DE112020006971T5

DE112020006971T5 - Beleuchtungssteuereinrichtung, beleuchtungsvorrichtung und fahrzeug

Info

Publication number: DE112020006971T5
Application number: DE112020006971.0T
Authority: DE
Inventors: Akira Aoki; Ryo Takagi
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2020-03-24
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2023-03-09
Also published as: JPWO2021192368A1; US11871490B2; WO2021192368A1; US20230164892A1; JP7411068B2

Abstract

Eine Beleuchtungssteuereinrichtung (10) schaltet eine Eingangsspannung, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, und liefert einen auf der Ausgangsspannung basierenden Treiberstrom an eine Beleuchtungseinheit (20). Ein Rohsteuersignal (CNT1) wird erzeugt, um abwechselnd eine Beleuchtungsdauer und eine Löschungsdauer festzulegen, und ein korrigiertes Steuersignal (CNT2) wird anhand des Stroms durch die Beleuchtungseinheit durch Korrektur des Rohsteuersignals erzeugt. Eine Schaltsteuerung (150) führt das Schalten der Eingangsspannung während der durch das korrigierte Steuersignal festgelegten Beleuchtungsdauer durch und unterbricht das Schalten der Eingangsspannung während der durch das korrigierte Steuersignal festgelegten Löschungsdauer.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Beleuchtungssteuereinrichtungen, Beleuchtungsvorrichtungen und Fahrzeuge.
Stand der Technik
12 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung 910 in einer ersten Referenzkonfiguration. In der Beleuchtungsvorrichtung 910 führt eine Beleuchtungssteuereinrichtung 911 eine schaltende Ansteuerung eines Ausgangstransistors 913 durch, der einen Aufwärtswandler bildet, und erzeugt dadurch aus einer Eingangsspannung V_in eine Ausgangsspannung V_out, und ein auf der Ausgangsspannung V_out basierender Ansteuerungsstrom I_led wird einer Beleuchtungseinheit 912 zugeführt, die aus einer oder mehreren Leuchtdioden besteht, wodurch die Beleuchtungseinheit 912 Licht emittiert. Zwischen einer Klemme (einem Anschluss), an der (dem) die Ausgangsspannung V_out anliegt, und dem positiven Anschluss 912P der Beleuchtungseinheit 912 ist ein mit einem Feldeffekttransistor eingerichteter Lastschalter LD_sw derart geschaltet, dass nur dann, wenn der Lastschalter LD_sw eingeschaltet ist, der Beleuchtungseinheit 912 der Treiberstrom I_led zugeführt wird. Der Minuspol 912N der Beleuchtungseinheit 912 ist über eine Diode 914 mit einem Anschluss verbunden, an den die Eingangsspannung Vin angelegt wird.
In der Beleuchtungsvorrichtung 910 wird die Beleuchtungseinheit 912 anhand eines von der Beleuchtungssteuereinrichtung 911 erzeugten Steuersignals CNT PWM-gesteuert, wodurch das Dimmen der Beleuchtungseinheit 912 erreicht wird. 13 ist ein Diagramm, das den Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 910 veranschaulicht. In der Beleuchtungsvorrichtung 910 wird nur während der Hochpegel(High-Pegel)-Dauer des Steuersignals CNT die Schaltansteuerung des Ausgangstransistors 913 durchgeführt und zusätzlich wird der Lastschalter LD_sw eingeschaltet gehalten. Durch die Einstellung des Tastverhältnisses des Steuersignals CNT wird das Dimmen der Beleuchtungseinheit 912 erreicht. Die Beleuchtungsvorrichtung 910 in 12 bietet eine hohe Dimmgenauigkeit (schnelles Ansprechen des Treiberstroms I_led), wobei der Lastschalter LD_sw erforderlich ist. Außerdem muss im Falle eines Masseschlusses, bei dem der Anschluss (die Klemme) 912P oder 912N gegen Masse kurzgeschlossen wird, der Pfad für den Ansteuerstrom I_led abgesperrt werden, und der Lastschalter LD_sw ist auch für eine solche Absperrung erforderlich.
14 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung 930 einer zweiten Referenzkonfiguration. In der Beleuchtungsvorrichtung 930 führt eine Beleuchtungssteuereinrichtung 931 eine schaltende Ansteuerung eines Ausgangstransistors 933 durch, der einen Abwärtswandler bildet, und erzeugt dadurch aus einer Eingangsspannung V_in eine Ausgangsspannung V_out, und ein auf der Ausgangsspannung V_out basierender Treiberstrom (Ansteuerstrom) I_led wird einer Beleuchtungseinheit 932 zugeführt, die aus einer oder mehreren Leuchtdioden besteht, wodurch die Beleuchtungseinheit 932 Licht emittiert. Die Beleuchtungseinheit 932 ist mit einem Lastschalter LDsw derart in Reihe geschaltet, dass nur dann, wenn der Lastschalter LD_sw eingeschaltet ist, der Treiberstrom I_led an die Beleuchtungseinheit 932 geliefert wird. In der Beleuchtungsvorrichtung 930 unterscheidet sich die Masse gnd1 für die Eingangsspannung V_in von der Masse gnd2 für die Ausgangsspannung V_out, und das Potenzial der Ausgangsspannung V_out ist gleich dem Massepotenzial gnd1.
In der Beleuchtungsvorrichtung 930 wird die Beleuchtungseinheit 932 anhand eines von der Beleuchtungssteuereinrichtung 931 erzeugten Steuersignals CNT PWM-gesteuert, wodurch das Dimmen der Beleuchtungseinheit 932 erreicht wird. 15 ist ein Diagramm, das den Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 930 veranschaulicht. In der Beleuchtungsvorrichtung 930 wird nur während der High-Pegel-Dauer des Steuersignals CNT die Schaltansteuerung des Ausgangstransistors 933 durchgeführt und zusätzlich wird der Lastschalter LD_sw eingeschaltet gehalten. Durch die Einstellung des Tastverhältnisses des Steuersignals CNT wird das Dimmen der Beleuchtungseinheit 932 erreicht. Die Beleuchtungsvorrichtung 930 in 14 bietet eine hohe Dimmgenauigkeit (schnelles Ansprechen des Treiberstroms I_led), wobei der Lastschalter LD_sw benötigt wird. Bei der Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung 930 in 14 ist jedoch im Unterschied zur Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung 910 in 12 der Lastschalter LD_sw nicht erforderlich, um einen Masseschluss hinzubekommen. In der Beleuchtungsvorrichtung 930 in 14 fließt selbst bei einem Kurzschluss des Plus- oder Minuspols 932P oder 932N in der Beleuchtungseinheit 932 mit der Masse gnd1 lediglich der Treiberstrom I_led derart nicht mehr, dass kein zusätzlicher Schutz erforderlich ist.
Zitierliste
Patentliteratur
Patentdokument 1: JP-A-2019-103289
Überblick über die Erfindung
Technische Aufgabe
Die Beseitigung des Lastschalters LD_sw würde Vorteile wie geringere Kosten bringen. Dementsprechend wird nun eine Betrachtung über eine in 16 dargestellte Beleuchtungsvorrichtung 930a angestellt, die aus dem Weglassen des Lastschalters LD_sw aus der Beleuchtungsvorrichtung 930 in 14 resultiert. In der Beleuchtungsvorrichtung 930a in 16 wird der Betrieb eines Abwärtswandlers, der eingerichtet ist, einen Ausgangstransistor 933 zu umfassen, ein- und ausgeschaltet, wodurch ein Dimmen durch PWM erreicht wird. Insbesondere wird der Abwärtswandler während der Hochpegeldauer des Steuersignals CNT eingeschaltet gehalten (der Abwärtswandler wird in Betrieb gehalten), um die Beleuchtungseinheit 932 eingeschaltet zu halten; während der Niedrigpegeldauer des Steuersignals CNT wird der Abwärtswandler ausgeschaltet gehalten (der Abwärtswandler wird außer Betrieb gehalten), um die Beleuchtungseinheit 932 gelöscht zu halten.
Bei der Beleuchtungsvorrichtung 930a ist es ungünstig, dass die Reaktion des Treiberstroms I_led eine Verzögerung gegenüber dem Steuersignal CNT aufweist. 17 ist eine Ansicht, die den Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 930a zeigt. In der Beleuchtungsvorrichtung 930a wird als Reaktion auf den Wechsel des Steuersignals CNT von einem niedrigen Pegel zu einem hohen Pegel die Schaltsteuerung des Ausgangstransistors 933 gestartet (d.h. der Betrieb des Abwärtswandlers wird eingeschaltet), jedoch ist unmittelbar nach dem Start des Schaltvorgangs durch den Ausgangstransistor 933 die Ausgangsspannung V_out noch nicht hoch genug angestiegen, um den Treiberstrom I_led fließen zu lassen; erst wenn nach dem Umschalten des Steuersignals CNT auf einen hohen Pegel eine Verzögerungszeit t_d verstrichen ist, erreicht der Treiberstrom I_led den gewünschten Stromwert, damit die Beleuchtungseinheit 932 Licht mit der gewünschten Leuchtdichte aussenden kann.
Wie oben beschrieben, ist in der Beleuchtungsvorrichtung 930a aufgrund der Verzögerungszeit td in jedem Zyklus der PWM-Ansteuerung die Lichtemissionszeit der Beleuchtungseinheit 932 kürzer als die durch das Steuersignal CNT vorgegebene, was die Durchführung des gewünschten Dimmens erschwert.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungssteuereinrichtung bereitzustellen, die das gewünschte Dimmen mit einer reduzierten Anzahl von Komponenten ermöglicht, und eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Fahrzeug bereitzustellen, die eine solche Beleuchtungssteuereinrichtung verwenden.
Lösung der Aufgabe
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Beleuchtungssteuereinrichtung, die eine Ausgangsspannung durch Schalten einer Eingangsspannung erzeugt und die einen auf der Ausgangsspannung basierenden Treiberstrom an eine Beleuchtungseinheit liefert, um die Beleuchtungseinheit zu beleuchten: einen Steuersignalgenerator, der eingerichtet ist, als Rohsteuersignal ein Steuersignal zu erzeugen, das abwechselnd eine Beleuchtungsdauer, in der die Beleuchtungseinheit beleuchtet bleiben soll, und eine Löschungsdauer, in der die Beleuchtungseinheit gelöscht bleiben soll, festlegt; einen Stromsensor für die Beleuchtungseinheit, der eingerichtet ist, den durch die Beleuchtungseinheit fließenden Strom zu erfassen, einen Steuersignalkorrektor, der eingerichtet ist, ein korrigiertes Steuersignal zu erzeugen, indem er anhand eines Stromzustandssignals, das auf dem Ergebnis der Erfassung durch den Stromsensor für die Beleuchtungseinheit basiert, das Rohsteuersignal in einer Richtung korrigiert, in der die Beleuchtungsdauer verlängert wird; und eine Schaltsteuerung, die eingerichtet ist, das Schalten der Eingangsspannung während der durch das korrigierte Steuersignal spezifizierten Beleuchtungsdauer durchzuführen und das Schalten der Eingangsspannung während der durch das korrigierte Steuersignal spezifizierten Löschungsdauer auszusetzen. (Eine erste Konfiguration.)
In der Beleuchtungssteuereinrichtung der oben beschriebenen ersten Konfiguration können sowohl im Rohsteuersignal als auch im korrigierten Steuersignal die Beleuchtungsdauer und die Löschungsdauer abwechselnd in einem vorbestimmten Zyklus festgelegt werden, und in jedem Zyklus kann die Beleuchtungsdauer im korrigierten Steuersignal im Vergleich zur Beleuchtungsdauer im Rohsteuersignal durch Korrektur durch den Steuersignalkorrektor verlängert werden. (Eine zweite Konfiguration.)
In der Beleuchtungssteuereinrichtung der oben beschriebenen ersten oder zweiten Konfiguration kann der Steuersignalkorrektor eingerichtet sein, das korrigierte Steuersignal zu erzeugen, indem er, während er den Startzeitpunkt der Beleuchtungsdauer vor und nach der Korrektur gleich hält, das Rohsteuersignal in der Richtung korrigiert, in der die Beleuchtungsdauer um die Zeit verlängert wird, die nach dem Start der Beleuchtungsdauer erforderlich ist, damit der durch die Beleuchtungseinheit fließende Strom einen vorbestimmten Beurteilungsstrom erreicht. (Eine dritte Konfiguration.)
