of the remaining chains are dimmed.

Zusammenfassend hat die Erfindung insbesondere die nachfolgenden Merkmale bzw. Vorteile:

– Keine Arbeitsspannung für Steuerungs- bzw. Regeleinrichtung nötig,
– Beliebige Anzahl von mindestens zwei Halbleiterlichtquellen-Ketten kann angesteuert werden,
– Beliebige Anzahl von mindestens einer Halbleiterlichtquelle pro Kette möglich,
– Variable Aufteilung der Energie auf die Ketten und damit Optimierung der Helligkeitsverteilung möglich,
– Geringe Verlustleistung und damit geringe Kühlleistung erforderlich, u. U. sogar kompletter Verzicht auf Kühlkörper,
– Durch Verzicht auf Kühlkörper oder kleiner Dimensionierung des Kühlkörpers, geringer Platzbedarf, geringes Gewicht, geringe Kosten,
– Hohe Temperaturstabilität gegenüber bekannter analoger Lösung, da kein halbleiterbedingter Temperaturdrift am pn-Übergang auftritt, und
– Präzise Symmetrierung möglich, was bei bekannter analoger Lösung nur mit erhöhtem Aufwand möglich ist

In summary, the invention has the following features or advantages in particular:

- No working voltage required for control or regulation device,
Any number of at least two semiconductor light source chains can be controlled,
Any number of at least one semiconductor light source per chain possible,
- Variable distribution of energy to the chains and thus optimization of the brightness distribution possible
- Low power loss and thus low cooling capacity required, u. U. even complete waiver of heatsink,
- By dispensing with heat sinks or smaller dimensions of the heat sink, small footprint, low weight, low cost,
- High temperature stability over known analog solution, since no semiconductor-induced temperature drift at the pn junction occurs, and
- Precise balancing possible, which is possible with known analog solution only with increased effort

Das Schaltelement kann bspw. als ein Wechselschalter ausgebildet sein, über den der Ausgangskanal des Steuergeräts zwischen zwei Halbleiterlichtquellen-Ketten hin und her geschaltet werden kann. Alternativ ist es auch denkbar, dass in jeder der Ketten ein separater Schalter angeordnet ist, wobei die Ansteuerung der Schalter vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt ist, dass zu einem beliebigen Zeitpunkt stets jeweils nur einer der Schalter geschlossen ist, so dass die Versorgungsenergie immer nur durch eine der Ketten fließt. Beim Einsatz von mehr als zwei Halbleiterlichtquellen-Ketten ist auch eine beliebige Kombination von einem oder mehreren Wechselschaltern und/oder einzelnen Schaltern denkbar.The switching element may be formed, for example, as a changeover switch, via which the output channel of the control unit between two semiconductor light source chains can be switched back and forth. Alternatively, it is also conceivable that in each of the chains, a separate switch is arranged, wherein the control of the switch is preferably coordinated such that at any time always only one of the switches is closed, so that the supply energy always only by a the chains are flowing. When using more than two semiconductor light source chains is also any combination of one or several changeover switches and / or individual switches conceivable.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das mindestens eine Schaltelement mittels einer Ansteuereinrichtung ansteuerbar, wobei sich durch die Ansteuerung des mindestens einen Schaltelements der Schaltzustand des mindestens einen Schaltelements verändert. Vorteilhafterweise ist die Ansteuereinrichtung integraler Bestandteil des Steuergeräts.According to an advantageous development of the invention, the at least one switching element can be activated by means of a drive device, whereby the switching state of the at least one switching element changes as a result of the activation of the at least one switching element. Advantageously, the control device is an integral part of the control unit.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Ansteuereinrichtung das mindestens eine Schaltelement mit einem definierten Schalttakt ansteuert. Gemäß dieser Ausführungsform wird das mindestens eine Schaltelement also mit einem Ansteuersignal einer bestimmten Frequenz angesteuert. Dabei ist es denkbar, dass bei Verwendung mehrerer Schaltelemente die mit unterschiedlichen Ansteuersignalen angesteuert werden, wobei die Frequenz des Schalttakts vorzugsweise für alle Schaltelemente die gleiche ist. Insbesondere sind die Ansteuersignale für die einzelnen Schaltelemente zeitlich versetzt zueinander. Dabei sind die einzelnen Ansteuersignale vorzugsweise jeweils um 1/(n_Ketten ·f_Schalttakt) versetzt zueinander, wobei n_Ketten der Anzahl der zu versorgenden Halbleiterlichtquellen-Ketten und f_Schalttakt der Frequenz des Schalttakts der Ansteuersignale entspricht.According to a preferred embodiment of the invention, it is proposed that the drive device controls the at least one switching element with a defined switching clock. According to this embodiment, the at least one switching element is therefore driven with a drive signal of a specific frequency. It is conceivable that when using a plurality of switching elements are driven with different drive signals, wherein the frequency of the switching clock is preferably the same for all switching elements. In particular, the drive signals for the individual switching elements are offset in time from one another. In this case, the individual control signals are preferably offset by 1 / (n_chains.f_switching clock) with respect to one another, wherein n_chains corresponds to the number of semiconductor light source chains to be supplied and f_switching clock corresponds to the frequency of the switching clock of the control signals.

Die Ansteuereinrichtung kann den Schalttakt unabhängig von anderen Eingangssignalen selbst generieren, ihn von einem übergeordneten Steuergerät erhalten oder von dem übergeordneten Steuergerät mindestens ein Signal empfangen, aus dem die Ansteuereinrichtung dann den Schalttakt ableiten kann.The control device can generate the switching clock independently of other input signals, receive it from a higher-level control unit or receive at least one signal from the higher-level control unit, from which the control unit can then derive the switching clock.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei kann die Erfindung die angegebenen Merkmale nicht nur in den ausdrücklich beschriebenen und in den Figuren dargestellten Kombinationen, sondern auch in beliebig anderen Kombinationen aufweisen. Es zeigen:Further features and advantages of the present invention will be explained in more detail below with reference to the figures with reference to preferred embodiments. In this case, the invention may have the specified features not only in the expressly described and shown in the figures combinations, but also in any other combinations. Show it:

1 eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; 1 a lighting device according to the invention according to a preferred embodiment;

2 ein erfindungsgemäßes Lichtmodul einer Beleuchtungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; 2 an inventive light module of a lighting device according to a preferred embodiment;

3 eine Ansteuerschaltung für Halbleiterlichtquellen-Ketten eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform; 3 a drive circuit for semiconductor light source chains of a light module according to the invention according to a first preferred embodiment;

4 eine Ansteuerschaltung für Halbleiterlichtquellen-Ketten eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform; 4 a drive circuit for semiconductor light source chains of a light module according to the invention according to a second preferred embodiment;

5 eine Ansteuerschaltung für Halbleiterlichtquellen-Ketten eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform; 5 a drive circuit for semiconductor light source chains of a light module according to the invention according to a third preferred embodiment;

