CN107667570A - 车辆的照明装置 - Google Patents

Abstract

车辆的照明装置，其有至少一个LED分支（Z1、Z2），LED分支有至少一个LED（D_L11…D_L1n），以及照明装置有受调节的LED电流供应装置（1）和操控装置（3），操控装置为LED提供调光信号（s_DA1、s_DA2；s_DD1、s_DD2），其中电子开关（T_S1、T_S2）被分配给至少一个LED分支（Z1、Z2），PWM调光信号（s_DD1、s_DD2）被输送给电子开关，且至少一个LED分支由受调节的分路电流电路（N1、N2）跨接，用于分接分电流（I_N1、I_N2），分路电流电路有电流调节器，电流调节器有模拟调节器（2₁、T_N1、2₂、T_N2），模拟的调光信号（s_DA1、s_DA2）被输送给模拟调节器。

Description

车辆的照明装置

技术领域

本发明涉及车辆的照明装置，所述照明装置具有至少一个LED分支，所述LED分支具有至少一个LED，以及所述照明装置具有受调节的LED电流供应装置和操控装置，所述操控装置为LED提供调光信号。

背景技术

通过使用LED作为用于车辆前灯和在车辆上的其他照明装置（诸如闪光信号灯）的光源，对于设计者来说在设计各个光功能时的新的可能性已经能够得以实现。除了实际上的功能以外，总是将越来越多的注意力放到设计上。一个重要的细节是在切换两个或更多的光功能之间的光学过渡。光功能的“硬”接通或关断是尽可能不期望的。替代于此，经由斜坡（Rampe）的接通以及关断过程得以连续地实现。在此出现的问题是：接通阶段的开始或关断阶段的终止，因为在所述时间，LED和借此所发射的光以非常小的步骤（Schritt）被调光成接近为零。

通常这通过对光功能的从100%到0%的或从0%到100%的PWM调光来进行。然而，特别在PWM值小于10%的情况下，在这里常常出现光功能的可见的闪光。为了避免这样的、在实际运行中不可容忍的闪光，因此要作出特殊的预防措施。可能的措施在于，通过电流供应装置本身来进行对电流值的模拟减小。不可以将PWM值（占空比）设置为低于既定的极限值，例如10%并且因此使得没有可见的闪光出现。在这种情况下强制性地需要: 电流供应装置进行对每个单独的LED电流的模拟调节，然而这意味着：对于每个LED或每个LED分支来说需要自己的电流供应装置，这可能与高耗费相关联。

发明内容

本发明的任务在于：提供照明装置，在所述照明装置的情况下能够实现灵活地并且没有高耗费地对各个光功能进行无闪光式的调光。

所述任务利用开篇所说明的类型的照明装置得以解决，在所述照明装置情况下按照本发明将电子开关分配给至少一个LED分支，PWM调光信号被输送给所述电子开关，并且所述至少一个LED分支由受调节的分路电流电路来跨接，用于分接分电流，所述受调节的分路电流电路具有电流调节器，所述电流调节器具有模拟调节器，模拟的调光信号被输送给所述模拟调节器。

由于本发明可以应用唯一的受调节的电流供应装置并且也可以使多个以串联和/或并联的方式接通的LED分支或LED串（Strang）利用能个别调整的电流来被运行。尤其是，本发明能够实现：在没有光图像的可见闪光的情况下的、从0%至100%的无级调光。