In der Beleuchtungssteuereinrichtung der oben beschriebenen dritten Konfiguration kann ferner ein Stromzustands-Signalgenerator vorgesehen sein, der zur Erzeugung des Stromzustandssignals eingerichtet ist. Der Stromzustands-Signalgenerator kann eingerichtet sein, dass nach dem Beginn des Schaltens der Eingangsspannung, wenn die Ausgangsspannung angestiegen ist, bis der durch die Beleuchtungseinheit fließende Strom den Beurteilungsstrom erreicht, der Stromzustands-Signalgenerator das Stromzustandssignal von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand schaltet. Der Steuersignalkorrektor kann eingerichtet sein, das Rohsteuersignal in der Richtung zu korrigieren, in der die Beleuchtungsdauer um die Zeit nach dem Beginn der Beleuchtungsdauer verlängert wird, bis das Stromzustandssignal von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand übergeht. (Eine vierte Konfiguration.)
In der Beleuchtungssteuereinrichtung der oben beschriebenen vierten Konfiguration kann der Steuersignalkorrektor eingerichtet sein, einen ersten Messvorgang durchzuführen, um eine erste Zeit nach dem Beginn der Beleuchtungsdauer zu messen, bis das aktuelle Zustandssignal von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand übergeht, einen zweiten Messvorgang durchzuführen, um die Zeitspanne nach dem Zeitpunkt eines Übergangs von der Beleuchtungsdauer zu der Löschungsdauer in dem Rohsteuersignal zu messen, und die durch das aktuelle Zustandssignal spezifizierte Dauer von der Beleuchtungsdauer zu der Löschungsdauer umzuschalten, wenn nach dem ersten Messvorgang die Zeitspanne in dem zweiten Messvorgang die erste Zeit erreicht. (Eine fünfte Konfiguration.)
In der Beleuchtungssteuereinrichtung der oben beschriebenen fünften Konfiguration kann der Steuersignalkorrektor einen Aufwärts-/Abwärtszähler umfassen und eingerichtet sein, die ersten und zweiten Messvorgänge unter Verwendung des Aufwärts-/Abwärtszählers durchzuführen.
(Eine sechste Konfiguration.)
In der Beleuchtungssteuereinrichtung der oben beschriebenen sechsten Konfiguration kann der Aufwärts-/Abwärtszähler eingerichtet sein, nach dem Beginn der Beleuchtungsdauer bis zum Übergang des aktuellen Zustandssignals vom ersten Zustand in den zweiten Zustand, synchron mit einem vorbestimmten Taktsignal, den Zählwert zu ändern, und, beginnend bei einem vorbestimmten Anfangswert ändert der Aufwärts-/Abwärtszähler den Zählwert in einer ersten Richtung und dann, nach dem Zeitpunkt des Übergangs von der Beleuchtungsdauer zur Löschungsdauer im Rohsteuersignal, bis der Zählwert zum Anfangswert zurückkehrt, ändert der Aufwärts-/Abwärtszähler den Zählwert in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung synchron mit dem Taktsignal. Der erste Messvorgang kann dadurch erreicht werden, dass der Zählwert in der ersten Richtung geändert wird, und der zweite Messvorgang kann dadurch erreicht werden, dass der Zählwert in der zweiten Richtung geändert wird. Der Steuersignalkorrektor kann eingerichtet sein, die durch das korrigierte Steuersignal spezifizierte Dauer von der Beleuchtungsdauer auf die Löschungsdauer umzuschalten, wenn der Zählwert bei dem zweiten Messvorgang auf den Anfangswert zurückgekehrt ist. (Eine siebte Konfiguration.)
In der Beleuchtungssteuereinrichtung einer der oben beschriebenen ersten bis siebten Konfigurationen kann die Beleuchtungseinheit ein oder mehrere lichtemittierende Elemente umfassen, die Licht emittieren, wenn sie mit Strom versorgt werden. (Eine achte Konfiguration.)
Nach einem weiteren erfindungsgemäße Aspekt umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung: die Beleuchtungssteuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen ersten bis achten Konfigurationen; und eine Beleuchtungseinheit, die eingerichtet ist, unter der Steuerung der Beleuchtungssteuereinrichtung mit einem Treiberstrom versorgt zu werden. (Neunte Ausführungsform.)
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt umfasst ein Fahrzeug: die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der oben beschriebenen neunten Konfiguration als fahrzeugmontierte Beleuchtungsvorrichtung; eine Spannungsquelle, die eingerichtet ist, die Beleuchtungsvorrichtung mit einer Eingangsspannung zu versorgen; und eine Karosserie, in der die Beleuchtungsvorrichtung installiert ist. (Eine zehnte Ausführungsform.)
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Beleuchtungssteuereinrichtung bereitzustellen, die das gewünschte Dimmen mit einer reduzierten Anzahl von Komponenten ermöglicht, und eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Fahrzeug bereitzustellen, die eine solche Beleuchtungssteuereinrichtung verwenden.
Figurenliste

1 ist eine Gesamtkonfigurationsansicht einer Beleuchtungsvorrichtung nach einer ersten erfindungsgemä-ßen Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Außenansicht einer Beleuchtungssteuereinrichtung nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
3 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einem Dimmsignal, einer Rampenspannung und einem Steuersignal nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen Steuersignalen vor und nach der Korrektur nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
5 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Strom durch eine Beleuchtungseinheit und einem Stromzustandssignal nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
6 ist eine schematische Betriebswellenformansicht einer Beleuchtungsvorrichtung nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
7 ist eine detaillierte Ansicht der Betriebswellenform der Beleuchtungsvorrichtung nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
8 ist eine Konfigurationsansicht eines Steuersignal-Korrektors nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
9 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb des Steuersignal-Korrektors in 8 veranschaulicht.
10 ist eine Konfigurationsansicht eines Beleuchtungssystems nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
11 ist eine Ansicht, die ein Beleuchtungssystem nach der zweiten erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt, das in ein Fahrzeug eingebaut ist.
12 ist eine Konfigurationsansicht einer Beleuchtungsvorrichtung einer ersten Referenzkonfiguration.
13 ist eine Ansicht, die den Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung der ersten Referenzkonfiguration zeigt.
14 ist eine Konfigurationsansicht einer Beleuchtungsvorrichtung einer zweiten Referenzkonfiguration.
15 ist eine Ansicht, die den Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung der zweiten Referenzkonfiguration zeigt.
16 ist eine Konfigurationsansicht einer Beleuchtungsvorrichtung einer dritten Referenzkonfiguration.
17 ist eine Ansicht, die den Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung der dritten Referenzkonfiguration zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele näher beschrieben. In den Zeichnungsfiguren, auf die im Verlauf Bezug genommen wird, sind gleichen Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und im Prinzip wird keine sich überschneidende Beschreibung gleicher Teile wiederholt. In der vorliegenden Beschreibung werden der Einfachheit halber Symbole und Bezugszeichen, die sich auf Informationen, Signale, physikalische Größen, Elemente, Teile und dergleichen beziehen, gelegentlich unter Auslassung oder Abkürzung der Namen der Informationen, Signale, physikalischen Größen, Elemente, Teile und dergleichen, die diesen Symbolen und Bezugszeichen entsprechen, verwendet. Beispielsweise wird das später beschriebene und mit dem Bezugszeichen „CNT1“ gekennzeichnete Steuersignal (siehe 1) manchmal als Steuersignal CNT1 und manchmal als Signal CNT1 abgekürzt, wobei sich beide auf dieselbe Entität (Einheit) beziehen.
Zunächst werden einige der Begriffe, die zur Beschreibung von erfindungsgemäßen Ausführungsformen verwendet werden, definiert. „Pegel“ bezeichnet den Pegel eines Potentials, und für jedes Signal oder jede Spannung hat „hoher Pegel“ ein höheres Potential als „niedriger Pegel“. Für ein beliebiges Signal oder eine beliebige Spannung bedeutet „hoher Pegel“, dass der Pegel gleich dem hohen Pegel ist, und „niedriger Pegel“, dass der Pegel gleich dem niedrigen Pegel ist. Der Pegel eines Signals wird gelegentlich als Signalpegel und der Pegel einer Spannung gelegentlich als Spannungspegel bezeichnet.
Für ein beliebiges Signal oder eine beliebige Spannung wird ein Übergang von einem niedrigen Pegel zu einem hohen Pegel als Aufwärtsflanke bezeichnet, und der Zeitpunkt eines Übergangs von einem niedrigen Pegel zu einem hohen Pegel wird als Aufwärtsflankenzeitpunkt bezeichnet. Ebenso wird für ein beliebiges Signal oder eine beliebige Spannung ein Übergang von einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel als Abwärtsflanke bezeichnet, und der Zeitpunkt eines Übergangs von einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel wird als Abwärtsflankenzeitpunkt bezeichnet.
Für jeden Transistor, der als FET (Feldeffekttransistor) eingerichtet ist, bei dem es sich um einen MOSFET handeln kann, bezieht sich der Begriff „eingeschalteter Zustand“ auf einen Zustand, in dem der Drain-Source-Kanal des Transistors leitend ist, und der Begriff „ausgeschalteter Zustand“ auf einen Zustand, in dem der Drain-Source-Kanal des Transistors nicht leitend ist (abgeschaltet). Ähnliche Definitionen gelten für alle Transistoren, die nicht als FET klassifiziert sind. Sofern nicht anders angegeben, kann jeder MOSFET als ein Anreicherungs-MOSFET verstanden werden. „MOSFET“ ist eine Abkürzung für „Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor“.
Jeder Schalter kann mit einem oder mehreren FETs (Feldeffekttransistoren) eingerichtet sein. Ist ein bestimmter Schalter eingeschaltet, so leitet der Schalter über seine Anschlüsse; wenn ein bestimmter Schalter ausgeschaltet ist, leitet der Schalter über seine Anschlüsse nicht.
Für jeden Transistor oder Schalter wird der Zustand „EIN“ oder "AUS gelegentlich einfach als „ein“ bzw. „aus“ bezeichnet. Das Umschalten eines Transistors oder Schalters vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand wird als Einschalten und das Umschalten vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand als Ausschalten bezeichnet. Für jeden Transistor oder Schalter wird eine Dauer, in der er sich im eingeschalteten Zustand befindet, gelegentlich als Einschaltdauer bezeichnet, und eine Dauer, in der er sich im ausgeschalteten Zustand befindet, wird gelegentlich als Ausschaltdauer bezeichnet. Für jedes Signal, das einen hohen oder niedrigen Pegel hat, wird eine Dauer, in der das Signal einen hohen Pegel hat, als Hochpegeldauer und eine Dauer, in der das Signal einen niedrigen Pegel hat, als Niedrigpegeldauer bezeichnet. Das Gleiche gilt für jede Spannung, die einen hohen oder einen niedrigen Pegel hat.
<< Erste Ausführungsform >>
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine Gesamtkonfigurationsansicht einer Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst eine Beleuchtungssteuereinrichtung 10 und eine Beleuchtungseinheit 20 sowie diskrete Komponenten, die mit der Beleuchtungssteuereinrichtung 10 oder der Beleuchtungseinheit 20 verbunden sind. Die in der Beleuchtungsvorrichtung 1 vorgesehenen diskreten Komponenten umfassen einen Ausgangstransistor M1, eine Induktivität L1, eine Diode D1, die Kondensatoren C1 und C2 sowie die Widerstände R1 und R2 und ferner die Widerstände R11 bis R16 und die Kondensatoren C11 und C12. Der Ausgangstransistor M1 ist als n-Kanal-MOSFET ausgeführt. Eine Änderung ist jedoch möglich, indem ein P-Kanal-MOSFET als Ausgangstransistor M1 verwendet wird.