6 eine Ansteuerschaltung für Halbleiterlichtquellen-Ketten eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform; 6 a drive circuit for semiconductor light source chains of a light module according to the invention according to a fourth preferred embodiment;

7 eine Ansteuerschaltung für Halbleiterlichtquellen-Ketten eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform; 7 a drive circuit for semiconductor light source chains of a light module according to the invention according to a fifth preferred embodiment;

8 eine Ansteuerschaltung für Halbleiterlichtquellen-Ketten eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform; 8th a drive circuit for semiconductor light source chains of a light module according to the invention according to a sixth preferred embodiment;

9 eine Ansteuerschaltung für Halbleiterlichtquellen-Ketten eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer siebten bevorzugten Ausführungsform; 9 a drive circuit for semiconductor light source chains of a light module according to the invention according to a seventh preferred embodiment;

10 Signalverläufe eines als PWM-Signal ausgebildeten Energieversorgungssignals einer Ansteuereinrichtung, sowie von Ansteuersignalen für zwei Halbleiterlichtquellen-Ketten gemäß einer ersten Ausführungsform; 10 Signal curves of a PWM signal formed as a power supply signal of a drive device, and of drive signals for two semiconductor light source chains according to a first embodiment;

11 Signalverläufe eines als PWM-Signal ausgebildeten Energieversorgungssignals einer Ansteuereinrichtung, sowie von Ansteuersignalen für zwei Halbleiterlichtquellen-Ketten gemäß einer zweiten Ausführungsform; und 11 Signal curves of a formed as a PWM signal power supply signal of a drive device, as well as drive signals for two semiconductor light source chains according to a second embodiment; and

12 eine Ansteuerschaltung für Halbleiterlichtquellen-Ketten eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. 12 a drive circuit for semiconductor light source chains of a light module according to the invention according to a further preferred embodiment.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Beleuchtungseinrichtung 1 ist als ein Kraftfahrzeugscheinwerfer ausgebildet. Selbstverständlich kann die Beleuchtungseinrichtung auch als eine beliebige Kraftfahrzeugleuchte ausgebildet sein. Ferner wäre es denkbar, die vorliegende Erfindung in einer beliebig anderen Beleuchtungseinrichtung zu realisieren, bspw. eine Taschenlampe, Bühnenscheinwerfer, o. a.In 1 is a lighting device according to the invention in its entirety by the reference numeral 1 designated. The lighting device 1 is designed as a motor vehicle headlight. Of course, the lighting device can also be designed as any motor vehicle light. Furthermore, it would be conceivable to realize the present invention in any other lighting device, for example a flashlight, stage headlights, or the like

Die Beleuchtungseinrichtung umfasst ein Gehäuse 2, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist. In Lichtaussetzrichtung 3 weist das Gehäuse 2 eine Lichtaustrittsöffnung 4 auf, die durch eine transparente Abdeckscheibe 5 verschlossen ist, um das Innere des Gehäuses 2 vor Schmutz und/oder Feuchtigkeit zu schützen. Die Abdeckscheibe 5 besteht aus einem transparenten Material, beispielsweise Kunststoff oder Glas. Die Abdeckscheibe 5 kann zumindest bereichsweise mit optisch wirksamen Profilen, beispielsweise Prismen oder Zylinderlinsen, zur Streuung des in durchtretenden Lichts versehen sein. Alternativ kann die Abdeckscheibe 5 auch ohne optisch wirksame Profile als sogenannte klare Scheibe ausgebildet sein. The lighting device comprises a housing 2 , which is preferably made of plastic. In the direction of light exposure 3 shows the case 2 a light exit opening 4 on, passing through a transparent cover 5 is closed to the inside of the case 2 to protect against dirt and / or moisture. The cover 5 consists of a transparent material, such as plastic or glass. The cover 5 may be at least partially provided with optically active profiles, such as prisms or cylindrical lenses, for scattering of light passing through. Alternatively, the cover 5 be designed as a so-called clear disc without optically effective profiles.

Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein Lichtmodul 6 angeordnet, das als ein erfindungsgemäßes Lichtmodul ausgebildet sein kann. Außer dem Lichtmodul 6 können in dem Gehäuseinneren noch beliebig viele und beliebig andere Lichtmodule und/oder Leuchtmodule zur Erzeugung beliebiger Scheinwerfer- und/oder Leuchtfunktionalitäten angeordnet sein. Die Weiteren im Inneren des Gehäuses 2 angeordneten Licht- bzw. Leuchtmodule sind in 1 durch eine gestrichelte Linie symbolisiert, die mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet ist. Die von dem Lichtmodul 6 und dem weiteren Licht- bzw. Leuchtenmodul 7 erzeugten Lichtverteilungen sind beispielsweise eine oder mehrere der nachfolgenden: Abblendlicht, Fernlicht, Startlicht, Landstraßenlicht, Autobahnlicht, Schlechtwetterlicht (z. B. bei Regen oder Schnee), statisches Kurvenlicht, eine beliebige dynamische Scheinwerferfunktion, Nebellicht, Tagfahrlicht, Positions-, Stand- oder Begrenzungslicht, Blinklicht. Falls die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung 1 als eine Leuchte eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, könnte das darin angeordnete Lichtmodul 6 und/oder das weitere Licht- bzw. Leuchtenmodul 7 eine oder mehrere der nachfolgenden Lichtfunktionen erzeugen: Seitenmarkierungslicht, Rücklicht, Bremslicht, Rückfahrscheinwerferlicht, Blinklicht, Nebelrücklicht.Inside the case 2 is a light module 6 arranged, which may be formed as a light module according to the invention. Except the light module 6 can be arranged in the housing interior nor any number and any other light modules and / or lighting modules for generating any headlight and / or lighting functionalities. The further inside the case 2 arranged light or light modules are in 1 symbolized by a dashed line, denoted by the reference numeral 7 is designated. The of the light module 6 and the further light or luminaire module 7 generated light distributions are, for example, one or more of the following: low beam, high beam, start light, high street light, motorway light, bad weather light (eg in rain or snow), static cornering light, any dynamic headlight function, fog light, daytime running lights, position, stand or Limiting light, flashing light. If the illumination device according to the invention 1 is designed as a lamp of a motor vehicle, the light module arranged therein 6 and / or the further light or luminaire module 7 generate one or more of the following lighting functions: side marker light, tail light, brake light, reverse light, flashing light, rear fog light.

