DE102019110644B4 - Interface module for an energy supply for an LED vehicle headlight with two operating modes - Google Patents
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Abstract
Energieversorgung eines LED-Fahrzeugscheinwerfers- mit einem Versorgungsspannungsanschluss (Vsup) und- mit einem Bezugspotenzial (GND) und- mit einem Spannungswandler (BOOST) und- mit einem Ausgangssignal (out) des Spannungswandlers (BOOST) und- mit einem Steuersignal (1) des Spannungswandlers (BOOST) und- mit LED-Leuchtmitteln (LED1bis LEDn) einer Leuchtmittelverschaltung und- mit einem Schnittstellenbaustein (CTR),- wobei der Spannungswandler (BOOST) über sein Ausgangssignal (out) die LED-Leuchtmittel (LED1bis LEDn) mit elektrischer Energie versorgt und- wobei das Ausgangssignal (out) des Spannungswandlers (BOOST) von dem Zustand des Steuersignals (1) abhängt und- wobei der Schnittstellenbaustein (CTR) eine Datenbusschnittstelle (BUS) aufweist und- wobei der Schnittstellenbaustein (CTR) einen Regler (CTRL) aufweist und- wobei der Schnittstellenbaustein (CTR) einen ersten Anschluss (A) aufweist und- wobei der Schnittstellenbaustein (CTR) einen zweiten Anschluss (B) aufweist und- wobei der Schnittstellenbaustein (CTR) ein Strommessmittel (RCTRL) aufweist und- wobei das Strommessmittel (RCTRL) den zwischen dem ersten Anschluss (A) und dem zweiten Anschluss (B) durch den Schnittstellenbaustein (CTR) fließenden elektrischen Strom (ILOAD) erfassen kann und- wobei der Regler (CTRL) mit dem ersten Anschluss (A) verbunden ist und- wobei der Schnittstellenbaustein (CTR) ein Schaltmittel (S) aufweist, und- wobei der Regler (CRTL) einen ersten Betriebsmodus aufweist und- wobei der Regler (CRTL) einen zweiten Betriebsmodus aufweist und- wobei der Regler (CRTL) einen Referenzanschluss (B') aufweist und- wobei die Leuchtmittel (LED1bis LEDn) der Leuchtmittelverschaltung zwischen den zweiten Anschluss (B) und dem Bezugspotenzial (GND) geschaltet sind und- wobei das Schaltmittel (S) den Referenzanschluss (B') mit einem Bezugspotenzial (GND) verbindet, wenn sich der Regler (CRTL) im ersten Betriebsmodus befindet und- wobei das Schaltmittel (S) den Referenzanschluss (B') mit einem zweiten Anschluss (B) verbindet, wenn sich der Regler (CRTL) im zweiten Betriebsmodus befindet und- wobei der Regler (CRTL) im ersten Betriebsmodus die Spannung zwischen dem ersten Anschluss (A) und dem Referenzanschluss (B') in Form eines Messwerts ermittelt und- wobei der Regler (CRTL) im zweiten Betriebsmodus den elektrischen Strom zwischen dem ersten Anschluss (A) und dem zweiten Anschluss (B) in Form des Messwerts mit Hilfe des Strommessmittels (RCTRL) ermittelt und- wobei der Regler (CRTL) das Ausgangssignal (out) des Spannungswandlers (BOOST) mit Hilfe des Steuersignals (1) in Abhängigkeit von dem so ermittelten Messwert regelt und- wobei der Betriebsmodus über die Datenbusschnittstelle (BUS) einstellbar ist.Energy supply of an LED vehicle headlight- with a supply voltage connection (Vsup) and- with a reference potential (GND) and- with a voltage converter (BOOST) and- with an output signal (out) of the voltage converter (BOOST) and- with a control signal (1) of voltage converter (BOOST) and- with LED lamps (LED1to LEDn) a lamp wiring and- with an interface module (CTR),- whereby the voltage converter (BOOST) supplies the LED lamps (LED1to LEDn) with electrical energy via its output signal (out). and- wherein the output signal (out) of the voltage converter (BOOST) depends on the state of the control signal (1) and- wherein the interface module (CTR) has a data bus interface (BUS) and- wherein the interface module (CTR) has a controller (CTRL). and- wherein the interface module (CTR) has a first connection (A) and- wherein the interface module (CTR) has a second connection (B) and- wherein the interface module (CTR) has current measuring means (RCTRL) and- wherein the current measuring means (RCTRL) can detect the electric current (ILOAD) flowing through the interface module (CTR) between the first connection (A) and the second connection (B) and- wherein the controller (CTRL) is connected to the first connection (A) and- wherein the interface module (CTR) has a switching means (S), and- wherein the controller (CRTL) has a first operating mode and- wherein the controller (CRTL) has a second operating mode and- the controller (CRTL) has a reference connection (B') and- the lighting means (LED1to LEDn) of the lighting circuit are connected between the second connection (B) and the reference potential (GND) and- the switching means (S) connects the reference connection (B') to a reference potential (GND) when the controller (CRTL) is in the first operating mode and- the switching means (S) connecting the reference connection (B') to a z wide terminal (B) connects when the regulator (CRTL) is in the second operating mode and- wherein the regulator (CRTL) determines the voltage between the first terminal (A) and the reference terminal (B') in the form of a measured value in the first operating mode and- the controller (CRTL) in the second operating mode determining the electrical current between the first connection (A) and the second connection (B) in the form of the measured value using the current measuring device (RCTRL) and- the controller (CRTL) determining the output signal (out) of the voltage converter (BOOST) using the control signal (1) as a function of the measured value determined in this way and- the operating mode being adjustable via the data bus interface (BUS).
Description
Oberbegriffgeneric term
Die Erfindung richtet sich auf einen Schnittstellenbaustein für eine Energieversorgung eines LED-Fahrzeugscheinwerfers.The invention relates to an interface module for supplying energy to an LED vehicle headlight.
Allgemeine EinleitungGeneral introduction
Kunden im automobilen Bereich benötigen System-Basis-Schaltungen, die einen Mikrocontroller und einen Aufwärtswandler (englisch Booster) für die Stromversorgung der LED-Scheinwerfer umfassen.Automotive customers require system base circuits that include a microcontroller and a booster to power the LED headlights.
Hierbei stellt sich das Problem, dass
- 1. zum Ersten die Kunden für High-End-Anwendungen komplexe Regelschaltungen zur Steuerung eines Aufwärtswandlers für mehrere separate Geleichspannungswandler vorhalten müssen und
- 2. zum Zweiten diese Kunden für Low-End-Anwendungen Regelschaltungen vorhalten müssen, die selbst die wesentlichen Funktionen eines solchen Gleichspannungswandlers übernehmen.
- 1. On the one hand, customers for high-end applications have to provide complex control circuits for controlling a step-up converter for several separate DC-DC converters and
- 2. Secondly, these customers have to provide control circuits for low-end applications that themselves take on the essential functions of such a DC/DC converter.
Aus der
Aus der
Aufgabetask
Dem Vorschlag liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen die eine Nutzung der gleichen mikrointegrierten Schaltung für beide Anwendungsfälle ermöglicht und weitere Vorteile aufweist.The proposal is therefore based on the object of creating a solution that allows the use of the same micro-integrated circuit for both applications and has other advantages.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.This object is solved by a device according to
Lösung der Aufgabesolution of the task
Eine Lösung mit einem integrierten LED-Current-Booster ist für die besagten verschiedenen Frontlichtarchitekturen nicht flexible genug. Sie kann als nicht im High-End (Hochpreissegment) wie im Low-End (Niedrigpreissegment) des Marktes eingesetzt werden.A solution with an integrated LED current booster is not flexible enough for the different front light architectures mentioned. It can be used as not in the high-end (high-price segment) as in the low-end (low-price segment) of the market.
Die Erfindung stellt daher einen Schnittstellenbaustein zur Verfügung, der einen Aufwärtswandlerregler bereitstellt, der so konfiguriert werden kann, dass er zur Regelung eines konstanten Stromes im Frontscheinwerfer-Niedrigpreissegment eingesetzt werden kann.The invention therefore provides an interface module that provides a boost converter controller that can be configured to be used to control a constant current in the low-cost headlight segment.