Die Beleuchtungssteuereinrichtung 10 ist eine Steuereinrichtung, die mit einer positiven Gleichstrom-Eingangsspannung V_IN betrieben wird und die den Zustand der lichtemittierenden Elemente, die die Beleuchtungseinheit 20 bilden, zwischen einem beleuchteten Zustand und einem gelöschten Zustand umschaltet. Die Beleuchtungssteuereinrichtung 10 ist ein elektronisches Bauteil (Halbleiterbauelement), das, wie in 2 dargestellt, durch Einschweißen einer integrierten Halbleiterschaltung in ein aus Harz gebildetes Gehäuse (Package) gebildet wird und bei dem die die Beleuchtungssteuereinrichtung 10 bildenden Schaltungen auf einem Halbleitersubstrat integriert sind. Das Gehäuse der Beleuchtungssteuereinrichtung 10 hat eine Vielzahl von externen Anschlüssen (Klemmen), die so ausgebildet sind, dass sie aus ihm herausragen, und diese externen Anschlüsse umfassen die Anschlüsse CSH, CSL, GH, BOOT, SW, PGND, SNSP, SNSN, GND_TM, IN_TM, VREFA, EN, VREFB, RT, COMP und DSET, die in 1 gezeigt sind, und können ferner andere Anschlüsse umfassen, die in 1 nicht gezeigt sind. Die Anzahl der externen Anschlüsse und das äußere Erscheinungsbild der in 2 gezeigten Beleuchtungssteuereinrichtung 10 sind lediglich beschreibend.
Die Beleuchtungseinheit 20 besteht aus einem oder mehreren lichtemittierenden Elementen, die Licht emittieren, wenn sie mit Strom versorgt werden. Die Beleuchtungseinheit 20 besteht aus einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Leuchtdioden. Die Beleuchtungseinheit 20 ist zwischen den Anschlüssen 20P und 20N angeordnet. In 1 bildet eine Reihenschaltung von Leuchtdioden 21 bis 23 die Beleuchtungseinheit 20, wobei die Anode der Leuchtdiode 21 mit dem Anschluss 20P, die Kathode der Leuchtdiode 21 mit der Anode der Leuchtdiode 22, die Kathode der Leuchtdiode 22 mit der Anode der Leuchtdiode 23 und die Kathode der Leuchtdiode 23 mit dem Anschluss 20N verbunden ist. Die Anzahl der Leuchtdioden, aus denen die Beleuchtungseinheit 20 besteht, kann eine, zwei, vier oder mehr sein. Die Beleuchtungseinheit 20 kann eine Parallelschaltung einer Vielzahl von Leuchtdioden umfassen.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst eine Masse GND1 als ein elektrisch leitendes Teil auf einem Bezugspotential (d.h. ein Bezugspotentialteil) und umfasst auch eine Masse GND2 als ein anderes elektrisch leitendes Teil auf einem Bezugspotential (d.h. ein Bezugspotentialteil). Während es Zeitpunkte geben kann, an denen die Potentiale der Massen GND1 und GND2 gleich sind, haben die Massen GND1 und GND2 unterschiedliche Potentiale, solange die positive Eingangsspannung V_IN in die Beleuchtungsvorrichtung 1 eingespeist wird und die Schaltansteuerung des Ausgangstransistors M1 durchgeführt wird.
In der Beleuchtungsvorrichtung 1 kann die Eingangsspannung V_IN, die an einem Eingangsanschluss (einer Eingangsklemme) IN anliegt, heruntergeregelt werden, um eine Ausgangsspannung V_OUT an einem Ausgangsanschluss (einer Ausgangsklemme) OUT zu erzeugen. Die Eingangsspannung V_IN ist eine positive Gleichspannung bezüglich der Masse GND1. Das heißt, die Eingangsspannung V_IN liegt an dem Eingangsanschluss IN bezüglich des Massepotentials GND1 an. Mit anderen Worten, die Eingangsspannung V_IN liegt zwischen der Masse GND1 und dem Eingangsanschluss IN an, wobei das Potenzial der Masse GND1 auf der negativen Seite liegt. Andererseits ist die Ausgangsspannung V_OUT eine positive Gleichspannung bezüglich der Masse GND2. Das heißt, die Ausgangsspannung V_OUT liegt an dem Ausgangsanschluss OUT bezüglich des Potentials der Masse GND2 an. Mit anderen Worten, die Ausgangsspannung V_OUT liegt zwischen der Masse GND2 und dem Ausgangsanschluss OUT an, wobei das Potenzial der Masse GND2 auf der negativen Seite liegt. Bei der Beleuchtungsvorrichtung 1 ist der Ausgangsanschluss OUT mit der Masse GND1 verbunden.
Im Folgenden wird die Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten und der Beleuchtungssteuereinrichtung 10 bzw. der Beleuchtungseinheit 20 beschrieben, die alle in der Beleuchtungsvorrichtung 1 vorgesehen sind.
Ein Anschluss des Widerstands R1 ist mit dem Eingangsanschluss IN und mit dem Anschluss CSH verbunden. Der andere Anschluss des Widerstands R1 ist mit dem Drain des Ausgangstransistors M1 und auch mit dem Anschluss CSL verbunden. Das Gate des Ausgangstransistors M1 ist mit dem Anschluss GH verbunden.
Die Source des Ausgangstransistors M1 ist mit einem Knoten ND_sw und auch mit der Klemme SW verbunden. Mit dem Knoten ND_sw sind ein Anschluss der Induktivität L1 und die Kathode der Diode D1 verbunden, und der Knoten ND_sw ist auch über den Kondensator C2 mit dem Anschluss BOOT verbunden. Der andere Anschluss der Induktivität L1 ist mit der Ausgangsklemme OUT und über den Kondensator C1 auch mit der Masse GND2 verbunden. Die Anode der Diode D1 ist mit der Masse GND2 verbunden. Die Anschlüsse PGND und GND_TM sind mit der Masse GND2 verbunden. Der Anschluss 20P ist mit dem Ausgangsanschluss OUT verbunden, und der Anschluss 20N ist über den Widerstand R2 mit der Masse GND2 verbunden. Der Verbindungsknoten zwischen dem Widerstand R2 und der Anschluss 20N ist mit dem Anschluss SNSP verbunden, und der Verbindungsknoten zwischen dem Widerstand R2 und der Masse GND2 ist mit dem Anschluss SNSN verbunden. Die Schaltkreise innerhalb der Beleuchtungssteuereinrichtung 10 arbeiten in Bezug auf das Potenzial an dem Anschluss GND_TM (d. h. das Potenzial der Masse GND2) .
Der Ausgangstransistor M1, die Diode D1, die Induktivität L1 und der Kondensator C1 bilden einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (Abwärtswandler), der die Eingangsspannung V_IN aufnimmt, um die Ausgangsspannung V_OUT zu erzeugen. Zu den Elementen, die den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler bilden, gehören solche Blöcke, die das Schalten des Ausgangstransistors M1 steuern (d. h. eine Schaltsteuerung 150 und ein Verstärker 130, die später beschrieben werden).
Der Anschluss IN_TM ist mit dem Eingangsanschluss IN verbunden. Der Anschluss VREFA ist über den Kondensator C11 mit der Masse GND2 verbunden. Der Eingangsanschluss IN ist mit einem Anschluss des Widerstands R11 verbunden, und der andere Anschluss des Widerstands R11 ist über den Widerstand R12 mit der Masse GND1 verbunden. Der Verbindungsknoten zwischen den Widerständen R11 und R12 ist mit dem Anschluss EN verbunden. Der Anschluss VREFB ist mit einem Anschluss des Widerstands R13 verbunden, und der andere Anschluss des Widerstands R13 ist über den Widerstand R14 mit der Masse GND2 verbunden. Der Verbindungsknoten zwischen den Widerständen R13 und R14 ist mit dem Anschluss DSET verbunden. Die Klemme RT ist über den Widerstand R15 mit der Masse GND2 verbunden. Der Anschluss COMP ist mit einem Anschluss des Widerstands R16 verbunden, und der andere Anschluss des Widerstands R16 ist über den Kondensator C12 mit der Masse GND2 verbunden.
In der folgenden Beschreibung wird der Strom, der durch die Induktivität L1 fließt, gelegentlich als Induktorstrom bezeichnet und mit dem Symbol „I_L“ gekennzeichnet. Der Induktorstrom I_L fließt vom Knoten ND_sw zum Ausgangsanschluss OUT. Der Strom, der durch die Beleuchtungseinheit 20 fließt, wird gelegentlich als Treiberstrom bezeichnet und mit dem Symbol „I_LED“ gekennzeichnet. Der Treiberstrom I_LED fließt von dem Ausgangsanschluss OUT zur Masse GND2.
In der vorliegenden Beschreibung wird der Zustand der Beleuchtungseinheit 20 oder der lichtemittierenden Elemente, in welchem sie kein Licht emittieren, als unbeleuchtet oder erloschen bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird der Zustand der Beleuchtungseinheit 20 oder der lichtemittierenden Elemente, in welchem sie Licht emittieren, manchmal als beleuchtet bezeichnet; für die Beleuchtungseinheit 20 oder die lichtemittierenden Elemente ist das Emittieren von Licht gleichbedeutend mit dem Beleuchten. Streng genommen können die Beleuchtungseinheit 20 bzw. die lichtemittierenden Elemente auch bei einem sehr geringen Stromfluss Licht mit einer sehr geringen Leuchtdichte abgeben; In der folgenden Beschreibung wird jedoch davon ausgegangen, dass die Beleuchtungseinheit 20 bzw. die lichtemittierenden Elemente leuchten (in einem leuchtenden Zustand), wenn ein Treiberstrom I_LED von einem vorbestimmten Schwellenwert oder mehr durch sie fließt, und dass sie gelöscht (auch: ausgelöscht) sind (in einem gelöschten Zustand), wenn kein Treiberstrom I_LED von einem vorbestimmten Schwellenwert oder mehr durch die Beleuchtungseinheit 20 bzw. die lichtemittierenden Elemente fließt.
Nachfolgend wird der interne Aufbau der Beleuchtungssteuereinrichtung 10 beschrieben. Die Beleuchtungssteuereinrichtung 10 umfasst einen Steuersignalgenerator 110, einen Steuersignalkorrektor 120, einen Verstärker 130, einen Komparator 140, eine Schaltsteuerung 150 und mit den Bezugszeichen 171 bis 175 gekennzeichnete Blöcke.
Der Steuersignalgenerator 110 erzeugt ein Steuersignal CNT1 anhand eines über den Anschluss DSET eingespeisten Dimmsignals DIM. In der Beleuchtungsvorrichtung 1 ist die Beleuchtungseinheit 20 PWM-gesteuert. PWM ist die Abkürzung für Pulsweitenmodulation. Das Steuersignal CNT1 entspricht einem Pulsweitenmodulationssignal bei PWM-Ansteuerung. Das Steuersignal CNT1, wie auch das später beschriebene Steuersignal CNT2, ist ein Binärsignal, das als Signalpegel entweder High (hoch) oder Low (niedrig) hat.
Unter Bezugnahme auf 3 folgt eine zusätzliche Beschreibung. 3 zeigt die Beziehung zwischen dem Dimmsignal DIM, einer Rampenspannung Vr und dem Steuersignal CNT1. Im Konfigurationsbeispiel der Beleuchtungsvorrichtung 1 in 1 ist das Dimmsignal DIM eine analoge Spannung, die dem Anschluss DSET zugeführt wird, und hat einen vorbestimmten Gleichspannungswert, wenn sich die Beleuchtungssteuereinrichtung 10 in einem stabilen Zustand befindet. Der Steuersignalgenerator 110 erzeugt eine Rampenspannung Vr, deren Spannungswert sich so ändert, dass er Sägezahn- oder Dreieckswellen mit einer vorgegebenen PWM-Frequenz, nämlich einer Frequenz f_PWM, beschreibt. Der Kehrwert der Frequenz f_PWM ist der Zyklus der Rampenspannung Vr, und eine Dauer mit einer Länge, die einem Zyklus der Rampenspannung Vr entspricht, wird als Einheitsdauer bezeichnet. Eine Vielzahl von Einheitsdauern treten nacheinander mit der Frequenz f_PWM auf, während die Zeit vergeht. Der Endzeitpunkt einer Einheitsdauer fällt mit dem Startzeitpunkt der nächsten Einheitsdauer zusammen. In jeder Einheitsdauer entspricht die Rampenspannung Vr einer vorgegebenen unteren Grenzspannung zu Beginn der Einheitsdauer und steigt monoton von der unteren Grenzspannung über die Länge einer Einheitsdauer auf eine vorgegebene obere Grenzspannung an. Die untere Grenzspannung ist z. B. gleich dem Massepotential GND2. Die Spannung mit dem höheren Grenzwert ist höher als die Spannung mit dem niedrigeren Grenzwert. Der Steuersignalgenerator 110 hält das Steuersignal CNT1 während einer Dauer, in der der Pegel des Dimmsignals DIM höher als der Pegel der Rampenspannung Vr ist, auf hohem Pegel und hält das Steuersignal CNT1 während einer Dauer, in der der Pegel des Dimmsignals DIM niedriger als der Pegel der Rampenspannung Vr ist, auf niedrigem Pegel.