如果电子开关以与至少一个LED分支串联的方式被布置，则得到特别无损的操控。

在另一种经济的构造方案情况下可以规定：至少两个LED分支以串联的方式被接通。

另一方面，在特定的情况下也可能适宜的是：使至少两个LED分支以并联的方式接通。在这种情况下推荐的是：将受调节的LED电流供应装置构造为恒电压源。

在有利的并且要简单地构建的变型情况下有意义的可以是：模拟调节器具有运算放大器和由所述运算放大器所操控的晶体管。

此外值得推荐的是：作为调节参量将与通过至少一个分路电流电路的电流成比例的信号输送给模拟调节器。

在其他的适宜的构造方案情况下可以提出的是，在分路电流电路中布置由所分接的电流所流过的电阻器。

在特定情况下绝对适宜的可以是：将电子开关以与至少一个LED分支并联的方式接通。

附图说明

本发明连同其他优点在下文中根据示例性的实施方案进一步予以阐述，所述实施方案在附图中被阐明。其中：

图1示出在第一种实施方式中对于按照本发明的照明装置的简化示出的电路布置；

图2 示出用于按照本发明的照明装置的第二种示例性的电路布置；和

图3 示出用于按照本发明的照明装置的第三种示例性的电路布置。

具体实施方式

在图1中示出受调节的电流供应装置1，所述电流供应装置在当前情况下被构造为升压转换器，在所述升压转换器中用符号来描绘电感L、开关晶体管T_S、二极管D和电容器C。所述升压转换器或电流供应装置1在输入电压U_E上、例如汽车电池组的那个输入电压上被运行并且在当前情况下提供恒定的输出电流I_G，其中在电流供应装置的输出端上施加电压U_A。利用所述输出电流I_G来供应LED分支Z，所述LED分支具有一个或多个LED D_L1…D_Ln并且在其分支中另外接通电子开关T_S，一般为开关晶体管。

为了分接分电流I_N，受调节的分路电流电路N与LED分支Z处于并联，所述受调节的分路电流电路在这里由晶体管T_N和与所述晶体管串联的电阻器R组成，其中晶体管T_N由运算放大器2操控。运算放大器2在输入端处获得在电阻器R上出现的电压降作为调节信号，并且在其另一输入端处获得模拟的调光信号s_DA，由操控装置3提供所述调光信号，其中所述电压降与电流I_N成比例。所述操控装置也在电子开关上、也即在晶体管T_S上提供数字的调光信号s_DD。操控装置3可以在必要时也为电流供应装置1的控制来提供控制信号s₁。

看出的是：因此对于LED D_L1…D_Ln的调光提供两种可能性，即一方面经由电子开关T_S，并且另一方面经由在分路电流电路中的电流调节器（即晶体管T_N）来操控，其中所述电子开关由数字的调光信号s_DD（一般为PWM信号），所述晶体管经由运算放大器2来操控和调节并且可以从总电流I_G分接分电流I_N。

操控装置3（也可以将外部的调光信号s_T输送给所述操控装置）此时这样工作：所述操控装置在更高的调光值的情况下并且相应地在PWM的大的占空比的情况下独自对于调光来说是决定性的，例如100%和10%之间的占空比（Duty Cycle）。在这种运行状态下，晶体管T_N并不传导并且没有分路电流I_N流过，使得电流I_D与总I_G相应。

然而，如果应该被调光下降到所述值之下，则操控装置可能经由PWM一般来说导致光印象的对于眼睛来说不舒服的闪光。按照本发明，在此时分路电流电路承担调节或调光任务，在所述分路电流电路中，其分接分电流或分路电流I_N，使得以这种方式自特定的值以上起、例如自所期望的调光值的10%至0%以上起，发生模拟的调光。也即，自特定值以上起，PWM的占空比并不进一步被降低并且所分接的电流I_N在晶体管T_N中被转化成热量。因为所述电能到热量的转化在已经强烈下降的调光电平（Dimmpegel）的情况下才发生，其并不起决定作用。

图2示出与按照图1的电路类似的电路，其中对于相同的组件使用相同的附图标记，然而所述电路被扩展成两个能调光的、以串联的方式接通的LED分支Z1和Z2。又由电流供应装置1来给所述分支供应总电流I_G，所述总电流通过具有LED D_L11…D_L1n的第一分支Z1和具有LED D_L21…D_L2n的与其处于串联的第二分支Z2流动。