Die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lichtmoduls 6 der Beleuchtungseinrichtung 1 aus 1 wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in 2 gezeigt ist, näher erläutert. Das Lichtmodul 6 umfasst mehrere Halbleiterlichtquellen 8, die vorzugsweise als Leuchtdioden (LEDs) ausgebildet sind. In 2 sind beispielhaft sechs LEDs 8 eingezeichnet. Selbstverständlich kann das Lichtmodul 6 auch mehr oder weniger als die dargestellten sechse LEDs 8 umfassen. Jeweils mindestens eine der LEDs 8 bildet eine Halbleiterlichtquellen-Kette 9. In dem Beispiel aus 2 sind zwei LED-Ketten 9 mit jeweils drei LEDs 8 vorgesehen. Selbstverständlich können die Ketten 9 auch mehr oder weniger als die dargestellten drei LEDs 8 umfassen. Es ist auch denkbar, dass die Ketten 9 unterschiedliche Anzahlen an LEDs 8 aufweisen. Ferner ist es denkbar, die LEDs 8 des Lichtmoduls 6 in mehr als zwei Ketten 9 aufzuteilen.The embodiment of the light module according to the invention 6 the lighting device 1 out 1 will be described below with reference to an embodiment, which in 2 is shown, explained in more detail. The light module 6 includes a plurality of semiconductor light sources 8th , which are preferably designed as light-emitting diodes (LEDs). In 2 are exemplary six LEDs 8th located. Of course, the light module 6 also more or less than the illustrated six LEDs 8th include. At least one of the LEDs 8th forms a semiconductor light source chain 9 , In the example off 2 are two LED chains 9 with three LEDs each 8th intended. Of course, the chains can 9 also more or less than the three LEDs shown 8th include. It is also conceivable that the chains 9 different numbers of LEDs 8th exhibit. Furthermore, it is conceivable the LEDs 8th of the light module 6 in more than two chains 9 divide.

Die LEDs 8 sind auf einem Trägerelement 10 angeordnet, das bspw. als eine Leiterplatte ausgebildet ist. Auf dem Trägerelement können Leiterbahnen und/oder elektrische bzw. elektronische Bauteile zur elektrischen Kontaktierung der LEDs 8 angeordnet sein. In 2 sind beispielhaft Leiterbahnen 11 eingezeichnet. Das Trägerelement 10 ist auf einem Kühlkörper 12 angeordnet, der dazu ausgebildet ist die während des Betriebs der LEDs 8 entstehende Abwärme abzuführen und an die Umgebung abzugeben. Zu diesem Zweck kann der Kühlkörper auch über Kühlrippen oder andere oberflächenvergrößernde Kühlelemente verfügen. Das Trägerelement 10 kann auch integraler Bestandteil des Kühlkörpers 12 sein. In 2 ist ein gemeinsames Trägerelement 10 für alle LEDs 8 vorgesehen. Es ist aber auch denkbar, dass mehrere Trägerelemente vorgesehen sind, auf denen jeweils mindestens eine der LEDs 8 angeordnet ist.The LEDs 8th are on a support element 10 arranged, for example, is designed as a circuit board. On the carrier element conductor tracks and / or electrical or electronic components for electrical contacting of the LEDs 8th be arranged. In 2 are exemplary conductor tracks 11 located. The carrier element 10 is on a heat sink 12 arranged, which is formed during the operation of the LEDs 8th dissipate the resulting waste heat and release it to the environment. For this purpose, the heat sink can also have cooling fins or other surface-enlarging cooling elements. The carrier element 10 can also be integral part of the heat sink 12 be. In 2 is a common carrier element 10 for all LEDs 8th intended. But it is also conceivable that a plurality of support elements are provided, on each of which at least one of the LEDs 8th is arranged.

Das von den LEDs 8 in den 180°-Halbraum oberhalb des Trägerelements 10 ausgesandte Licht kann mittels einer Primäroptik gebündelt oder kollimiert werden. Zu diesem Zweck ist in 2 als Primäroptik eine TIR(total internal reflection)-Vorsatzoptik 13 je LED 8 vorgesehen. Die TIR-Optiken 13 können zu einem oder mehreren Optik-Arrays zusammengefasst sein. Die Vorsatzoptiken 13 bestehen aus einem transparenten Material, bspw. Glas oder Kunststoff (z. B. PMMA, PC, Silikon, etc.). Über eine oder mehrere der jeweiligen LED 8 zugewandte Lichteistrittsflächen wird das von der LED 8 ausgesandte Licht in die Vorsatzoptik 13 eingekoppelt. Dabei kann das eingekoppelte Licht an der Eintrittsfläche gebrochen werden. Ein Teil des eingekoppelten Lichts trifft so flach auf seitliche Grenzflächen der Optik 13, dass es dort totalreflektiert wird. Das in die Optik 13 eingekoppelte Licht trifft – ggf. nach einer Totalreflexion an einer Grenzfläche der Optik 13 – auf eine Lichtaustrittsfläche, über die das Licht aus der Optik 13 ausgekoppelt wird. Dabei kann das ausgekoppelte Licht an der Austrittsfläche gebrochen werden. Durch die Brechung des Lichts an den Lichteintritts- und/oder Lichtaustrittsflächen und/oder durch die Totalreflexion an den Grenzflächen wird das von der LED 8 ausgesandte Licht gebündelt. Die Lichteintritts- und/oder Lichtaustrittsflächen können gewölbt sein, so dass sie auf das hindurchtretende Licht als Linse wirken können. Alternativ können auch einfache Linsen, Reflektoren oder andere optisch wirksame Elemente als Primäroptiken eingesetzt werden.That from the LEDs 8th in the 180 ° half-space above the support element 10 emitted light can be bundled or collimated by primary optics. For this purpose is in 2 as a primary optic a TIR (total internal reflection) -Vorsatzoptik 13 each LED 8th intended. The TIR optics 13 can be grouped into one or more optical arrays. The intentional optics 13 consist of a transparent material, eg glass or plastic (eg PMMA, PC, silicone, etc.). About one or more of the respective LED 8th facing light leakage surfaces is that of the LED 8th emitted light in the intent optics 13 coupled. In this case, the coupled-in light can be refracted at the entrance surface. A part of the coupled light hits so flat on lateral interfaces of the optics 13 that it is totally reflected there. That in the optics 13 Coupled light hits - possibly after a total reflection at an interface of the optics 13 - on a light exit surface over which the light from the optics 13 is decoupled. In this case, the decoupled light can be broken at the exit surface. Due to the refraction of the light at the light entrance and / or light exit surfaces and / or by the total reflection at the interfaces, that of the LED 8th bundled emitted light. The light entry and / or light exit surfaces may be curved so that they can act on the light passing through as a lens. Alternatively, simple lenses, reflectors or other optically active elements can be used as primary optics.