Das Steuersignal CNT1 gibt innerhalb jeder Einheitsdauer eine Einschaltdauer und eine Ausschaltdauer an. Die Beleuchtungsdauer ist eine Dauer, in der die Beleuchtungseinheit 20 beleuchtet werden soll; die Löschungsdauer ist eine Dauer, in der die Beleuchtungseinheit 20 gelöscht werden soll. Jede Einheitsdauer umfasst eine Kombination aus einer Beleuchtungsdauer und einer Löschungsdauer, und das Steuersignal CNT1 gibt die Beleuchtungsdauer und die Löschungsdauer abwechselnd in einem Zyklus an, der dem Kehrwert der Frequenz f_PWM entspricht. Obwohl hier angenommen wird, dass der Startzeitpunkt der Einheitsdauer mit dem Startzeitpunkt der Beleuchtungsdauer übereinstimmt, ist eine Änderung möglich, wenn sie nicht übereinstimmen.
Der Steuersignalkorrektor 120 korrigiert das Steuersignal CNT1 anhand eines aktuellen Zustandssignals SG, das später beschrieben wird, und gibt das korrigierte Steuersignal CNT1 als Steuersignal CNT2 aus. Die Steuersignale CNT1 und CNT2 können als Rohsteuersignal bzw. als korrigiertes Steuersignal bezeichnet werden. 4 zeigt einen Überblick über die Korrektur durch den Steuersignal-Korrektor 120. Wie das Steuersignal CNT1 ist das Steuersignal CNT2 ein Steuersignal, das abwechselnd die Beleuchtungsdauer und die Löschungsdauer in einem Zyklus angibt, der dem Kehrwert der Frequenz f_PWM entspricht. Im Steuersignal CNT2 entspricht eine Dauer, in der es einen hohen Pegel hat, der Beleuchtungsdauer und eine Dauer, in der es einen niedrigen Pegel hat, der Löschungsdauer.
In jeder Einheitsdauer fällt der Startzeitpunkt der durch das Steuersignal CNT1 festgelegten Beleuchtungsdauer mit dem Startzeitpunkt der durch das Steuersignal CNT2 festgelegten Beleuchtungsdauer zusammen. Allerdings ist die Beleuchtungsdauer im Steuersignal CNT2 in jeder Einheitsdauer länger als die Beleuchtungsdauer im Steuersignal CNT1. Das heißt, das Steuersignal CNT1 wird in eine Richtung korrigiert, in der die Beleuchtungsdauer verlängert ist, und dadurch wird das Steuersignal CNT2 erzeugt.
In 4 stellt die Zeit T_ON1 die Länge der High-Pegel-Dauer (Hochpegel-Dauer) des Steuersignals CNT1 in einer Einheitsdauer dar (d.h. die Länge der durch das Steuersignal CNT1 spezifizierten Beleuchtungsdauer), und die Zeit T_OFF1 stellt die Länge der Low-Pegel-Dauer (Niedrigpegel-Dauer) des Steuersignals CNT1 in einer Einheitsdauer dar (d.h. die Länge der durch das Steuersignal CNT1 spezifizierten Löschungsdauer). Die Zeit T_ON2 steht für die Länge der High-Pegel-Dauer des Steuersignals CNT2 in einer Einheitsdauer (d. h. die Länge der durch das Steuersignal CNT2 festgelegten Beleuchtungsdauer), und die Zeit T_OFF2 steht für die Länge der Low-Pegel-Dauer des Steuersignals CNT2 in einer Einheitsdauer (d. h. die Länge der durch das Steuersignal CNT2 festgelegten Löschungsdauer).
Angenommen, in jeder Einheitsdauer sei die Beleuchtungseinheit 20 für die Zeit T_ON1 eingeschaltet und für die Zeit T_OFF1 ausgeschaltet. Dann stellt das Verhältnis T_ON1 / (T_ON1 + T_OFF1) die Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinheit 20 dar. Angenommen, die Beleuchtungseinheit 20 ist in jeder Dauer für die Zeit T_ON2 eingeschaltet und für die Zeit T_OFF2 ausgeschaltet. Dann entspricht das Verhältnis T_ON2 / (T_ON2 + T_OFF2) der Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinheit 20.
Der Verstärker 130 ist ein Beispiel für einen Stromsensor der Beleuchtungseinheit, der den durch die Beleuchtungseinheit 20 fließenden Strom I_LED misst. Der Widerstand R2 kann als eines der Elemente verstanden werden, die den Beleuchtungsstromsensor bilden. Konkret erscheint eine zum Treiberstrom I_LED proportionale Spannung am Widerstand R2 als Spannungsabfall (d. h. die Spannung zwischen den Anschlüssen am Widerstand R2), und der Spannungsabfall am Widerstand R2 wird über die Anschlüsse SNSP und SNSN dem Verstärker 130 zugeführt. Der Verstärker 130 verstärkt das Signal, das den Spannungsabfall am Widerstand R2 widerspiegelt, und gibt das Ergebnis der Verstärkung als Spannungssignal V_SNS aus. Das Spannungssignal V_SNS hat einen Spannungswert, der proportional zum Treiberstrom I_LED ist. In der folgenden Beschreibung wird das Spannungssignal V_SNS gelegentlich auch als Abtastspannung V_SNS bezeichnet. Die Abtastspannung V_SNS hat ein Potenzial in Bezug auf die Masse GND2 und steigt mit zunehmendem Treiberstrom I_LED.
Der Komparator 140 ist ein Beispiel für einen Stromzustands-Signalgenerator. Der Komparator 140 wird mit der Abtastspannung V_SNS vom Verstärker 130 gespeist und erzeugt und gibt anhand der Abtastspannung V_SNS ein Stromzustandssignal SG aus, das dem Treiberstrom I_LED entspricht. Insbesondere wird der nicht-invertierende Eingangsanschluss des Komparators 140 mit der Abtastspannung V_SNS vom Verstärker 130 gespeist, und der invertierende Eingangsanschluss des Komparators 140 wird mit einer vorgegebenen Beurteilungsspannung V_LED__SG gespeist. Die Beurteilungsspannung V_LED__SG hat ein vorgegebenes Potential, das höher ist als das der Masse GND2.
Für den Treiberstrom I_LED, der in der Beleuchtungsdauer durch die Beleuchtungseinheit 20 fließt, wird ein Sollstrom I_TG eingestellt (siehe 5). Der Sollstrom I_TG kann auf einen beliebigen Stromwert eingestellt werden und ist beispielsweise auf 1 A (Ampere) festgelegt. Die Beurteilungsspannung V_LED__SG wird vorher so eingestellt, dass, wenn der Treiberstrom I_LED gleich einem vorbestimmten Beurteilungsstrom I_LED__SG ist, der niedriger als der Sollstrom I_TG ist, die Abtastspannung V_SNS gleich der Beurteilungsspannung V_LED__SG ist.
5 zeigt die Beziehung zwischen dem aktuellen Zustandssignal SG und anderen relevanten Strömen. Wie in 5 gezeigt, ist der Beurteilungsstrom I_LED__SG niedriger als der Sollstrom I_TG und wird beispielsweise auf 10 % oder 20 % des Sollstroms I_TG eingestellt. Das Stromzustandssignal SG hat einen niedrigen Pegel, wenn die Messspannung V_SNS niedriger als die Beurteilungsspannung V_LED__SG ist (d.h. wenn I_LED < I_LED__SG), und einen hohen Pegel, wenn die Abtastspannung V_SNS höher als die Beurteilungsspannung V_LED__SG ist (d.h. wenn I_LED > I_LED__SG) . Ist die Abtastspannung V_SNS gleich der Beurteilungsspannung V_LED__SG, so hat das aktuelle Zustandssignal SG entweder einen hohen oder einen niedrigen Pegel.
Die Schaltsteuerung 150 führt während der durch das Steuersignal CNT2 festgelegten Beleuchtungsdauer die Schaltansteuerung des Ausgangstransistors M1 durch. Durch die schaltende Ansteuerung des Ausgangstransistors M1 wird die Eingangsspannung V_IN geschaltet, um die Ausgangsspannung V_OUT zu erzeugen, die ausreichend hoch ist, um die Beleuchtungseinheit 20 zu beleuchten. Die Schaltsteuerung 150 unterbricht die Schaltansteuerung des Ausgangstransistors M1 während der durch das Steuersignal CNT2 festgelegten Löschungsdauer. Das Aussetzen der Schaltansteuerung des Ausgangstransistors M1 ist gleichbedeutend mit dem Halten des Ausgangstransistors M1 im AUS-Zustand und somit mit dem Aussetzen des Schaltens der Eingangsspannung V_IN. Wird die schaltende Ansteuerung des Ausgangstransistors M1 unterbrochen, so wird die Zufuhr von elektrischer Energie von dem Eingangsanschluss IN zum Ausgangsanschluss OUT unterbrochen, und somit wird die Beleuchtungseinheit 20 gelöscht, obwohl die Beleuchtungseinheit 20 für eine Weile nach einem Wechsel von der Beleuchtungsdauer zur Löschungsdauer anhand der in dem Kondensator C1 gespeicherten elektrischen Ladung weiterleuchten kann.
In dem in 1 dargestellten Konfigurationsbeispiel umfasst die Schaltsteuerung 150 einen Flankenspannungsgenerator 151, einen Addierer 152, einen Fehlerverstärker 153, einen Oszillator 154, einen Komparator 155 und einen Treiber 156.
Der Flankenspannungsgenerator 151 wird über die Anschlüsse (Klemmen) CSH und CSL mit dem Spannungsabfall über dem Widerstand R1 (d.h. der Klemmenspannung über dem Widerstand R1) gespeist, um dadurch den durch den Ausgangstransistor M1 fließenden Strom (mit anderen Worten den Induktionsstrom I_L) zu erfassen, und erzeugt eine Flankenspannung V_SLP entsprechend dem Strom, der durch den Ausgangstransistor M1 (mit anderen Worten den Induktionsstrom I_L) während seiner Einschaltdauer fließt. Die Flankenspannung V_SLP nimmt zu, wenn der Spannungsabfall am Widerstand R1 zunimmt.
Der Addierer 152 addiert eine vorbestimmte positive Spannung V_SFT (z.B. 200 mV) zu der Spannung V_SNS vom Verstärker 130 und gibt die resultierende Summenspannung (V_SNS + V_SFT) aus.
Der Fehlerverstärker 153 ist ein Leitwertverstärker. Der invertierende Anschluss des Fehlerverstärkers 153 wird mit der Spannung (V_SNS + V_SFT) gespeist, und der nichtinvertierende Eingangsanschluss des Fehlerverstärkers 153 wird mit einer vorgegebenen positiven Referenzspannung V_REF gespeist. Der Ausgangsanschluss des Fehlerverstärkers 153 ist mit einem Leiter 157 verbunden. Der Fehlerverstärker 153 lässt zwischen seinem Ausgangsanschluss und dem Leiter 157 einen Strom durch, der dem Fehler zwischen der Spannung (V_SNS + V_SFT) und der Referenzspannung V_REF entspricht. Der Ausgangsanschluss des Fehlerverstärkers 153 ist über den Leiter 157 mit dem Anschluss COMP verbunden, und an dem Leiter 157 erscheint eine Fehlerspannung V_ERR, die dem Fehler zwischen der Spannung (V_SNS + V_SFT) und der Referenzspannung V_REF entspricht. Der Widerstand R16 und der Kondensator C12 kompensieren die Phase der Fehlerspannung V_ERR. Ist V_SNS + V_SFT < V_REF, so gibt der Fehlerverstärker 153 einen Strom an den Leiter 157 ab, um die Fehlerspannung V_ERR zu erhöhen, und ist V_SNS + V_SFT > V_REF, so nimmt er einen Strom vom Leiter 157 auf, um die Fehlerspannung V_ERR zu verringern.
Der Oszillator 154 erzeugt und gibt ein Signal SET aus, dessen Signalpegel zyklisch zwischen niedrigen und hohen Pegeln wechselt. Die Frequenz f_SW des Signals SET entspricht der Schaltfrequenz des Ausgangstransistors M1. Die Frequenz f_SW ist deutlich höher als die Frequenz f_PWM der Steuersignale CNT1 und CNT2. Während z. B. die Frequenz f_PWM bei einigen hundert Hertz liegt, beträgt die Frequenz fsw einige zehn Kilohertz bis einige hundert Kilohertz. Die Frequenz fsw wird in Abhängigkeit vom Widerstandswert des an den Anschluss RT angeschlossenen Widerstands R15 variabel eingestellt, wobei die Frequenz f_SW eine Festfrequenz sein kann.