Erfindungsgemäß kann der gleiche Schnittstellenbaustein eingesetzt werden, um im Falle eines Mehrkanal-LED-Frontlichtscheinwerfers eine Konstante Spannung zur Verfügung zu stellen, die dann im Zusammenwirken mit weiteren Konstantstromreglern die LED-Leuchtmittel des LED-Frontlichtscheinwerfers mit elektrischer Energie zu versorgen.According to the invention, the same interface module can be used to provide a constant voltage in the case of a multi-channel LED headlight, which then interacts with other constant current regulators to supply the LED lamps of the LED headlight with electrical energy.
Die Erfindung wird mit Hilfe der beispielhaften Figuren erläutert.The invention is explained with the help of the exemplary figures.
Die Erfindung betrifft somit die Energieversorgung eines LED-Fahrzeugscheinwerfers. Sie umfasst u.a. einen Versorgungsspannungsanschluss (Vsup), ein Bezugspotenzial (GND), einen Spannungswandler (BOOST), ein Ausgangssignal (out) des Spannungswandlers (BOOST), ein Steuersignal (1) des Spannungswandlers (BOOST), LED-Leuchtmittel (LED1 bis LEDn) einer Leuchtmittelverschaltung und einen Schnittstellenbaustein (CTR). Der Spannungswandler (BOOST) versorgt über sein Ausgangssignal (out) die LED-Leuchtmittel (LED1 bis LEDn) mit elektrischer Energie. Das Ausgangssignal (out) des Spannungswandlers (BOOST) hängt von dem Zustand des Steuersignals (1) ab. Der Schnittstellenbaustein (CTR) weist eine Datenbusschnittstelle (BUS) auf. Der Schnittstellenbaustein (CTR) weist einen Regler (CTRL), einen ersten Anschluss (A) und einen zweiten Anschluss (B) sowie ein Strommessmittel (RCTRL) auf. Das Strommessmittel (RCTRL) kann den zwischen dem ersten Anschluss (A) und dem zweiten Anschluss (B) durch den Schnittstellenbaustein (CTR) fließenden elektrischen Strom (ILOAD) erfassen. Der Regler (CTRL) ist mit dem ersten Anschluss (A) verbunden. Der Schnittstellenbaustein (CTR) weist ein Schaltmittel (S) auf. Der Regler (CTRL) weist einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus auf. Darüber hinaus weist der Regler (CRTL) einen Referenzanschluss (B') auf. Die Leuchtmittel (LED1 bis LEDn) der Leuchtmittelverschaltung sind zwischen den Zweiten Anschluss (B) und dem Bezugspotenzial (GND) geschaltet. Das Schaltmittel (S) verbindet den Referenzanschluss (B') elektrisch mit einem Bezugspotenzial (GND), wenn sich der Regler (CRTL) im ersten Betriebsmodus befindet und mit einem Bezugspotenzial (GND), wenn dich der Regler (CRTL) im ersten Betriebsmodus befindet. Das Schaltmittel (S) den Referenzanschluss (B') mit einem zweiten Anschluss (B) verbindet, wenn sich der Regler (CRTL) im zweiten Betriebsmodus befindet. Der Regler (CRTL) ermittelt im ersten Betriebsmodus die Spannung zwischen dem ersten Anschluss (A) und dem Referenzanschluss (B') in Form eines Messwerts und im zweiten Betriebsmodus den elektrischen Strom zwischen dem ersten Anschluss (A) und dem zweiten Anschluss (B) mit Hilfe des Strommessmittels (RCTRL) in Form des Messwerts. Der Regler (CRTL) regelt das Ausgangssignal (out) des Spannungswandlers (BOOST) mit Hilfe des Steuersignals (1) in Abhängigkeit von dem so ermittelten Messwert. Bevorzugt ist der Betriebsmodus über die Datenbusschnittstelle (BUS) beispielsweise mittels eines SPI-Datenbusses (SPI) einstellbar.The invention thus relates to the energy supply of an LED vehicle headlight. It includes, among other things, a supply voltage connection (V sup ), a reference potential (GND), a voltage converter (BOOST), an output signal (out) of the voltage converter (BOOST), a control signal (1) of the voltage converter (BOOST), LED lamps (LED 1 to LED n ) of a lamp circuit and an interface module (CTR). The voltage converter (BOOST) supplies the LED lamps (LED 1 to LED n ) with electrical energy via its output signal (out). The output signal (out) of the voltage converter (BOOST) depends on the status of the control signal (1). The interface module (CTR) has a data bus interface (BUS). The interface module (CTR) has a controller (CTRL), a first connection (A) and a second connection (B) and a current measuring device (R CTRL ). The current measuring device (R CTRL ) can measure the current between