Im Strahlengang der von den TIR-Optiken 13 ausgesandten Lichtbündel kann eine Sekundäroptik angeordnet sein, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Projektionslinse 14 ausgebildet ist. Die Linse 14 wirkt als eine Sammellinse und besteht aus einem transparenten Material, bspw. Glas oder Kunststoff. Über die Linse 14 können die einzelnen Lichtbündel aus den TIR-Optiken 13 zur Erzeugung einer gewünschten Lichtfunktion vor das Fahrzeug projiziert werden. Dei Lichtfunktion kann bspw. ein Abblendlicht, Fernlicht, statisches Kurvenlicht oder eine beliebige dynamische Scheinwerferfunktion sein. Selbstverständlich kann auf eine Sekundäroptik 14 auch verzichtet werden, bspw. wenn die LEDs 8 ein Tagfahrlicht, ein Begrenzungs-, Positions- oder Standlicht, ein Blinklicht o. a. erzeugen. Die Erzeugung anderer Lichtfunktionen durch das von den LEDs 8 ausgesandte Licht ist selbstverständlich auch denkbar.In the beam path of the TIR optics 13 emitted light beam can be arranged a secondary optics, which in the illustrated embodiment as a projection lens 14 is trained. The Lens 14 acts as a condenser lens and consists of a transparent material, such as glass or plastic. About the lens 14 can the individual light bundles from the TIR optics 13 be projected in front of the vehicle to produce a desired light function. The light function can be, for example, a dipped beam, high beam, static cornering light or any dynamic headlight function. Of course, on a secondary optics 14 also be waived, for example, if the LEDs 8th a daytime running lights, a limit, position or parking lights, a flashing light oa generate. The generation of other light functions by that of the LEDs 8th emitted light is of course also conceivable.

Zur Energieversorgung der LEDs 8 bzw. der LED-Ketten 9 umfasst das Lichtmodul 6 ein Steuergerät 15. Obwohl dieses als zum Lichtmodul 6 gehörig bezeichnet wird und dargestellt ist, kann es auch entfernt von den übrigen Komponenten des Lichtmoduls 6, bspw. an der Außenseite des Gehäuses 2 der Beleuchtungseinrichtung 1, angeordnet sein. Das Steuergerät 15 verfügt über lediglich einen Kanal, über den die LED-Ketten 9 mit Energie versorgt werden sollen. Das Steuergerät 15 verfügt über Mittel zur Steuerung und/oder Regelung des Versorgungsenergie der einzelnen LEDs 8 bzw. LED-Ketten 9.To power the LEDs 8th or the LED chains 9 includes the light module 6 a control unit 15 , Although this as a light module 6 is properly designated and shown, it can also be removed from the other components of the light module 6 , for example, on the outside of the housing 2 the lighting device 1 be arranged. The control unit 15 has only one channel, over which the LED chains 9 to be supplied with energy. The control unit 15 has means for controlling and / or regulating the supply energy of the individual LEDs 8th or LED chains 9 ,

Eine Schaltung zum Betrieb der LED-Ketten 9 bzw. der LEDs 8 des Lichtmoduls 6 wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele, die in den 3 bis 9 dargestellt sind, näher erläutert. Die Schaltung hat die Aufgabe, die auf einem Ausgangskanal des Steuergeräts 15 zur Verfügung gestellte Versorgungsenergie, insbesondere einen Versorgungsstrom, auf die LED-Ketten 9 aufzuteilen, so dass die in den Ketten 9 enthaltenen LEDs 8 die gewünschte Menge an Licht aussenden und mit der gewünschten Helligkeit strahlen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Idee zugrunde, die zur Verfügung stehende Versorgungsenergie wechselweise an einen oder mehrere LED-Ketten 9 anzulegen. Auf diese Weise können bspw. durch Anlegen der Versorgungsenergie nacheinander jeweils an eine der Ketten 9 jeweils für eine gleich lange Zeitdauer im zeitlichen Mittel die gleichen Ströme durch die LED-Ketten 9 fließen.A circuit for operating the LED chains 9 or the LEDs 8th of the light module 6 is hereinafter based on various embodiments, in the 3 to 9 are illustrated, explained in more detail. The circuit has the task of acting on an output channel of the control unit 15 Provided supply energy, in particular a supply current, on the LED chains 9 split, so that in the chains 9 contained LEDs 8th emit the desired amount of light and shine with the desired brightness. The present invention is based on the idea that the available supply energy alternately to one or more LED chains 9 to apply. In this way, for example, by applying the supply energy successively to each of the chains 9 each for an equal length of time on average over time the same currents through the LED chains 9 flow.

Bei dem Ausführungsbeispiel aus 3 ist in der Ansteuerschaltung für die LEDs 8 bzw. die LED-Ketten 9 ein als Wechselschalter 16 ausgestaltetes Schaltelement vorgesehen. Durch den Wechselschalter 16 kann die Versorgungsenergie zwischen den beiden LED-Ketten 9 umgeschaltet werden, so dass sie entweder an der einen Kette 9 oder an der anderen Kette 9 anliegt.In the embodiment of 3 is in the drive circuit for the LEDs 8th or the LED chains 9 as a toggle switch 16 designed switching element provided. Through the changeover switch 16 can supply energy between the two LED chains 9 be switched so that they either on the one chain 9 or on the other chain 9 is applied.

Selbstverständlich wäre es bei mehr als zwei LED-Ketten 9 denkbar, dass der Wechselschalter 16 mehr als die in 3 gezeigten zwei Schaltstellungen hat. Vorzugsweise hat der Wechselschalter 16 mindestens so viele verschiedene Schaltstellungen wie LED-Ketten 9 in dem Lichtmodul 6 vorgesehen sind. Ferner wäre es denkbar, bei mehr als zwei Ketten 9 mehrere Wechselschalter 16a, 16b mit jeweils zwei Schaltstellungen miteinander zu kombinieren, wie dies beispielhaft rechts unten in 3 gezeigt ist. Dort sind in einer Ansteuerschaltung mit beispielhaft drei LED-Ketten 9 zwei Wechselschalter 16a, 16b hintereinander in Reihe geschaltet.Of course it would be more than two LED chains 9 conceivable that the changeover switch 16 more than the in 3 has shown two switch positions. Preferably, the changeover switch 16 at least as many different switch positions as LED chains 9 in the light module 6 are provided. Furthermore, it would be conceivable for more than two chains 9 several changeover switches 16a . 16b to combine with each other with two switching positions, as example below right in 3 is shown. There are in a drive circuit with example three LED chains 9 two changeover switches 16a . 16b consecutively connected in series.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel symbolisieren die Punkte zwischen den gezeigten LEDs 8 einer Kette 9 die Möglichkeit, weitere LEDs 8 in den Ketten 9 vorzusehen. Dabei wäre es sogar denkbar, dass die LED-Ketten 9 eine unterschiedliche Anzahl oder unterschiedliche Typen von LEDs 8 umfassen.In the illustrated embodiment, the dots between the LEDs shown symbolize 8th a chain 9 the possibility of more LEDs 8th in the chains 9 provided. It would even be conceivable that the LED chains 9 a different number or different types of LEDs 8th include.