Dem nicht-invertierenden Eingangsanschluss und dem invertierenden Eingangsanschluss des Komparators 155 wird die Fehlerspannung V_ERR bzw. die Steigungsspannung V_SLP zugeführt. Der Komparator 155 vergleicht die Fehlerspannung V_ERR und die Steigungsspannung V_SLP und gibt ein Signal RST entsprechend ihrem Größenverhältnis aus. Wenn V_ERR > V_SLP ist, hat das Signal RST einen hohen Pegel, und wenn V_ERR < V_SLP ist, hat das Signal RST einen niedrigen Pegel. Wenn V_ERR = V_SLP ist, hat das Signal RST entweder einen hohen oder einen niedrigen Pegel.
Der Treiber 156 wird mit den Signalen SET und RST und dem Steuersignal CNT2 gespeist. Während der High-Pegel-Dauer des Steuersignals CNT2 (d.h. der durch das Steuersignal CNT2 festgelegten Beleuchtungsdauer) steuert der Treiber 156 anhand der Signale SET und RST das Gate-Potential des Ausgangstransistors M1 und führt dadurch die Schaltansteuerung des Ausgangstransistors M1 durch. Wenn das Gate-Potential des Ausgangstransistors M1 auf einem hohen Pegel ist, befindet sich der Ausgangstransistor M1 im eingeschalteten Zustand; wenn das Gate-Potential des Ausgangstransistors M1 auf einem niedrigen Pegel ist, befindet sich der Ausgangstransistor M1 im ausgeschalteten Zustand. Dementsprechend wird bei der Schaltansteuerung des Ausgangstransistors M1 synchron mit einer Aufwärtsflanke (einem Übergang von niedrigem Pegel auf hohen Pegel) im Signal SET das Gate-Potential des Ausgangstransistors M1 von niedrigem Pegel auf hohen Pegel umgeschaltet und dadurch der Ausgangstransistor M1 eingeschaltet; danach wird synchron mit einer Abwärtsflanke (einem Übergang von hohem Pegel auf niedrigen Pegel) im Signal RST das Gate-Potential des Ausgangstransistors M1 von hohem Pegel auf niedrigen Pegel umgeschaltet und dadurch der Ausgangstransistor M1 ausgeschaltet. Das Signal SET ist ein Rechtecksignal mit der Frequenz f_SW, so dass der Ausgangstransistor M1 während der Hochpegeldauer des Steuersignals CNT2 mit der Frequenz f_SW angesteuert wird.
Durch die schaltende Ansteuerung des Ausgangstransistors M1 wird die Eingangsspannung V_IN derart geschaltet, dass am Knoten ND_SW eine Spannung mit einer rechteckigen Wellenform erscheint. Die Induktivität L1 und der Kondensator C1 bilden eine Gleichrichter-Glättungsschaltung, die die am Knoten ND_sw auftretende Spannung mit rechteckiger Wellenform gleichrichtet und glättet, um die Ausgangsspannung V_OUT zu erzeugen.
Entsprechend der dem Fehlerverstärker 153 zugeführten Referenzspannung V_REF wird der Sollstrom I_TG eingestellt und die Regelung so durchgeführt, dass während der Hochpegel(High-Pegel)-Dauer des Steuersignals CNT2 der Treiberstrom I_LED gleich dem Sollstrom I_TG ist.
Für den Induktorstrom I_L wird ein Grenzstrom I_OCL als oberer Grenzstrom festgelegt. Wenn im eingeschalteten Zustand des Ausgangstransistors M1 der Spannungsabfall über dem Widerstand R1 (d. h. die Spannung zwischen den Anschlüssen über dem Widerstand R1) eine vorgegebene Spannung erreicht, die dem Widerstandswert des Widerstands R1 multipliziert mit dem Grenzstrom I_OCL entspricht, schaltet der Treiber 156 den Ausgangstransistor M1 unabhängig vom Pegel des Signals RST aus. Der Treiber 156 ist mit dem Anschluss GH sowie mit den Anschlüssen BOOT und SW verbunden und erhält durch Betätigung einer Bootstrap-Schaltung, die eingerichtet ist, den Kondensator C2 zu umfassen, eine Spannung, mit der er den Ausgangstransistor M1 einschalten kann.
Während der Niedrigpegel(Low-Pegel)-Dauer des Steuersignals CNT2 (d.h. der durch das Steuersignal CNT2 spezifizierten Löschungsdauer) hält der Treiber 156 das Gate-Potential des Ausgangstransistors M1 unabhängig von den Signalen SET und RST auf Low-Pegel und hält dadurch den Ausgangstransistor M1 im Aus-Zustand (d.h. er unterbricht die Schaltansteuerung des Ausgangstransistors M1). Infolgedessen wird das Schalten der Eingangsspannung V_IN ausgesetzt. Während der Low-Pegel-Dauer des Steuersignals CNT2 kann der Betrieb der Schaltsteuerung 150 ausgesetzt werden, sobald sich der Ausgangstransistor M1 im ausgeschalteten Zustand befindet.
In der Beleuchtungssteuereinrichtung 10 in 1 arbeiten die mit den Bezugszeichen „171“ bis „175“ gekennzeichneten Blöcke anhand der über den Anschluss IN_TM eingespeisten Eingangsspannung V_IN oder anhand einer aus der Eingangsspannung V_TN erzeugten internen Versorgungsspannung. Eine interne Stromversorgungsschaltung 171 erzeugt eine vorgegebene interne Versorgungsspannung (z.B. eine Spannung von 5 V in Bezug auf die Masse GND2) an der Klemme VREFA anhand der Eingangsspannung V_IN. Eine Unterspannungserkennungsschaltung 172 erkennt einen Unterspannungszustand, bei dem die Eingangsspannung V_IN zu niedrig ist. Eine Überhitzungserkennungsschaltung 173 führt einen Schutzbetrieb in Abhängigkeit von der Temperatur der Beleuchtungssteuereinrichtung 10 durch. Eine interne Stromversorgungsschaltung 174 erzeugt eine vorbestimmte interne Versorgungsspannung (z.B. eine Spannung von 3 V mit Bezug auf die Masse GND2) am Anschluss VREFB anhand der Eingangsspannung V_IN oder der Spannung am Anschluss VREFA. Eine Freigabeerkennungsschaltung 175 schaltet die Beleuchtungssteuereinrichtung 10 in Abhängigkeit von der Spannung am Anschluss EN (bezogen auf die Masse GND2) ein oder aus. Nur wenn die Spannung am Anschluss EN (bezüglich der Masse GND2) gleich oder höher als eine vorbestimmte Freigabespannung ist, befindet sich die Beleuchtungssteuereinrichtung 10 in einem freigegebenen Zustand, und die oben beschriebene Schaltansteuerung wird nur im freigegebenen Zustand durchgeführt. In der folgenden Beschreibung wird, sofern nicht anders angegeben, davon ausgegangen, dass sich die Beleuchtungssteuereinrichtung 10 im freigegebenen Zustand befindet.
6 zeigt schematisch die Beziehung zwischen dem Treiberstrom I_LED, der Ausgangsspannung V_OUT und dem Steuersignal CNT2 zusammen mit dem Betriebszustand des DC-DC-Wandlers, der eingerichtet ist, den Ausgangstransistor M1 zu umfassen. Während 6 zeigt, dass der Treiberstrom I_LED synchron mit einer Aufwärtsflanke im Steuersignal CNT2 ohne Verzögerung zu fließen beginnt, beginnt der Treiberstrom I_LED in Wirklichkeit mit einer Verzögerung zu fließen. 7 zeigt die in der Beleuchtungsvorrichtung 1 beobachteten Wellenformen unter Berücksichtigung der Verzögerung.
In 7 stellen die durch polygonale durchgezogene Linien gekennzeichneten Wellenformen 611, 612, 613, 615 und 616 den Treiberstrom I_LED, die Ausgangsspannung V_OUT, den Induktorstrom I_L, das Steuersignal CNT1 bzw. das Steuersignal CNT2 dar. In 7 ist mit dem Bezugszeichen „614“ der Betriebszustand des Gleichspannungswandlers gekennzeichnet, der eingerichtet ist, den Ausgangstransistor M1 zu umfassen.
Unmittelbar vor dem Zeitpunkt T_A1 sind die Steuersignale CNT1 und CNT2 auf niedrigem Pegel, der Ausgangstransistor M1 wird im AUS-Zustand gehalten (d.h. der Betrieb des DC-DC-Wandlers wird ausgeschaltet), und der Treiberstrom I_LED ist im Wesentlichen Null. Zum Zeitpunkt T_A1 wechselt das Steuersignal CNT1 von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel; zum Zeitpunkt T_A1 wechselt daher auch das Steuersignal CNT2 von einem niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel. Als Reaktion darauf, dass das Steuersignal CNT2 einen hohen Pegel annimmt, beginnt die Schaltsteuerung 150 mit der Schaltansteuerung des Ausgangstransistors M1 (d. h., der Betrieb des Gleichspannungswandlers wird eingeschaltet). Infolgedessen beginnt zum Zeitpunkt T_A1 die Ausgangsspannung V_OUT zu steigen.
Ist die Ausgangsspannung V_OUT bis zu einem bestimmten Punkt angestiegen ist, so beginnt der Treiberstrom I_LED anzusteigen; wenn zum Zeitpunkt T_A2 der Treiberstrom I_LED den Sollstrom I_TG erreicht, wirkt die Rückkopplungssteuerung in einer Richtung, um das Einschaltverhältnis des Ausgangstransistors M1 zu verringern. Durch diese Rückkopplungssteuerung wird, bis das Steuersignal CNT2 danach auf einen niedrigen Pegel wechselt (bis zum später erwähnten Zeitpunkt T_A4), der Treiberstrom I_LED um den Sollstrom I_TG und die Ausgangsspannung V_OUT um eine Spannung gehalten, die geeignet ist, I_LED = I_TG zu halten. Während des Anstiegs der Ausgangsspannung V_OUT zwischen den Zeitpunkten T_A1 und T_A2 bleibt der Induktorstrom I_L annähernd gleich dem Grenzstrom I_OCL (genauer gesagt, als pulsierender Strom mit der Frequenz f_SW); wenn die Rückkopplungssteuerung wirkt, die dazu neigt, das Einschaltverhältnis des Ausgangstransistors M1 zu verringern, wird der Induktionsstrom I_L unter der Rückkopplungssteuerung niedriger als der Grenzstrom I_OCL.
Nach dem Zeitpunkt T_A2, zum Zeitpunkt T_A3, wechselt das Steuersignal CNT1 von hohem Pegel auf niedrigen Pegel; zu diesem Zeitpunkt wird das Steuersignal CNT2 auf hohem Pegel gehalten. Nach dem Zeitpunkt T_A3, zum Zeitpunkt T_A4, wechselt das Steuersignal CNT2 von High-Pegel auf Low-Pegel. Als Reaktion auf den Wechsel des Steuersignals CNT2 auf einen niedrigen Pegel unterbricht die Schaltsteuerung 150 die Schaltansteuerung des Ausgangstransistors M1 (d. h. der Betrieb des Gleichspannungswandlers wird ausgeschaltet). Daher beginnen zum Zeitpunkt T_A4 die Ausgangsspannung V_OUT und der Treiberstrom I_LED zu sinken. Nach dem Zeitpunkt T_A4 fließt der Treiberstrom I_LED aufgrund der im Kondensator C1 gespeicherten elektrischen Ladung über einen längeren Zeitraum und nimmt dabei ab, bis er schließlich im Wesentlichen gleich Null wird. Nach der Zeit T_A4 fällt die Ausgangsspannung V_OUT auf ein Potential, das um eine Spannung Vf₂₀ höher als die Masse GND2 ist. Die Spannung Vf₂₀ ist die Durchlassspannung an der Beleuchtungseinheit 20 bei einem winzigen Strom (z. B. 1 µA), der durch sie fließt. Nach der Zeit T_A4 schalten die Steuersignale CNT1 und CNT2 zum Zeitpunkt T_A5 wieder auf High-Pegel. Der Betrieb während der Einheitsdauer, die mit dem Zeitpunkt T_A5 beginnt, ist derselbe wie der Betrieb während der Einheitsdauer, die mit dem Zeitpunkt T_A1 beginnt.