分路电流电路N1与第一分支Z1处于并联，所述分路电流电路由晶体管T_N1构成，所述晶体管与传感电阻器R₁处于串联。由运算放大器2₁来操控晶体管T1，所述运算放大器在其第一输入端处获得数字的调光信号s_DA1。差分放大器4的输出信号被输送给运算放大器2₁的第二输入端，所述运算放大器的两个输入端与电阻器R₁连接，使得与所分接的电流I_N1相应的电压被输送给运算放大器。由电子开关T_S1（一般为开关晶体管）来跨接由处于串联的LEDD_L11…D_L1n所组成的LED分支Z₁，所述开关晶体管获得数字的调光信号S_DD1。在这里应说明：每个LED分支在最简单的情况下也仅仅可以包含唯一的LED。

对于由以串联的方式所接通的LED D_L21…D_L2n所组成的第二LED分支Z2来说，鉴于其用于调光的接线方面原则上适用与对于第一分支Z1相同的内容。分路电流电路N2又包含晶体管T_N2，所述晶体管与传感电阻器R2处于串联，而在这里不需要像是用于分路电流电路N₁的那样的差分放大器，因为传感电阻器R₂利用连接来接地，使得与分路电流I_N2相应的信号直接从R₂被引导到运算放大器2₂的第二输入端，所述运算放大器操控晶体管T_N2。在运算放大器2₂的第一输入端处，模拟的调光信号s_DA2在操控装置3方面被提供。在这里，操控装置也可以为两个LED分支Z1和Z2提供外部的调光信号s_D1和s_D2并且也可以将控制信号s₁提供给电流供应装置1。

根据图2的构型与根据图1的构型的区别在于：利用PWM信号所操控的晶体管T_S1和T_S2在这里并不与LED分支处于串联，而是与每个LED分支Z1、Z2并联。因为给所述两个分支供给恒定的电流，根据占空比而定地，电流的一部分通过以并联的方式所接通的晶体管T_S1或T_S2流动，然而一般这样选择晶体管，使得所述晶体管具有非常低的体电阻（Bahnwiderstand），使得以这种方式并不产生明显的附加的损耗。在这里也利用PWM信号优选地在100%至大概10%的范围内进行调光，在每种情况下被调节为以下范围，所述范围并不引起在观察者上的不舒服的印象的意义上的LED的闪光。当然，占空比的所提到的下限值也可以不同于10%，例如也可以是15%或20%。自所述待确定的的极限值起，在两个分支中模拟地调光，其中所述功能与如下功能精确地对应，所述功能已经与图1相关联地被描述。按照图2的这种构造方案的优点也在于，在两个或更多的LED分支应该以彼此无关的方式被调光的情况下，利用唯一的电流供应装置也可以达到足够，其中所述电流供应装置在这里提供恒定的电流I_G。

图3示出本发明的另一实施方式，所述实施方式关于两个LED分支Z1和Z2的存在来说与按照图2的实施方式的模拟的分路分支N1和N2相应，其中对于相同的或可比的组件再次使用了相同的附图标记。

然而看出：在按照图3的实施方案的情况下，两个LED分支Z1和Z2与LED D_L11…D_L1n和D_L21…D_L2n以并联的方式被接通到具有输出电压U_A的恒电压源5。在每个分支Z1或Z2中，以与LED串联的方式来布置电子开关T_Z1或T_Z2并且同样地布置传感电阻器R_Z1或R_Z2。利用数字的调光信号s_DD1或s_DD2来操控电子开关T_Z1、T_Z2其中的每个，其中所述信号优选地是PWM信号并且来自操控装置3，也可以额外地给所述操控装置输送调光信号S_D1和S_D2。同样地，操控装置3也可以将控制信号s₁提供给恒电压源5，所述恒电压源在这里用作受调节的LED电流供应装置。