Zur Ansteuerung des Wechselschalters 16 ist ein Generator 17 als Ansteuereinrichtung vorgesehen, der ein Schaltsignal erzeugt, mit dem der Schalter 16 angesteuert bzw. umgeschaltet wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Generator 17 getrennt von dem Steuergerät 15 und außerhalb des Steuergeräts 15 angeordnet.For controlling the changeover switch 16 is a generator 17 provided as a drive device which generates a switching signal with which the switch 16 is controlled or switched. In the illustrated embodiment, the generator 17 separate from the controller 15 and outside the controller 15 arranged.

Selbstverständlich kann der Generator 17 als separates Funktionselement auch in einem Gehäuse des Steuergeräts 15 angeordnet sein, oder sogar nicht nur körperlich sondern auch funktional in das Steuergerät 15 integriert sein, bspw. indem die Funktionalität des Generators 17 durch ein Softwareprogramm realisiert ist, das auf demselben Prozessor abläuft, auf dem auch ein Steuerungsprogramm zur Realisierung der Steuerungs- und/oder Regelungsfunktion des Steuergeräts 15 abläuft. Der Generator 17 könnte dann bspw. durch ein Unterprogramm des auf dem Steuergerät 15 ablaufenden Steuer- und/oder Regelungsprogramms gebildet sein. Im Falle der Ausführungsform mit mehr als zwei LED-Ketten 9 und zwei miteinander kombinierten Wechselschaltern 16a, 16b, wie dies bspw. in 3 rechts unten gezeigt ist, müsste der Generator 17 für jeden der Wechselschalter 16a, 16b ein eigenes Ansteuersignal erzeugen.Of course, the generator 17 as a separate functional element in a housing of the controller 15 be arranged, or even not only physically but also functionally in the control unit 15 be integrated, for example, by the functionality of the generator 17 is implemented by a software program that runs on the same processor, on which also a control program for the realization of the control and / or regulating function of the control unit 15 expires. The generator 17 could then, for example, by a subroutine of the on the control unit 15 be formed running control and / or regulation program. In the case of the embodiment with more than two LED chains 9 and two combined changeover switches 16a . 16b , as for example in 3 shown at the bottom right, the generator would have 17 for each of the changeover switches 16a . 16b generate a separate drive signal.

Der Generator 17 und die Schaltelemente 16; 16a, 16b sind Teil der Mittel zur Steuerung und/oder Regelung der Versorgungsenergie pro LED-Kette 9.The generator 17 and the switching elements 16 ; 16a . 16b are part of the means for controlling and / or regulating the supply energy per LED chain 9 ,

Auf die genaue Ausgestaltung des Ansteuersignals für das mindestens eine Schaltelement 16; 16a, 16b, insbesondere auf einen Schalttakt des Ansteuersignals bzw. dessen Schaltfrequenz, wird weiter unten unter Bezugnahme auf die 10 und 11 näher eingegangen.On the exact configuration of the drive signal for the at least one switching element 16 ; 16a . 16b , in particular to a switching clock of the drive signal or its switching frequency, will be described below with reference to the 10 and 11 discussed in more detail.

Bei dem Ausführungsbeispiel aus 4 ist in der Ansteuerschaltung für die LEDs 8 bzw. die LED-Ketten 9 pro LED-Kette 9 genau ein Schalter 18 als Schaltelement vorgesehen. Bei dem Schalter 18 handelt es sich um einen herkömmlichen Schalter mit zwei Schaltstellungen, offen (Stromfluss unterbrochen) oder geschlossen (Stromfluss möglich). Bei diesem Beispiel ist also jeder LED-Kette 9 ein eigener Schalter 18 zugeordnet, durch den ein Stromfluss durch die Kette 9 ermöglicht oder unterbrochen werden kann. Die Schalter 18 werden vorzugsweise so angesteuert, dass zu einem beliebigen Zeitpunkt lediglich durch eine der LED-Ketten 9 ein Strom fließt. Aber selbstverständlich wäre es bei entsprechender Auslegung der Ansteuerschaltung und Ausgestaltung des Ansteuersignals auch möglich, zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Stromfluss auch durch mehr als eine LED-Kette 9 zu erlauben. In the embodiment of 4 is in the drive circuit for the LEDs 8th or the LED chains 9 per LED chain 9 exactly one switch 18 provided as a switching element. At the switch 18 it is a conventional switch with two switch positions, open (current flow interrupted) or closed (current flow possible). In this example, therefore, each LED chain 9 a separate switch 18 assigned by a current flow through the chain 9 allows or can be interrupted. The switches 18 are preferably controlled so that at any one time only by one of the LED chains 9 a current flows. But of course it would also be possible with appropriate design of the drive circuit and design of the drive signal, at a certain time a current flow through more than one LED chain 9 to allow.

Bei dem in 4 gezeigten Beispiel kann durch eine Ansteuerung der Schalter 18 mit entgegengesetzten Schalttakten, d. h. wenn der eine Schalter 18 geöffnet ist, ist der andere Schalter 18 geschlossen und umgekehrt, die Versorgungsenergie zwischen den beiden LED-Ketten 9 umgeschaltet werden, so dass sie entweder an der einen Kette 9 oder an der anderen Kette 9 anliegt.At the in 4 shown example can be controlled by a switch 18 with opposite switching cycles, ie when the one switch 18 is open, is the other switch 18 closed and vice versa, the supply energy between the two LED chains 9 be switched so that they either on the one chain 9 or on the other chain 9 is applied.

Selbstverständlich wäre es, insbesondere bei mehr als zwei LED-Ketten 9, denkbar, eine beliebige Anzahl an Schalter 18 in beliebiger Weise miteinander zu kombinieren, bspw. indem sie in Reihe hintereinander oder parallel zueinander (wie in 4 gezeigt) angeordnet sind. Ferner könnten die Schalter 18 auch mit einem oder mehreren Wechselschaltern 16; 16a, 16b aus dem in 3 gezeigten Beispiel kombiniert werden. Dies ist beispielhaft rechts unten in 4 gezeigt. Dort ist in einer Ansteuerschaltung mit beispielhaft drei LED-Ketten 9 ein Wechselschalter 16 mit einem einfachen Schalter 18 kombiniert.Of course it would be, especially with more than two LED chains 9 , conceivable, any number of switches 18 in any way to combine with each other, for example. By in series or parallel to each other (as in 4 shown) are arranged. Furthermore, the switches could 18 also with one or more toggle switches 16 ; 16a . 16b from the in 3 be combined example shown. This is an example right below in 4 shown. There is in a drive circuit with example three LED chains 9 a changeover switch 16 with a simple switch 18 combined.