Wird das Steuersignal CNT2 nach der Zeit T_A4 ausreichend lange auf niedrigem Pegel gehalten, so wird die Ausgangsspannung V_OUT schließlich auf das Potenzial der Masse GND2 fallen. Hier wird jedoch davon ausgegangen, dass der Kondensator C1 eine ausreichende Kapazität hat, um zu verhindern, dass die Ausgangsspannung V_OUT unter die Spannung Vf₂₀ fällt.
Die Differenz zwischen der Ausgangsspannung V_OUT zwischen den Zeitpunkten T_A2 und T_A4 und der Spannung Vf₂₀ sei ΔV_OUT. Dann ist der Zeitabstand zwischen den Zeitpunkten T_A1 und T_A2 gegeben durch (C1 × ΔV_OUT) / (I_OCL × DUTY_OFF) . Dabei steht DUTY_OFF für das Ausschaltverhältnis des Ausgangstransistors M1 zwischen den Zeitpunkten T_A1 und T_A2 (der Anteil der Ausschaltdauer des Ausgangstransistors M1 an der Summe der Ein- und Ausschaltdauern des Ausgangstransistors M1).
Zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem Zeitpunkt T_A1, aber vor dem Zeitpunkt T_A2, erreicht der Treiberstrom I_LED während des Anstiegs einen vorbestimmten Beurteilungsstrom I_LED__SG. Die Zeit vom Zeitpunkt T_A1 bis zu diesem bestimmten Zeitpunkt wird als Verzögerungszeit t_D bezeichnet. Die Steuersignal-Korrekturvorrichtung 120 erzeugt das Steuersignal CNT2 so, dass der Zeitpunkt T_A4, bei dem das Steuersignal CNT2 von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel wechselt, um die Verzögerungszeit t_D gegenüber dem Zeitpunkt T_A3, bei dem das Steuersignal CNT1 von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel wechselt, verzögert ist. Das heißt, das Steuersignal CNT2 wird erzeugt, indem in jedem der mit der Frequenz f_PWM wiederkehrenden Zyklen das Steuersignal CNT1 in einer Richtung korrigiert wird, in der die Leuchtdauer um die Zeit (t_D) nach dem Beginn der Leuchtdauer (nach einer Aufwärtsflanke in den Steuersignalen CNT1 und CNT2) verlängert wird, bis der Treiberstrom I_LED den vorgegebenen Beurteilungsstrom I_LED__SG erreicht.
Auf diese Weise wird die Lichtemissionszeit der Beleuchtungseinheit 20 im Wesentlichen gleich der durch das Steuersignal CNT1 vorgegebenen Zeit (Länge der High-Pegel-Dauer des Steuersignals CNT1), und dies ermöglicht ein Dimmen, wie es durch das Dimmsignal DIM eingestellt ist.
8 zeigt ein Konfigurationsbeispiel des Steuersignalkorrektors 120. Der Steuersignalkorrektor 120 in 8 umfasst eine EXOR-Schaltung 121, die eine exklusive logische Disjunktionsschaltung mit zwei Eingängen ist; eine AND-Schaltung 122, die eine logische Konjunktionsschaltung mit zwei Eingängen ist; eine FF 123, die eine asynchrone Flip-Flop-Schaltung vom Typ Set/Reset ist; eine OR-Schaltung 124, die eine logische Disjunktionsschaltung mit zwei Eingängen ist; und einen Zähler 125, der ein Aufwärts-/Abwärtszähler ist.
Die EXOR-Schaltung 121 hat einen ersten Eingangsanschluss, einen zweiten Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss und gibt über den Ausgangsanschluss ein Signal Sig121 aus. Der erste und der zweite Eingangsanschluss der EXOR-Schaltung 121 werden mit dem Steuersignal CNT1 bzw. dem aktuellen Zustandssignal SG gespeist. Die EXOR-Schaltung 121 gibt ein Low-Pegel-Signal Sig121 aus, wenn das Steuersignal CNT1 und das aktuelle Zustandssignal SG beide auf High-Pegel sind oder wenn das Steuersignal CNT1 und das aktuelle Zustandssignal SG beide auf Low-Pegel sind. Die EXOR-Schaltung 121 gibt ein High-Pegel-Signal Sig121 aus, wenn von dem Steuersignal CNT1 und dem aktuellen Zustandssignal SG eines auf High-Pegel und das andere auf Low-Pegel liegt.
Die UND-Schaltung 122 hat einen ersten Eingangsanschluss, einen zweiten Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss und gibt über den Ausgangsanschluss ein Signal Sig122 aus. Der erste und der zweite Eingangsanschluss der UND-Schaltung 122 werden mit dem Signal Sig121 bzw. einem Taktsignal CLK gespeist. Das Taktsignal CLK ist ein Rechtecksignal, dessen Signalpegel zyklisch zwischen niedrigen und hohen Pegeln wechselt, und wird von einem in der Beleuchtungssteuereinrichtung 10 eingebauten Taktsignalgenerator (nicht dargestellt) erzeugt. Das Taktsignal CLK hat eine deutlich höhere Frequenz f_CLK als die Frequenz f_PWM der Steuersignale CNT1 und CNT2. Während die Frequenz f_PWM beispielsweise bei mehreren hundert Hertz liegt, beträgt die Frequenz f_CLK mehrere zehn bis mehrere hundert Kilohertz. Das im Oszillator 154 erzeugte Signal SET kann als Taktsignal CLK verwendet werden. Die UND-Schaltung 122 gibt nur dann ein High-Pegel-Signal Sig122 aus, wenn sowohl das Signal Sig121 als auch das Taktsignal CLK auf High-Pegel liegen, und hält ansonsten das Signal Sig121 auf Low-Pegel.
Der FF 123 hat einen Einstellanschluss, einen Rücksetzanschluss und einen invertierenden Ausgangsanschluss und gibt über den invertierenden Ausgangsanschluss ein Signal Sig123 aus. Der Einstellanschluss und der Rücksetzanschluss des FF 123 werden mit einem Signal Sig125 bzw. dem Steuersignal CNT1 gespeist. Der FF 123 hält den logischen Wert „1“, wenn das Signal Sig125 auf High-Pegel und zusätzlich das Steuersignal CNT1 auf Low-Pegel ist, und hält den logischen Wert „0“, wenn das Signal Sig125 auf Low-Pegel und zusätzlich das Steuersignal CNT1 auf High-Pegel ist. Der FF 123 ändert den von ihm gehaltenen logischen Wert nicht, wenn das Signal Sig125 auf Low-Pegel liegt und zusätzlich das Steuersignal CNT1 auf Low-Pegel liegt. Wenn er den logischen Wert „1“ hält, gibt der FF 123 ein Low-Pegel-Signal Sig123 aus, und wenn er den logischen Wert „0“ hält, gibt der FF 123 ein High-Pegel-Signal Sig123 aus. Bei der Konfiguration in 8 kommt es nicht vor, dass das Signal Sig125 und das Steuersignal CNT1 gleichzeitig auf High-Pegel liegen.
Die ODER-Schaltung 124 hat einen ersten Eingangsanschluss, einen zweiten Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss und gibt über den Ausgangsanschluss das Steuersignal CNT2 aus. Der erste und der zweite Eingangsanschluss der ODER-Schaltung 124 werden mit dem Steuersignal CNT1 bzw. dem Signal Sig123 gespeist. Die ODER-Schaltung 124 hält das Steuersignal CNT2 auf hohem Pegel, wenn mindestens eines der Steuersignale CNT1 oder Sig123 auf hohem Pegel ist, und hält das Steuersignal CNT2 nur dann auf niedrigem Pegel, wenn das Steuersignal CNT1 und das Signal Sig123 beide auf niedrigem Pegel sind.
Der Zähler 125 hat Eingangsanschlüsse 125a, 125b und 125c und einen Ausgangsanschluss 125d. Die Eingangsanschlüsse 125a, 125b und 125c werden mit dem Steuersignal CNT1, dem Signal Sig122 bzw. dem Signal Sig123 gespeist, und am Ausgangsanschluss 125d wird das Signal Sig125 ausgegeben.
Der Zähler 125 hat die Funktion, einen von ihm verwalteten Zählwert VAL_CNT aufwärts oder abwärts zu zählen. Der Zählwert VAL_CNT hat einen Anfangswert von Null.
Bei der High-Pegel-Dauer des Signals Sig123 führt der Zähler 125 eine Aufwärtszählung durch, wenn das Steuersignal CNT1 auf High-Pegel liegt, und eine Abwärtszählung, wenn das Steuersignal CNT1 auf Low-Pegel liegt. Der Zähler 125 erhöht bei der Aufwärtszählung den Zählwert VAL_CNT jedes Mal um eins, wenn eine Aufwärtsflanke im Signal Sig122 auftritt, und erniedrigt bei der Abwärtszählung den Zählwert VAL_CNT jedes Mal um eins, wenn eine Aufwärtsflanke im Signal Sig122 auftritt. Der Zähler 125 kann stattdessen bei der Aufwärtszählung den Zählwert VAL_CNT bei jeder Abwärtsflanke des Signals Sig122 um eins erhöhen und bei der Abwärtszählung den Zählwert VAL_CNT bei jeder Abwärtsflanke des Signals Sig122 um eins erniedrigen. Die untere Grenze des Zählwertes VAL_CNT ist Null, und es kommt nicht vor, dass der Zählwert VAL_CNT unter Null fällt.
Während der Low-Pegel-Dauer des Signals Sig123 führt der Zähler 125 weder eine Aufwärts- noch eine Abwärtszählung durch und hält den Zählwert VAL_CNT unverändert.
Außerdem hält der Zähler 125, wenn der Zählwert VAL_CNT gleich Null ist, das Signal Sig125 auf hohem Pegel und, wenn der Zählwert VAL_CNT nicht gleich Null ist (wenn also VAL_CNT > 0), das Signal Sig125 auf niedrigem Pegel.
9 ist ein Zeitdiagramm des Steuersignal-Korrektors 120. In 9 entspricht der Zeitraum zwischen den Zeitpunkten T_B1 und T_B2 der Hochpegeldauer (Beleuchtungsdauer) des Steuersignals CNT2 innerhalb einer Einheitsdauer. Die Zeitpunkte T_B1, T_B2 und T_B4 in 9 entsprechen den Zeitpunkten T_A1, T_A2 und T_A4 in 7. Der Zeitpunkt T_B2 in 9 entspricht dem Zeitpunkt, an dem die oben erwähnte Verzögerungszeit t_D nach dem Zeitpunkt T_B1 verstrichen ist. Es wird angenommen, dass unmittelbar vor dem Zeitpunkt T_B1 der Zählwert VAL_CNT gleich Null ist.
Zum Zeitpunkt T_B1 tritt im Steuersignal CNT1 eine Aufwärtsflanke auf. Unmittelbar vor dem Zeitpunkt T_B1 ist der Treiberstrom I_LED im Wesentlichen gleich Null, und daher ist das Stromzustandssignal SG unmittelbar vor und zum Zeitpunkt T_B1 auf niedrigem Pegel. Dementsprechend arbeitet die EXOR-Schaltung 121 derart, dass synchron mit der Aufwärtsflanke im Steuersignal CNT1 zum Zeitpunkt T_B1 eine Aufwärtsflanke im Signal Sig121 auftritt. Nachdem das Signal Sig121 zum Zeitpunkt T_B1 auf High-Pegel umgeschaltet hat, erscheint bis zum Umschalten des Signals Sig121 auf Low-Pegel ein mit dem Taktsignal CLK identisches Signal als das Signal Sig122. Andererseits arbeiten der FF 123 und die ODER-Schaltung 124 so, dass synchron mit einer steigenden Flanke im Steuersignal CNT1 zum Zeitpunkt T_B1 auch eine steigende Flanke im Signal Sig123 und im Steuersignal CNT2 auftritt. Zum Zeitpunkt T_B1 geht das Signal Sig123 auf High-Pegel, was die oben erwähnte Aufwärts- oder Abwärtszählung ermöglicht. Vom Zeitpunkt T_B1 bis zum Zeitpunkt T_B2 ist das Steuersignal CNT1 derart auf High-Pegel, dass aufwärts gezählt wird; nach Beginn der Aufwärtszählung, wenn VAL_CNT > 0 ist, tritt im Signal Sig125 eine Abwärtsflanke auf.