the first connection (A) and the second connection (B) detect the electric current (IL OAD ) flowing through the interface module (CTR). The controller (CTRL) is connected to the first connector (A). The interface module (CTR) has a switching means (S). The controller (CTRL) has a first operating mode and a second operating mode. In addition, the controller (CRTL) has a reference connection (B'). The lamps (LED 1 to LED n ) of the lamp wiring are switched between the second connection (B) and the reference potential (GND). The switching means (S) electrically connects the reference terminal (B') to a reference potential (GND) when the controller (CRTL) is in the first operating mode and to a reference potential (GND) when the controller (CRTL) is in the first operating mode . The switching means (S) connects the reference terminal (B') to a second terminal (B) when the controller (CRTL) is in the second operating mode. In the first operating mode, the controller (CRTL) determines the voltage between the first connection (A) and the reference connection (B') in the form of a measured value and in the second operating mode the electric current between the first connection (A) and the second connection (B) using the current measuring device (R CTRL ) in the form of the measured value. The controller (CRTL) regulates the output signal (out) of the voltage converter (BOOST) using the control signal (1) depending on the measured value determined in this way. The operating mode can preferably be set via the data bus interface (BUS), for example by means of an SPI data bus (SPI).
Vorteiladvantage
Ein solcher Schnittstellenbaustein für die Energieversorgung eines LED-Fahrzeugscheinwerfers ermöglicht zumindest in einigen Realisierungen eine Vereinfachung der Lagerhaltung und die Verwendung von gleichen, nur unterschiedlich bestückten gedruckten Schaltungen für die Elektronik solcher LED-Frontlichtscheinwerfer. Insbesondere können durch einen solchen Schnitstellenbaustein mehrere Kanäle mit jeweils einer LED-Leuchtmittelverschaltung mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Vorteile sind hierauf aber nicht beschränkt.Such an interface module for the energy supply of an LED vehicle headlight allows, at least in some implementations, a simplification of storage and the use of the same, only differently equipped printed circuits for the electronics of such LED headlights. In particular, such an interface module can be used to supply electrical energy to a number of channels, each with an LED light source interconnection. However, the advantages are not limited to this.
Durch einen solchen Schnittstellenbaustein werden auch skalierbare Lösungen sehr einfach möglich.Such an interface module also makes scalable solutions very easy.
Figurenlistecharacter list
-
1 zeigt eine Konfiguration für das Niedrigpreissegment.1 shows a configuration for the low-price segment. -
2 zeigt eine Konfiguration für das Hochpreissegment.2 shows a configuration for the high-price segment.
Beschreibung der FigurenDescription of the figures
Figur 1figure 1
Figur2Figure2
Die Scheinwerfermodule (SM1 bis SMm) sind mit dem ersten Anschluss (A) und nicht mit dem zweiten Anschluss (B) verbunden.The headlight modules (SM 1 to SM m ) are connected to the first connector (A) and not to the second connector (B).
In diesem ersten Betriebsmodus verbindet der Schalter (S) den Referenzanschluss (B'), der bevorzugt das Referenzpotenzial für die Spanungsmessung durch den Regler (CTRL) bereitstellt, mit einem Bezugspotenzial (GND), da der zweite Anschluss (B) über das Strommessmittel (RCRTL) mit dem ersten Anschluss (A) im Wesentlichen stromlos verbunden ist. Der zweite Anschluss (B) ist in diesem Betriebsmodus nicht beschaltet.In this first operating mode, the switch (S) connects the reference connection (B'), which preferably provides the reference potential for the voltage measurement by the controller (CTRL), with a reference potential (GND), since the second connection (B) has the current measuring means ( R CRTL ) is connected to the first terminal (A) essentially without current. The second connection (B) is not connected in this operating mode.