Die Energieversorgung des Generators 17 zur Ansteuerung der Schaltelemente 16; 16a, 16b; 18 kann unter anderem aus dem LED-Strom der LED-Ketten 9 (vgl. 5) oder aus dem Steuergerät 15 (vgl. 6) zur Verfügung gestellt werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Energieversorgung des Generators 17 aus anderen Quellen zur Verfügung zu stellen, bspw. unmittelbar oder mittelbar aus dem Fahrzeugbordnetz.The power supply of the generator 17 for controlling the switching elements 16 ; 16a . 16b ; 18 can, among other things, from the LED power of the LED chains 9 (see. 5 ) or from the control unit 15 (see. 6 ) to provide. Of course, it is also conceivable, the power supply of the generator 17 from other sources available, for example, directly or indirectly from the vehicle electrical system.

In den 5 und 6 ist die Energieversorgung des Generators 17 symbolisch durch einen Block 19 gezeigt. Bei der Ansteuerschaltung aus 5 liegt an dem Generator 17 und damit auch an den LED-Ketten 9 eine Spannung von bspw. 40 Volt an. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine automatische Taktung des von dem Generator 17 erzeugten Ansteuersignals für die Schaltelemente 16; 16a, 16b; 18 auf den Takt eines durch das Steuergerät 15 PWM-modulierten Signals der Versorgungsenergie realisiert werden kann. Dabei kann einerseits der Schalttakt des Ansteuersignals bzw. dessen Schaltfrequenz in Abhängigkeit von der Taktfrequenz des PWM-Signals des Steuergeräts 15 gewählt werden. Die Schaltfrequenz entspricht vorzugsweise einem Vielfachen der Taktfrequenz des PWM-Signals. Wenn die Taktfrequenz des PWM-Signals bspw. 200 Hz ist, kann die Schaltfrequenz des Ansteuersignals bspw. mit 1 kHz oder 5 kHz gewählt werden. Andererseits kann dabei der Schalttakt des Ansteuersignals auch auf die Taktfrequenz des PWM-Signals des Steuergeräts 15 synchronisiert werden, so dass zumindest eines der Ansteuersignale des Generators 17 zu Beginn eines Taktes des PWM-Signals des Steuergeräts 15 nach Möglichkeit zeitgleich mit dem PWM-Signal von low auf high wechselt.In the 5 and 6 is the power supply of the generator 17 symbolically through a block 19 shown. Off at the drive circuit 5 is on the generator 17 and thus also on the LED chains 9 a voltage of, for example, 40 volts. This embodiment has the advantage that an automatic clocking of the generator 17 generated drive signal for the switching elements 16 ; 16a . 16b ; 18 to the beat of one through the control unit 15 PWM-modulated signal of the supply energy can be realized. In this case, on the one hand, the switching clock of the drive signal or its switching frequency as a function of the clock frequency of the PWM signal of the control unit 15 to get voted. The switching frequency preferably corresponds to a multiple of the clock frequency of the PWM signal. If the clock frequency of the PWM signal is, for example, 200 Hz, the switching frequency of the drive signal can be selected, for example, as 1 kHz or 5 kHz. On the other hand, the switching clock of the drive signal can also be applied to the clock frequency of the PWM signal of the control unit 15 be synchronized so that at least one of the drive signals of the generator 17 at the beginning of a clock of the PWM signal of the controller 15 if possible simultaneously with the PWM signal from low to high changes.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 6 sind zwischen dem Steuergerät 15 und dem Generator 17 zwei Leitungen 20 zur Energieversorgung des Generators 17 aus dem Steuergerät 15 vorgesehen. Zur Synchronisierung des Schalttaktes des Generators 17 auf die Taktfrequenz des PWM-Signals des Steuergeräts 15 kann zwischen dem Energieversorgungskanal des Steuergeräts 15 und dem Generator 17 eine Synchronisationsleitung 21 vorgesehen sein, die in 6 lediglich gestrichelt eingezeichnet ist, da sie keine zwingende Voraussetzung für die Erfindung ist. Statt über eine separate Leitung 21 könnte ein entsprechend codiertes Synchronisierungssignal auch über eine oder beide Energieversorgungsleitungen 20 oder auf beliebig andere Weise von dem Steuergerät 15 an den Generator 17 übermittelt werden.In the embodiment of the 6 are between the controller 15 and the generator 17 two lines 20 for powering the generator 17 from the control unit 15 intended. For synchronizing the switching clock of the generator 17 to the clock frequency of the PWM signal of the controller 15 can be between the power supply channel of the controller 15 and the generator 17 a synchronization line 21 be provided in 6 only dashed lines, because it is not a mandatory requirement for the invention. Instead of a separate line 21 a correspondingly coded synchronization signal could also be transmitted via one or both power supply lines 20 or in any other way from the controller 15 to the generator 17 be transmitted.

Bei den Ausführungsbeispielen der 3 und 4 generiert der Generator 17 das oder die Ansteuersignale für die Schaltelemente 16; 16a, 16b; 18 vorzugsweise unabhängig von den übrigen Komponenten und Signalen in der Ansteuerschaltung. Dieses Beispiel der unabhängigen Taktung ist auch in 7 gezeigt. Selbstverständlich wäre es aber denkbar, dass das Ansteuersignal bzw. dessen Schalttakt durch eine andere Komponente der Ansteuerschaltung generiert wird. In 8 ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei das Ansteuersignal bzw. dessen Schalttakt durch das Steuergerät 15 generiert und über eine Signalleitung 22 an den Generator 17 übertragen wird. In diesem Fall wird also die Taktung des Ansteuersignals durch das Steuergerät 15 vorgegeben. Der Generator 17 kann funktional darauf beschränkt sein, das Ansteuersignal an die Schaltelemente 16; 16a, 16b; 18 weiterzuleiten. Ferner wäre es denkbar, dass der Generator 17 das oder die Ansteuersignale selbst generiert und das Ansteuersignal bzw. dessen Schalttakt lediglich auf einen PWM-Takt des Versorgungsenergiesignals synchronisiert wird, der von dem Steuergerät 15 bspw. zur Regulierung des Wärmehaushalts der LEDs 8 variiert werden kann, wie dies bspw. in 9 gezeigt ist. Zu diesem Zweck ist eine Synchronisierungsleitung 23 zwischen dem Steuergerät 15 und dem Generator 17 vorgesehen.In the embodiments of the 3 and 4 generates the generator 17 the or the drive signals for the switching elements 16 ; 16a . 16b ; 18 preferably independent of the other components and signals in the drive circuit. This example of independent timing is also in 7 shown. Of course, it would be conceivable that the drive signal or its switching clock is generated by another component of the drive circuit. In 8th a corresponding embodiment is shown, wherein the drive signal or its switching clock by the control unit 15 generated and via a signal line 22 to the generator 17 is transmitted. In this case, therefore, the timing of the drive signal by the controller 15 specified. The generator 17 may be functionally limited to the drive signal to the switching elements 16 ; 16a . 16b ; 18 forward. Furthermore, it would be conceivable that the generator 17 the one or more drive signals generated itself and the drive signal or its switching clock is synchronized only to a PWM clock of the supply power signal from the control unit 15 For example, to regulate the heat balance of the LEDs 8th can be varied, as for example in 9 is shown. For this purpose, a synchronization line 23 between the controller 15 and the generator 17 intended.