Als Reaktion darauf, dass das Steuersignal CNT2 zum Zeitpunkt T_B1 einen hohen Pegel annimmt, beginnt die Schaltsteuerung 150 mit dem Schaltansteuern des Ausgangstransistors M1 (d.h. der Betrieb des Gleichspannungswandlers wird eingeschaltet). Daher beginnt die Ausgangsspannung V_OUT zum Zeitpunkt T_B1 anzusteigen. Ist die Ausgangsspannung V_OUT bis zu einem bestimmten Punkt angestiegen, so beginnt der Treiberstrom I_LED anzusteigen; zum Zeitpunkt T_B2 erreicht der Treiberstrom I_LED den Beurteilungsstrom I_LED__SG, und somit tritt im Stromzustandssignal SG eine Aufwärtsflanke auf. Das Steuersignal CNT1 hat vom Zeitpunkt T_B1 bis zum Zeitpunkt T_B3 nach dem Zeitpunkt T_B2 einen hohen Pegel, so dass synchron mit der Aufwärtsflanke im Stromsignal SG zum Zeitpunkt T_B2 eine Abwärtsflanke im Signal Sig121 auftritt. Dies bewirkt einen Übergang in einen Zustand, in dem das Signal Sig122 auf Low-Pegel gehalten wird; somit wird das Inkrementieren des Zählwertes VAL_CNT durch Aufwärtszählen bis zum Zeitpunkt T_B2 ausgesetzt.
Danach, zum Zeitpunkt T_B3, tritt eine Abwärtsflanke im Steuersignal CNT1 auf. Nach dem Zeitpunkt T_B2 wird der Treiberstrom I_LED kontinuierlich derart höher gehalten als der Beurteilungsstrom I_LED__SG, dass zum Zeitpunkt T_B3 das Stromzustandssignal SG auf hohem Pegel ist. Dementsprechend tritt synchron mit der Abwärtsflanke im Steuersignal CNT1 zum Zeitpunkt T_B3 eine Aufwärtsflanke im Signal Sig121 auf. Dadurch wird der Zustand wiederhergestellt, in dem ein dem Taktsignal CLK äquivalentes Signal als Signal Sig122 erscheint. Da jedoch nach dem Zeitpunkt T_B3 das Steuersignal CNT1 einen niedrigen Pegel aufweist, wird ab dem Zeitpunkt T_B3 synchron mit dem Signal Sig122 abwärts gezählt.
Durch das Abwärtszählen, das zum Zeitpunkt T_B3 beginnt, wird der Zählwert VAL_CNT beginnend mit dem Zählwert VAL_CNT zum Zeitpunkt T_B3 dekrementiert, bis zum Zeitpunkt T_B4 der Zählwert VAL_CNT auf Null fällt. Dann erfolgt zum Zeitpunkt T_B4 eine Aufwärtsflanke im Signal Sig125. Synchron mit der Aufwärtsflanke im Signal Sig125 tritt eine Abwärtsflanke im Signal Sig123 auf, und da zu diesem Zeitpunkt das Steuersignal CNT1 auf Low-Pegel ist, tritt zum Zeitpunkt T_B4 eine Abwärtsflanke im Steuersignal CNT2 auf. Als Reaktion auf die Abwärtsflanke im Steuersignal CNT2 zum Zeitpunkt T_B4 wird die Schaltansteuerung des Ausgangstransistors M1 unterbrochen (d.h. der Betrieb des DC-DC-Wandlers wird ausgeschaltet). Nun nehmen die Ausgangsspannung V_OUT und der Treiberstrom I_LED ab, bis, wenn der Treiberstrom I_LED unter den Beurteilungsstrom I_LED__SG fällt, eine Abwärtsflanke im Stromzustandssignal SG auftritt und auch im Signal Sig121 eine Abwärtsflanke auftritt, was eine Rückkehr zu dem Zustand bewirkt, in dem das Signal Sig122 auf Low-Pegel gehalten wird.
Da die Frequenz f_CLK des Taktsignals CLK fest ist, ist die Zeit zwischen den Zeitpunkten T_B3 und T_B4 gleich der Zeit zwischen den Zeitpunkten T_B1 und T_B2 (d. h. die Verzögerungszeit t_D).
Wie oben beschrieben, bewirkt der Beginn des Schaltens der Eingangsspannung V_IN in jedem der mit der Frequenz f_PWM wiederkehrenden Zyklen einen Anstieg der Ausgangsspannung V_OUT; Erreicht der durch die Beleuchtungseinheit 20 fließende Treiberstrom I_LED den vorbestimmten Beurteilungsstrom I_LED__SG, so schaltet der Komparator 140 (Stromzustands-Signalgenerator) das Stromzustandssignal SG von einem ersten Zustand (hier: niedriger Pegel) in einen zweiten Zustand (hier: hoher Pegel) um, während die Ausgangsspannung V_OUT ansteigt. Innerhalb jedes der mit der Frequenz f_PWM wiederkehrenden Zyklen nach dem Beginn der Beleuchtungsdauer (ab dem Zeitpunkt T_B1) bis zum Umschalten des Stromzustandssignals SG vom ersten Zustand in den zweiten Zustand korrigiert der Steuersignalkorrektor 120 das Steuersignal CNT1 (Rohsteuersignal) in eine Richtung, in der die Beleuchtungsdauer um die Zeit (t_D) verlängert wird und erzeugt dadurch das Steuersignal CNT2 (korrigiertes Steuersignal).
Während hier der erste und der zweite Zustand des aktuellen Zustandssignals SG jeweils einem niedrigen und einem hohen Pegel entsprechen, kann die Entsprechung auch umgekehrt sein.
Genauer gesagt, führt der Steuersignalkorrektor 120 innerhalb jedes der Zyklen, die sich mit der Frequenz f_PWM wiederholen, einen ersten Messvorgang durch, um eine erste Zeit (die Zeit zwischen den Zeitpunkten T_B1 und T_B2) nach dem Beginn der Beleuchtungsdauer (ab dem Zeitpunkt T_B1) zu messen, bis ein Stromzustandssignal von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand übergeht; der Steuersignalkorrektor 120 führt dann einen zweiten Messvorgang durch, um die Zeitspanne nach dem Zeitpunkt (Zeitpunkt T_B3) des Übergangs von der Beleuchtungsdauer zur Löschungsdauer im Steuersignal CNT1 zu messen; und nach dem ersten Messvorgang, wenn die im zweiten Messvorgang gemessene Zeitspanne den ersten Zeitpunkt erreicht (d. h., zum Zeitpunkt T_B4), ändert der Steuersignalkorrektor 120 die durch das Steuersignal CNT2 spezifizierte Dauer von der Beleuchtungsdauer zur Löschungsdauer (schaltet hier das Steuersignal CNT2 von hohem Pegel auf niedrigen Pegel) .
Der oben beschriebene erste Messvorgang wird durch das Aufwärtszählen zwischen den Zeitpunkten T_B1 und T_B2 und der oben beschriebene zweite Messvorgang durch das Abwärtszählen zwischen den Zeitpunkten T_B3 und T_B4 erreicht.
In der Konfiguration in 8 arbeitet der Zähler 125 als Aufwärtszähler wie folgt. Innerhalb jedes der mit der Frequenz f_PWM wiederkehrenden Zyklen ändert der Zähler 125 nach dem Beginn der Beleuchtungsdauer (ab dem Zeitpunkt T_B1) bis zum Übergang des aktuellen Zustandssignals SG vom ersten Zustand (hier Low-Pegel) in den zweiten Zustand (hier High-Pegel) synchron mit einem vorbestimmten Taktsignal CLK den Zählwert VAL_CNT, beginnend bei einem vorbestimmten Anfangswert (hier Null), in einer ersten Richtung (hier in der Inkrementierrichtung). Danach ändert der Zähler 125 ab dem Zeitpunkt (Zeitpunkt T_B3) des Übergangs von der Beleuchtungsdauer zur Löschungsdauer im Steuersignal CNT1 bis zur Rückkehr des Zählwerts VAL_CNT auf den Anfangswert, synchron mit dem Taktsignal CLK, den Zählwert VAL_CNT in einer zweiten Richtung (hier in der dekrementierenden Richtung) entgegengesetzt zur ersten Richtung. Die Änderung des Zählwerts VAL_CNT in der ersten Richtung bewirkt den ersten Messvorgang, die Änderung des Zählwerts VAL_CNT in der zweiten Richtung bewirkt den zweiten Messvorgang. Kehrt der Zählwert VAL_CNT im zweiten Messvorgang zum Anfangswert zurück, so ändert der Steuersignalkorrektor 120 die durch das Steuersignal CNT2 vorgegebene Dauer von der Beleuchtungsdauer in die Löschungsdauer (hier wird das Steuersignal CNT2 von hohem Pegel auf niedrigen Pegel umgeschaltet).
In einem Fall, in dem der erste Messvorgang durch Aufwärtszählen erreicht wird, entspricht die erste Richtung der Inkrementierrichtung, und in einem Fall, in dem der zweite Messvorgang durch Abwärtszählen erreicht wird, entspricht die zweite Richtung der Dekrementierrichtung. Stattdessen kann der erste Messvorgang durch Abwärtszählen und der zweite Messvorgang durch Aufwärtszählen erfolgen, wobei in diesem Fall die erste Richtung der Dekrementierrichtung und die zweite Richtung der Inkrementierrichtung entspricht.
Während in dieser Ausführungsform die Low-Pegel-Dauer der Steuersignale CNT1 und CNT2 der Löschungsdauer und die High-Pegel-Dauer der Steuersignale CNT1 und CNT2 der Beleuchtungsdauer zugeordnet ist, ist eine umgekehrte Modifikation möglich, bei der die High-Pegel-Dauer der Steuersignale CNT1 und CNT2 der Löschungsdauer und die Low-Pegel-Dauer der Steuersignale CNT1 und CNT2 der Beleuchtungsdauer zugeordnet ist.
<< Zweite Ausführungsform >>
Es wird nun eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben. Die zweite Ausführungsform befasst sich mit angewandten Technologien, die bei der ersten Ausführungsform einsetzbar sind, mit modifizierten Technologien, die von der ersten Ausführungsform abgeleitet sind, und dergleichen.
In dem Konfigurationsbeispiel in 1 verwendet der Gleichspannungswandler, der die Ausgangsspannung V_OUT aus der Eingangsspannung V_IN erzeugt, eine Diodengleichrichtung; stattdessen kann der Gleichspannungswandler eine synchrone Gleichrichtung verwenden. In einer Konfiguration, die synchrone Gleichrichtung verwendet, kann die Beleuchtungsvorrichtung 1 als Gleichrichterelement einen Synchrongleichrichtungstransistor (nicht dargestellt) anstelle der Diode D1 enthalten. In diesem Fall kann der Synchrongleichrichtungstransistor als n-Kanal-MOSFET konfiguriert werden, dessen Drain und Source mit dem Knoten ND_sw bzw. der Masse GND2 verbunden sind, und der Treiber 156 kann das Gate-Potential des Synchrongleichrichtungs-transistors steuern, um ihn ein- und auszuschalten. Insbesondere kann der Treiber 156 während der Hochpegeldauer des Steuersignals CNT2 den Synchrongleichrichtungstransistor ausgeschaltet halten, wenn der Ausgangstransistor M1 eingeschaltet ist, und den Synchrongleichrichtungstransistor eingeschaltet halten, wenn der Ausgangstransistor M1 ausgeschaltet ist.
Im Konfigurationsbeispiel in 1 können einige der Komponenten, die außerhalb der Beleuchtungs-steuereinrichtung 10 vorgesehen sind, in die Beleuchtungssteuereinrichtung 10 eingebaut werden. Zum Beispiel können der Widerstand R1, der Ausgangstransistor M1 und die Diode D1 in 1 in die Beleuchtungssteuereinrichtung 10 eingebaut werden. In diesem Fall sind die Anschlüsse CSH, CSL und GH interne Anschlüsse der Beleuchtungssteuereinrichtung 10. In einer Konfiguration mit Synchrongleichrichtung können der Widerstand R1, der Ausgangstransistor M1 und der Synchrongleichrichtungstransistor in die Beleuchtungs-steuereinrichtung 10 eingebaut werden.