与按照图2的实施方案可比地，在这里每个LED分支Z1或Z2也由受调节的分路电流电路N1或N2跨接，其中所述分路电流电路分别具有各一个由运算放大器21、22所操控的晶体管T_N1、T_N2。每个运算放大器2₁和2₂在操控装置3方面获得模拟的调光信号s_DA1或s_DA2以及从差分放大器61或62获得调节信号，在传感电阻器R_Z1或R_Z2处的电压降被输送给所述差分放大器的输入端。这种电压降与通过两个LED分支Z1和Z2的LED的电流I_D1或I_D2相应。

应该清楚的是：一方面，两个以上的LED分支Z1、Z2可以以所示出的方式处于相互并联并且另一方面，只要恒电压源5的输出电压U_A相应地被测量，在每个LED分支中就可以存在一个、两个或更多的LED。

在这种实施方式情况下，在自既定的调光电平（其例如为10%并且处于“闪光极限（Flackergrenze）”）起进行调光的情况下，也从经由串联晶体管T_Z1和T_Z2进行的数字的、PWM调光过渡到经由分路分支（Nebenzweig）N1和N2进行的模拟的调光如果对于LED供给来说不需要过于高的功率，那么按照图3的所示出的实施方案就可以有利地被应用，其中要注意的是，在PWM模式下，模拟的分路分支必须非常快速地反应，以便通过LED来避免电流峰值。在此，模拟调节器可以一并被包括到经由操控装置3所进行的PWM调节中并且在PWMOff阶段期间被保持在采样和保持的状态（Sample-and-Hold-Status）中。

Claims (9)

1.一种车辆的照明装置，所述照明装置具有至少一个LED分支（Z；Z1、Z2），所述LED分支具有至少一个LED（DL₁…D_Ln；D_L11…D_L1n、D_L21…D_L2n），以及所述照明装置具有受调节的LED电流供应装置（1、5）和操控装置（3），所述操控装置为LED提供调光信号（s_DA、s_DD；s_DA1、s_DA2；s_DD1、s_DD2），

其特征在于，

电子开关（T_S；T_S1、T_S；T_S1、T_S2）被分配给所述至少一个LED分支（Z；Z1、Z2），PWM调光信号（s_DD；s_DD1、s_DD2）被输送给所述电子开关，并且所述至少一个LED分支由受调节的分路电流电路（N；N1、N2）来跨接，用于分接分电流（I_N、I_N1、I_N2），所述分路电流电路具有电流调节器，所述电流调节器具有模拟调节器（2、T_N；2₁、T_N1、2₂、T_N2），模拟的调光信号（s_DA、；s_DA1、s_DA2）被输送给所述模拟调节器。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述电子开关（T_S；T_Z1、T_Z2）以与所述至少一个LED分支（Z；Z1、Z2）串联的方式被布置。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述至少一个LED分支（Z；Z1、Z2）串联的方式被接通。

4.根据权利要求1至3之一所述的照明装置，其特征在于，至少两个LED分支（Z；Z1、Z2）以并联的方式被接通。

5.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，所述受调节的LED电流供应装置（5）被构造为恒电压源。

6.根据权利要求1至5之一所述的照明装置，其特征在于，所述模拟调节器具有运算放大器（2；2₁、2₂）和由所述运算放大器所操控的晶体管（T_N；T_N1、T_N2）。

7.根据权利要求1至6之一所述的照明装置，其特征在于，作为调节参量将与通过所述至少一个分路电流电路（N；N1、N2）的电流（I_N）成比例的信号输送给所述模拟调节器。

8.根据权利要求1至7之一所述的照明装置，其特征在于，在所述分路电流电路（N；N1、N2）中布置由所分接的电流（I_N）所流过的电阻器（R；R1、R2）。

9.根据权利要求1至8之一所述的照明装置，其特征在于，所述电子开关（T_S1、T_S2）以与所述至少一个LED分支（Z；Z1、Z2）并联的方式被接通。