Die meisten LED-Steuergeräte 15 überwachen die Temperatur der angesteuerten LEDs 8. Bei Erreichen oder Überschreiten einer Temperaturschwelle beginnt das Steuergerät 15 mit einer Verringerung des LED-Stroms, bspw. mittels einer Pulsweitenmodulation (PWM), um die Leistung und somit auch die Abwärme der LEDs 8 zu reduzieren. Der Generator 17 sollte so abgestimmt sein, dass die Symmetrierung des LED-Stroms im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch die Taktung zur Temperaturreduzierung nicht wahrgenommen werden kann, um weiterhin eine ordnungsgemäße Funktion der Taktung zur Temperaturreduzierung sicherzustellen.Most LED controllers 15 monitor the temperature of the driven LEDs 8th , When the temperature threshold is reached or exceeded, the control unit starts 15 with a reduction of the LED current, for example by means of a pulse width modulation (PWM), to the power and thus also the waste heat of the LEDs 8th to reduce. The generator 17 should be tuned so that the symmetrization of the LED current can not be perceived in the context of the present invention by the clocking for temperature reduction, to further ensure a proper function of the clocking for temperature reduction.

Die 10 und 11 zeigen Beispiele für verschiedene Schalttakte der Ansteuersignale. Dabei beziehen sich die gezeigten Signalverläufe auf die zuvor beschriebenen Beispiele von Ansteuerschaltungen mit lediglich zwei LED-Ketten 9 und zwei separaten Schaltern 18, 18'. In den 10 und 11 ist jeweils ganz oben ein Verlauf eines PWM-modulierten Energieversorgungssignals U_15 des Steuergeräts 15 gezeigt. Das PWM-Signal U_15 hat in diesem Beispiel eine Frequenz von 200 Hz und einen Tastgrad von 85%. Darunter sind die Verläufe der beiden Ansteuersignale U_18 und U_18' für die Schalter 18, 18' gezeigt. Eine Frequenz des Schalttaktes der beiden Signale U_18 und U_18' beträgt in diesem Beispiel 1 kHz. Anhand der Signalverläufe erkennt man gut, dass das erste Ansteuersignal U_18 für den Schalter 18 der ersten LED-Kette 9 4,5 Takte auf high liegt (der Schalter 18 ist geschlossen), während das zweite Ansteuersignal U_18' für den Schalter 18' der zweiten LED-Kette 9 lediglich 4,0 Takte auf high liegt (der Schalter 18' ist geschlossen). Das zweite Ansteuersignal U_18' ist somit etwas mehr als 11% kürzer eingeschaltet als das erste Ansteuersignal U_18. Das kann trotz ansonsten gleicher Ausgestaltung der LED-Ketten 9 zu von außen sichtbaren und erkennbaren unterschiedlichen Helligkeiten der LED-Ketten 9 führen.The 10 and 11 show examples of different switching cycles of the drive signals. In this case, the signal curves shown relate to the previously described examples of drive circuits with only two LED chains 9 and two separate switches 18 . 18 ' , In the 10 and 11 is at the top of a course of a PWM-modulated power supply signal U_15 of the controller 15 shown. The PWM signal U_15 in this example has a frequency of 200 Hz and a duty cycle of 85%. These include the profiles of the two drive signals U_18 and U_18 'for the switches 18 . 18 ' shown. A frequency of the switching clock of the two signals U_18 and U_18 'is 1 kHz in this example. On the basis of the waveforms you can see well that the first drive signal U_18 for the switch 18 the first LED chain 9 4.5 clocks high (the switch 18 is closed) while the second drive signal U_18 'for the switch 18 ' the second LED chain 9 only 4.0 clocks high (the switch 18 ' is closed). The second drive signal U_18 'is thus switched on a little more than 11% shorter than the first drive signal U_18. This can despite otherwise identical configuration of the LED chains 9 To visible from the outside and recognizable different brightnesses of the LED chains 9 to lead.

Aus diesem Grund ist es empfehlenswert, dass die Taktung des Taktgenerators 17 auf eine Abregelung des Steuergeräts 15 geeignet eingestellt und abgestimmt ist. Dies wird nachfolgend anhand der 11 näher erläutert. Auch hier hat das PWM-Signal U_15 beispielhaft eine Frequenz von 200 Hz und einen Tastgrad von 85%. Die Taktung bzw. der Schalttakt bzw. die Frequenz der Ansteuersignale U_18, U_18' wurde allerdings größer gewählt, in diesem Beispiel mit 5 kHz. Eine solche Taktung ist besser geeignet, Helligkeitsunterschiede in den LED-Ketten 9 zu vermeiden. Während die über das Ansteuersignal U_18 angesteuerte LED-Kette 9 21,5 Takte eingeschaltet ist, ist die über das Ansteuersignal U_18' angesteuerte LED-Kette 9 21 Takte eingeschaltet. Hierdurch ergibt sich ein Unterschied des durch die beiden LED-Ketten 9 fließenden Stroms von lediglich 2,3%, was zu keinen oder kaum sichtbaren Helligkeitsunterschieden führt. Die relative Genauigkeit der symmetrischen Aufteilung der Versorgungsenergie auf die LED-Ketten 9 nimmt bei diesem Beispiel also zu.For this reason, it is recommended that the clocking of the clock generator 17 on a reduction of the control unit 15 suitably adjusted and tuned. This will be explained below with reference to 11 explained in more detail. Here, too, the PWM signal U_15 has a frequency of 200 Hz and a duty cycle of 85% by way of example. However, the timing or the switching clock or the frequency of the drive signals U_18, U_18 'has been selected to be larger, in this example with 5 kHz. Such timing is more appropriate brightness differences in the LED chains 9 to avoid. While the driven via the drive signal U_18 LED chain 9 21.5 clocks is turned on, the via the drive signal U_18 'controlled LED chain 9 21 clocks on. This results in a difference of the two LED chains 9 flowing current of only 2.3%, which leads to no or hardly visible brightness differences. The relative accuracy of the symmetrical distribution of the supply energy to the LED chains 9 So in this example increases.