Glossarglossary
LED-LeuchtmittelverschaltungLED lamp circuitry
Bei einer LED-Leuchtmittelverschlatung kann es sich um eine Serien- und/oder Parallelschaltung sowie Kombinationen solcher Verschaltungen handeln. Der Fachmann wird eine Serienschaltung mehrerer LEDs bevorzugen.An LED lamp circuit can be connected in series and/or in parallel, as well as combinations of such circuits. Those skilled in the art will prefer several LEDs to be connected in series.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Steuersignal (1) des Spannungswandlers (BOOST). Mit dem Steuersignal wird der Schaltzustand des Transistors (TBOOST) des Spannungswandlers (BOOST) durch den Regler (CRT) gesteuert.Control signal (1) of the voltage converter (BOOST). The switching state of the transistor (T BOOST ) of the voltage converter (BOOST) is controlled by the controller (CRT) with the control signal.
- AA
- erster Anschluss des Schnittstellenbausteins (CRT) und des Reglers (CTRL);first connection of the interface module (CRT) and the controller (CTRL);
- BB
- zweiter Anschluss des Schnittstellenbausteins (CRT);second connection of the interface module (CRT);
- B'B'
- Referenzanschluss des Reglers (CRTL);Regulator reference pin (CRTL);
- BOOSTBOOST
- Spannungswandler;voltage converter;
- BUSBUS
- Datenbusschnittstelle;data bus interface;
- C1C1
- Stützkapazität im Spannungswandler (BOOST);Support capacity in the voltage converter (BOOST);
- CRTcrt
- Schnittstellenbaustein. Der Schnittstellenbaustein ist zum besseren Verständnis nur schematisch und nur extrem vereinfacht in den Figuren dargestellt.;interface module. For better understanding, the interface module is shown only schematically and in an extremely simplified manner in the figures.;
- CRTLCRTL
- Regler des Schnittstellenbausteins (CRT);interface module controller (CRT);
- DBOOSTDBOOST
- Diode im Spannungswandler (BOOST);diode in the voltage converter (BOOST);
- DSPDSP
- Rechnereinheit;computing unit;
- External DC/DCExternalDC/DC
- bezogen auf den Schnittstellenbaustein (CTR) externer Gleichspannungswandler oder Spannungs- oder Stromregler;related to the interface module (CTR) of external DC voltage converters or voltage or current regulators;
- GNDGND
- Bezugspotenzial;reference potential;
- ILOADILOAD
- elektrischer Laststrom;electrical load current;
- LBOOSTLBOOST
- Induktivität des Spannungswandlers (BOOST);voltage converter inductance (BOOST);
- LED1LED1
- erstes LED-Leuchtmittel der Leuchtmittelverschaltung aus n LED-Leuchtmitteln mit n als ganzer positiver Zahl;first LED light source of the light source circuit composed of n LED light sources with n as a positive integer;
- LEDnLEDs
- n-tes LED-Leuchtmittel der Leuchtmittelverschaltung aus n LED-Leuchtmitteln mit n als ganzer positiver Zahl;nth LED light source of the light source interconnection from n LED light sources with n as a positive integer;
- Logiklogic
- Logikschaltungen des Schnittstellenbausteins (CTR);interface module (CTR) logic circuits;
- outout
- Ausgangssignal des Spannungswandlers (BOOST);Voltage converter output signal (BOOST);
- RBOOSTRBOOST
- Shunt-Widerstand im Spannungswandler (BOOST);shunt resistance in the voltage converter (BOOST);
- RCTRLRCTRL
- Strommessmittel;current measuring devices;
- SS
- Schaltmittel;switching means;
- SM1SM1
- erstes Scheinwerfermodul von m Scheinwerfermodulen mit m als ganzer positiver Zahl;first headlamp module of m headlamp modules where m is a positive integer;
- SMmSMm
- m-tes Scheinwerfermodul von m Scheinwerfermodulen mit m als ganzer positiver Zahl;mth headlight module of m headlight modules with m as a positive integer;
- SPISPI
- Datenbus, z.B. ein SPI-Datenbus;data bus, e.g., an SPI data bus;
- TBOOSTTBOOST
- Transistor des Spannungswandlers (BOOST);Transistor of the voltage converter (BOOST);
- Vsupvs
- Versorgungsspannungsanschluss;supply voltage connection;
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- 2019-04-25 DE DE102019110644.3A patent/DE102019110644B4/en active Active
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R020 | Patent grant now final |