10 zeigt die Konfiguration eines Beleuchtungssystems SYS, das die Beleuchtungsvorrichtung 1 enthält. Das Beleuchtungssystem SYS umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 1, eine Spannungsquelle 2, eine Systemsteuerung 3 und einen Schalter 4. Die Spannungsquelle 2 hat einen negativen Anschluss und einen positiven Anschluss. Der negative Anschluss der Spannungsquelle 2 ist mit der Masse GND1 verbunden, und die Spannungsquelle 2 gibt über den positiven Anschluss bezogen auf das Potential der Masse GND1 eine positive Gleichspannung V_S ab. Zwischen dem positiven Anschluss der Spannungsquelle 2 und dem Eingangsanschluss IN der Beleuchtungsvorrichtung 1 ist der Schalter 4 derart in Reihe geschaltet, dass nur bei eingeschaltetem Schalter 4 die Ausgangsspannung V_S der Spannungsquelle 2 als Eingangsspannung V_IN dem Eingangsanschluss IN zugeführt wird. Ist der Schalter 4 ausgeschaltet, so ist das Potenzial an dem Eingangsanschluss IN gleich dem Massepotenzial GND1 (ein transienter Zustand wird ignoriert). Die Systemsteuerung 3 steuert den Schalter 4, um ihn ein- und auszuschalten. Im Beleuchtungssystem SYS leuchtet die Beleuchtungseinheit 20 PWM-gesteuert nur, wenn der Schalter 4 eingeschaltet ist.
Wie in 11 dargestellt, kann das Beleuchtungssystem SYS an einem Fahrzeug CR montiert werden. Das Fahrzeug CR ist z. B. jedes Auto, das auf einer Straße fahren kann. Während in 11 von einem vierrädrigen Automobil als Fahrzeug CR ausgegangen wird, kann es sich bei dem Fahrzeug CR um ein beliebiges Fahrzeug wie z.B. ein Motorrad handeln. Das Fahrzeug CR umfasst eine Karosserie BDY, die aus Metall oder dergleichen besteht, und das Beleuchtungssystem SYS, das in der Karosserie BDY installiert ist. Die Spannungsquelle 2 im Beleuchtungssystem SYS kann eine im Fahrzeug CR vorgesehene Batterie sein oder eine Stromversorgungsschaltung, die die Gleichspannung Vs erzeugt, indem sie eine DC-DC-Wandlung an der Ausgangsspannung der Batterie vornimmt. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 kann als beliebiges Beleuchtungsgerät am Fahrzeug CR (d. h. als fahrzeugmontiertes Beleuchtungsgerät) verwendet werden, und das mit der Beleuchtungsvorrichtung 1 implementierte Beleuchtungsgerät ist an einer vorbestimmten Stelle in der Karosserie BDY vorgesehen. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 kann zum Beispiel als Scheinwerfer des Fahrzeugs CR verwendet werden. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 kann als jede andere Beleuchtungsvorrichtung als ein Scheinwerfer (wie z. B. eine Rückleuchte, Bremsleuchte, Nebelscheinwerfer, Fahrtrichtungsanzeiger oder dergleichen) am Fahrzeug CR verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann auch für andere Verwendungszwecke als die Verwendung in Fahrzeugen eingesetzt werden. Das heißt, die Beleuchtungsvorrichtung 1 oder das Beleuchtungssystem SYS kann in jede andere Ausrüstung als Fahrzeuge eingebaut werden.
Die durchschnittliche Leuchtdichte der PWMgesteuerten Beleuchtungseinheit 20 wird anhand des Dimmsignals DIM eingestellt. Während im Konfigurationsbeispiel in 1 das Dimmsignal DIM eine feste analoge Spannung ist, kann das Dimmsignal DIM stattdessen eine variable analoge Spannung sein, die von einer Schaltung (z.B. der Systemsteuerung 3 in 10) außerhalb der Beleuchtungssteuereinrichtung 10 zugeführt wird. Oder in einer Konfiguration, in der eine Kommunikation über eine serielle Peripherieschnittstelle oder dergleichen zwischen der Beleuchtungssteuereinrichtung 10 und einer außerhalb der Beleuchtungssteuereinrichtung 10 vorgesehenen Schaltung (z. B. der Systemsteuerung 3 in 10) möglich ist, kann das Dimmsignal DIM entsprechend einem digitalen Signal eingestellt werden, das von der außerhalb vorgesehenen Schaltung übermittelt wird.
Bei den lichtemittierenden Elementen der Beleuchtungseinheit 20 kann es sich um beliebige andere lichtemittierende Elemente als Leuchtdioden handeln, z. B. um lichtemittierende Elemente mit organischer Elektrolumineszenz.
Für jedes Signal oder jede Spannung kann das Verhältnis zwischen den hohen und den niedrigen Pegeln umgekehrt werden, sofern dies ohne Abweichung von dem oben Beschriebenen möglich ist.
Jeder der oben genannten Transistoren kann von beliebigem Typ sein. Beispielsweise kann jeder der oben als MOSFET bezeichneten Transistoren durch einen Sperrschicht-FET, einen IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor) oder einen Bipolartransistor ersetzt werden.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen können in vielerlei Hinsicht modifiziert werden, ohne dass der Schutzumfang der in den beigefügten Ansprüchen definierten technischen Konzepte verlassen würde. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich Beispiele dafür, wie die vorliegende Erfindung umgesetzt werden kann, und was mit einem der Begriffe gemeint ist, die zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung und ihrer Bestandteile verwendet werden, ist nicht auf das beschränkt, was oben im Zusammenhang mit den Ausführungsformen ausdrücklich erwähnt wird. Die spezifischen Werte, die in der obigen Beschreibung erwähnt werden, sind lediglich beschreibend und können selbstverständlich auf andere Werte geändert werden.
Bezugszeichenliste

1: Beleuchtungsvorrichtung
10: Beleuchtungssteuereinrichtung
20: Beleuchtungseinheit
110: Steuersignalgenerator (Steuersignalgeber)
120: Steuersignalkorrektor (Steuersignalumformer)
130: Verstärker (Stromsensor der Beleuchtungseinheit)
140: Komparator (Generator für Stromsignale)
150: Schaltsteuerung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019103289 A [0006]

Claims

Beleuchtungssteuereinrichtung, die durch Schalten einer Eingangsspannung eine Ausgangsspannung erzeugt und die einen auf der Ausgangsspannung basierenden Treiberstrom an eine Beleuchtungseinheit liefert, um die Beleuchtungseinheit zu beleuchten, umfassend: einen Steuersignalgenerator, der eingerichtet ist, als Rohsteuersignal ein Steuersignal zu erzeugen, das abwechselnd eine Beleuchtungsdauer, in der die Beleuchtungseinheit eingeschaltet bleibt, und eine Löschungsdauer, in dem die Beleuchtungseinheit ausgeschaltet bleibt, festlegt; einen Stromsensor für die Beleuchtungseinheit, der eingerichtet ist, einen durch die Beleuchtungseinheit fließenden Strom zu erfassen; einen Steuersignalkorrektor, der eingerichtet ist, ein korrigiertes Steuersignal zu erzeugen, indem er anhand eines aktuellen Zustandssignals, das auf einem Ergebnis des Erfassens durch den Stromsensor der Beleuchtungseinheit basiert, das Rohsteuersignal in einer Richtung zu korrigieren, in der die Beleuchtungsdauer verlängert wird; und eine Schaltsteuerung, die eingerichtet ist, das Schalten der Eingangsspannung während der durch das korrigierte Steuersignal vorgegebenen Beleuchtungsdauer durchzuführen und das Schalten der Eingangsspannung während der durch das korrigierte Steuersignal festgelegten Löschungsdauer auszusetzen.
Beleuchtungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei in dem Rohsteuersignal und dem korrigierten Steuersignal die Beleuchtungsdauer und die Löschungsdauer jeweils abwechselnd in einem vorbestimmten Zyklus angegeben werden, und in jedem Zyklus die Beleuchtungsdauer im korrigierten Steuersignal im Vergleich zur Beleuchtungsdauer im Rohsteuersignal durch die Korrektur durch den Steuersignalkorrektor verlängert wird.
Beleuchtungssteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Steuersignalkorrektor eingerichtet ist, das korrigierte Steuersignal zu erzeugen, indem er, während er eine Startzeit der Beleuchtungsdauer vor und nach der Korrektur gleich hält, das Rohsteuersignal in der Richtung korrigiert, in der die Beleuchtungsdauer um eine Zeit verlängert wird, die nach einem Start der Beleuchtungsdauer erforderlich ist, damit der durch die Beleuchtungseinheit fließende Strom einen vorbestimmten Beurteilungsstrom erreicht.
Beleuchtungssteuereinrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend einen Stromzustands-Signalgenerator, der eingerichtet ist, das Stromzustandssignal zu erzeugen, wobei der Stromzustands-Signalgenerator eingerichtet ist, dass nach einem Beginn des Schaltens der Eingangsspannung, wenn die Ausgangsspannung angestiegen ist, bis der durch die Beleuchtungseinheit fließende Strom den Beurteilungsstrom erreicht, der Stromzustands-Signalgenerator das Stromzustandssignal von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand zu schalten, und der Steuersignalkorrektor eingerichtet ist, das Rohsteuersignal in der Richtung zu korrigieren, in der die Beleuchtungsdauer um die Zeit nach dem Beginn der Beleuchtungsdauer verlängert wird, bis das aktuelle Zustandssignal von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand übergeht.
Beleuchtungssteuereinrichtung nach Anspruch 4, wobei der Steuersignalkorrektor eingerichtet ist, einen ersten Messvorgang durchführen, um eine erste Zeit nach dem Beginn der Beleuchtungsdauer zu messen, bis das aktuelle Zustandssignal von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand übergeht, einen zweiten Messvorgang zum Messen einer Zeitspanne nach dem Zeitpunkt des Übergangs von der Beleuchtungsdauer zur Löschungsdauer in dem Rohsteuersignal durchzuführen, und eine durch das aktuelle Zustandssignal spezifizierten Dauer von der Beleuchtungsdauer auf die Löschungsdauer umzuschalten, wenn nach dem ersten Messvorgang der Zeitablauf im zweiten Messvorgang die erste Zeit erreicht.
Beleuchtungssteuereinrichtung nach Anspruch 5, wobei der Steuersignalkorrektor einen Aufwärts-/Abwärtszähler umfasst und eingerichtet ist, die ersten und zweiten Messvorgänge unter Verwendung des Aufwärts-/Abwärtszählers durchzuführen.
Beleuchtungssteuereinrichtung nach Anspruch 6, wobei der Aufwärts-/Abwärtszähler eingerichtet ist, dass nach dem Beginn der Beleuchtungsdauer, bis das aktuelle Zustandssignal von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand übergeht, synchron mit einem vorbestimmten Taktsignal, der Aufwärts-/Abwärtszähler einen Zählwert, beginnend bei einem vorbestimmten Anfangswert, in eine erste Richtung ändert und dann, nach dem Zeitpunkt des Übergangs von der Beleuchtungsdauer zur Löschungsdauer im Rohsteuersignal bis zur Rückkehr des Zählwerts auf den Anfangswert der Auf-/Abwärtszähler synchron mit dem Taktsignal den Zählwert in einer zweiten Richtung ändert, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, der erste Messvorgang dadurch erreicht ist, dass der Zählwert in der ersten Richtung geändert wird, und der zweite Messvorgang dadurch erreicht ist, dass der Zählwert in der zweiten Richtung geändert wird, und der Steuersignalkorrektor eingerichtet ist, die durch das korrigierte Steuersignal spezifizierte Dauer von der Beleuchtungsdauer auf die Löschungsdauer umzuschalten, wenn der Zählwert im zweiten Messvorgang auf den Anfangswert zurückgekehrt ist.
Beleuchtungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Beleuchtungseinheit ein oder mehrere lichtemittierende Elemente umfasst, die Licht aussenden, wenn sie mit Strom versorgt werden.
Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: die Beleuchtungssteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8; und eine Beleuchtungseinheit, die eingerichtet ist, unter Steuerung der Beleuchtungssteuereinrichtung mit einem Treiberstrom versorgt zu werden.
Fahrzeug, aufweisend: die Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9 als fahrzeugmontiertes Beleuchtungsgerät; eine Spannungsquelle, die eingerichtet ist, die Beleuchtungsvorrichtung mit einer Eingangsspannung zu versorgen; und ein Gehäuse, in das die Beleuchtungsvorrichtung eingebaut ist.