Schließlich ist in 12 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ansteuerschaltung gezeigt, bei dem eine der LED-Ketten 9 als eine sog. Dummy-Kette 9' ohne LEDs 8 ausgebildet ist. Wenn das der Dummy-Kette 9' zugeordnete Schaltelement 16; 16a, 16b; 18 geschlossen ist, liegt die Versorgungsenergie an der Dummy-Kette 9' bzw. fließt der Vorsorgungsstrom durch die Dummy-Kette 9'. Dort führt er jedoch nicht zu einer Lichterzeugung, da keine LEDs 8 in der Dummy-Kette 9' enthalten sind. Vielmehr wird die Versorgungsenergie in der Dummy-Kette 9' auf andere Weise abgebaut, bspw. mittels eines ohmschen Widerstands 24 in Wärme umgewandelt. Durch eine mehr oder weniger lange Ansteuerung des der Dummy-Kette 9' zugeordneten Schaltelements 16; 16a, 16b; 18, so dass dieses geschlossen ist, können die anderen LED-Ketten 9 auf einfache und kostengünstige Weise mehr oder weniger gedimmt werden, da ein mehr oder weniger großer Teil der zur Verfügung stehenden Versorgungsenergie in der Dummy-Kette 9' abgebaut wird, ohne dass Licht emittiert würde.Finally, in 12 Yet another embodiment of a drive circuit shown in which one of the LED chains 9 as a so-called dummy chain 9 ' without LEDs 8th is trained. If that's the dummy chain 9 ' associated switching element 16 ; 16a . 16b ; 18 is closed, the supply energy is located on the dummy chain 9 ' or the supply current flows through the dummy chain 9 ' , There, however, he does not lead to a light generation, since no LEDs 8th in the dummy chain 9 ' are included. Rather, the supply energy is in the dummy chain 9 ' degraded in another way, for example by means of an ohmic resistance 24 converted into heat. By a more or less long control of the dummy chain 9 ' associated switching element 16 ; 16a . 16b ; 18 so that this is closed, the other LED chains can 9 be dimmed more or less in a simple and cost-effective manner, as a more or less large part of the available supply energy in the dummy chain 9 ' is degraded without emitting light.

Claims

Light module ( 6 ) comprising at least two semiconductor light source chains ( 9 ), of which at least two in each case at least one semiconductor light source ( 8th ), a control device ( 15 ) for the supply of the semiconductor light source chains ( 9 ) with a supply energy (U_15) and means for controlling and / or regulating the supply energy of the individual semiconductor light source chains ( 9 ), whereby the funds ( 17 ; 16 ; 16a . 16b ; 18 ) for controlling and / or regulating the supply energy at least one switching element ( 16 ; 16a . 16b ; 18 ), the supply energy (U_15) during predeterminable time segments alternately to the individual semiconductor light source chains ( 9 ), characterized in that the switching element ( 16 ; 16a . 16b ; 18 ) with a defined switching clock (U_18; U_18 '), that the supply energy (U_15) is a PWM signal, that the switching clock (U_18; U_18') has a frequency which is a multiple of the frequency of the PWM signal (U_15 ), and that at least one of the semiconductor light source chains ( 9 ) as a dummy chain ( 9 ' ) without semiconductor light sources ( 8th ) is trained.

Light module ( 6 ) according to claim 1, characterized in that the switching clock (U_18; U_18 ') a Frequency of at least five times the frequency of the PWM signal (U_15).

Light module ( 6 ) according to claim 2, characterized in that the switching clock (U_18; U_18 ') has a frequency of at least 25 times the frequency of the PWM signal (U_15).

Light module ( 6 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a proportion of the supply energy (U_15) of a single semiconductor light source chain ( 9 ) from a time average of the time segments to which the semiconductor light source chain ( 9 ) associated switching element ( 16 ; 16a . 16b ; 18 ) the semiconductor light source chain ( 9 ) is supplied with the supply energy (U_15).

Light module ( 6 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one switching element ( 16 ; 16a . 16b ; 18 ) by means of a drive device ( 17 ) is controllable, wherein by the activation of the at least one switching element ( 16 ; 16a . 16b ; 18 ) the switching state of the at least one switching element ( 16 ; 16a . 16b ; 18 ) changed.

Light module ( 6 ) according to claim 5, characterized in that the drive device ( 17 ) integral part of the control unit ( 15 ).

Light module ( 6 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the drive device ( 17 ) the at least one switching element ( 16 ; 16a . 16b ; 18 ) with a defined switching clock (U_18; U_18 ') controls.

Light module ( 6 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the drive device ( 17 ) generates the switching cycle (U_18; U_18 ') itself or from a higher-level control device ( 15 ) receives.

Light module ( 6 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 17 ; 16 ; 16a . 16b ; 18 ) for controlling and / or regulating the supply energy at least one as a changeover switch ( 16 ) formed switching element, wherein the changeover switch ( 16 ) at a defined time exactly one of the semiconductor light source chains ( 9 ) is supplied with the supply energy (U_15).

Light module ( 6 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the means ( 17 ; 16 ; 16a . 16b ; 18 ) for controlling and / or regulating the supply energy per semiconductor light source chain ( 9 ) exactly one each one of the semiconductor light source chains ( 9 ) associated switch ( 18 ; 18 ' ) as a switching element, each of the switches ( 18 ; 18 ' ) at a defined time the associated semiconductor light source chain ( 9 ) can act on the supply energy (U_15).

Light module ( 6 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the at least one switching element ( 16 ; 16a . 16b ; 18 ) the dummy chain ( 9 ' ) is supplied with the supply energy (U_15) during a predeterminable time period in order to supply the semiconductor light sources ( 8th ) of the other semiconductor source chains ( 9 ) to dim.

Automotive lighting device ( 1 ) comprising at least one light module ( 6 ) for emitting light, characterized in that the light module ( 6 ) as a light module ( 6 ) is designed according to one of the preceding claims.

Automotive lighting device ( 1 ) according to claim 12, characterized in that the illumination device ( 1 ) is a motor vehicle headlight.

Method for controlling and / or regulating the supply energy of at least two semiconductor light source chains ( 9 ) of a light module ( 6 ), wherein of the semiconductor light source chains ( 9 ) at least two each at least one semiconductor light source ( 8th ) and wherein a supply energy (U_15) for supplying the semiconductor light source chains ( 9 ) is provided, wherein the provided supply energy (U_15) during predeterminable time segments alternately to the individual semiconductor light source chains ( 9 ), characterized in that the switching element ( 16 ; 16a . 16b ; 18 ) is controlled with a defined switching clock (U_18; U_18 ') that the supply energy (U_15) is a PWM signal, that the switching clock (U_18; U_18') has a frequency which is a multiple of the frequency of the PWM signal (U_15 ), in particular a frequency of at least five times, preferably a frequency of at least 25 times the frequency of the PWM signal (U_15), and that at least one of the semiconductor light source chains ( 9 ) as a dummy chain ( 9 ' ) without semiconductor light sources ( 8th ), wherein the dummy chain ( 9 ' ) during a predeterminable period of time of the at least one switching element ( 16 ; 16a . 16b ; 18 ) is applied to the supply energy (U_15) to the semiconductor light sources ( 8th ) of the other semiconductor source chains ( 9 ) to dim.