CN107743723B - 用于车辆的照明装置的led灯光模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆的发光装置的LED灯光模块（M），所述LED灯光模块具有包含至少一个LED（LED1…LEDn）的至少一个LED支路，其中用于标识色区等级的器件（R_R）被布置在所述模块处，并且所述模块被设立用于以总电流（I_G）运行，用于将分流（I_B）分路的模拟调节器（3，T2）与引导所述总电流（I_G）的分流（I_D）的LED支路（Z）并联，其中信号（U_S）作为基量被输送给所述模拟调节器，所述信号（U_S）对应于所述总电流（I_G），并且信号（U_R）作为调节量被输送给所述模拟调节器，所述信号（U_R）与所述分流（I_B，I_D）之一成比例，并且由用于标识色区等级的器件（R_R）提供。

Description

用于车辆的照明装置的LED灯光模块

技术领域

本发明涉及用于车辆的照明装置的LED灯光模块，所述模块具有至少一个LED支路（LED-Zweig），所述LED支路具有至少一个LED，其中用于标识色区等级（色区-Klasse）的至少一个器件被布置在模块处，并且模块是针对以总电流运行而设立的。

背景技术

根据当前的现有技术，必须针对车辆的发光的几乎每个灯光功能研发自身的LED印制电路板连同前置的驱动器。专门地，在光源的期望的交换性方面不期望所述状态。因此并且由于LED作为汽车领域中的发光器材的增加，尤其兴起对标准化的LED的期望。这样的光源应当详细说明，使得每个光源变得可交换，并且不同制造商的光源也可以被使用。在其他的规范标准的情况下，针对一定的光强度和光色彩的电流耗用也必须规格化。于是，对于所述光源前置的控制设备或者前置的驱动电子设备根据所述经规格化的电流调节，而与哪种光源连接到其输出端无关。

在此特别的挑战在于，可能使用不同的LED以及尤其是具有不同的亮度色区的LED。（“分级（Binning）”理解为将LED产品例如在亮度、光通量、色调等方面分类成“色区”）如果具有不同的亮度色区的LED利用相同的电流来运行，那么所述LED以不同的亮度发光，这显然在LED交换时将会导致不同的亮度，使得简单的交换不合适。因此，标准化的光源必须具有适当的布线，所述布线抵抗所述实际情况、即在交换时的不同的亮度。

此外，这样的标准化的光源必须能够实现LED的常见的操控。例如，光源应当可经由PWM并且也可模拟地经由电流调光。如果前置的控制设备预先给定一个定值、例如模拟地调光到60%，那么通过LED的实际电流也必须被调光到所述值。

为了解决上面提到的在亮度中的偏差的问题，可以并行于两个或多个LED的串联电路设置一个并联电阻，所述并联电阻的值视亮度等级而定来选择。例如在DE 198 14495A1中公开了按照光强度等级来对LED相应地进行编码和将电阻相应地并联的可能性。虽然所述解决方案是简单的，但是其带来以下缺点，所述解决方案包含大的公差，因为视与分级以及温度有关的、LED的正向电压而定得到不同的LED电流，使得亮度在每个运行状态中是不同的并且在具有不同的分级的LED之间强烈地变化。此外，在每个并联电阻中，不必要的能量被转换为热能，这特别是在较大数量的LED光源、尤其在车辆中的LED光源的情况下是非常不利的。

也可以使用具有线性调节器的旁路支路来替代上面提及的并联电阻。结合可调光的光源，可对照的电路由EP 2797386 A1已知。这里指出的问题在于，LED在调光时（与白炽灯相比）几乎不改变其发光颜色。然而，为了能够获得在对LED调光时与在白炽灯的情况下相同的效果，白的LED和黄的LED共同运行，并且经由旁路通过将分流分路来调节一种LED型号的电流。基于提出的任务，在两种LED型号的发光颜色混合在调光时的影响方面或者在白炽灯特性的模仿方面得到实现的相当复杂的解决方案。

发明内容

本发明的任务在于，创建一种LED灯光模块，所述灯光模块可以容易地连接到通常调节的电流源，其中“智能地”自动考虑相应的色区分类。

利用开始提及的类型的LED灯光模块来解决所述任务，其中按照本发明，用于将分流分路的模拟调节器与引导总电流的分流的LED支路并联，其中对应于总电流的信号作为基量被输送给模拟调节器，并且与分流之一成比例的以及由用于标识色区等级的器件提供的信号作为调节量被输送。

在按照本发明的模块中，标准化的类型的LED或者LED组合可以容易地被使用，其中能够简单地交换模块，因为以“智能方式”考虑分级或者相应的分级等级。在本发明的范围内，对于在车辆的发光器材中的使用合适的各种类型的发光二极管、例如单独的激光二极管或者与光转换装置或物质“磷（Phosphor）”组合的激光二极管应当属于术语“LED”。

在本发明的适宜的变型方案中规定，调节量与通过模拟调节器分路的分流成比例。在此情况下，如果电阻被布置在模拟调节器的支路中用于标识色区等级，并且所述电阻将在其上出现的压降输送给模拟调节器作为调节量，那么这可能是适宜的。

在其他可能的和实际提及的构造中规定，调节量与流经LED支路的分流成比例。在此情况下可以有利地规定，电阻被布置在LED支路中用于标识色区等级，并且所述电阻将在其上出现的压降输送给模拟调节器作为调节参量。

如果电源具有控制输入端，用于对LED灯光模块的LED调光/切换的控制信号可以被输送给所述控制输入端，那么本发明也示出电源的较稳定的负载的优点。

附图说明

以下根据示例的实施方式进一步阐述本发明连同其他的优点，所述实施方式在附图中被形象地说明。在所述附图中，

图1例如示出按照本发明的LED灯光模块的第一实施方式，和

图2示出图1的LED灯光模块的变型方案。

具体实施方式

在按照本发明的LED灯光模块的、在图1中示出的第一变型方案中示出电压源U_E，所述电压源例如是机动车辆的蓄电池，其中在当前情况下，升压变换器1后置于所述电压源U_E，其中仅示意性地示出一个电感线圈L、一个开关晶体管T1、一个整流二极管D1和一个电容器C。这样的或其他的电源设置在车辆中，属于现有技术并且不是本发明的主题。电源提供输出电压U_A并且为按照本发明的模块M供给总电流I_G。

在模块中或者在模块处，传感器电阻R_s置于LED二极管LED1...LEDn的串联支路中，其中关于所述模块，如果模块以适当的方式布置在车辆中并且与电源连接，那么总电流I_G从第一端子流向第二端子。

发光二极管的串联支路（以下称作短LED支路Z）包含适配电源电压U_A的数量的发光二极管，在最简单的情况下包含一个唯一的发光二极管。

按照本发明的LED发光模块可以被使用用于KFZ（机动车辆）前大灯，闪光信号灯、辅助灯或车内照明。

按照本发明，现在向LED的串联电路布置受控制的或者调节的并联电路，所述并联电路被构造为模拟的、优选地线性的电流调节器，并且在当前的情况下具有与发光二极管-串联支路处于并联的晶体管T2、例如FET，可变电阻R_R与所述晶体管串联。电阻R_R被设置为用于标识LED模块M的色区等级的器件，并且与装备在模块M上的LED（LED1... LEDn）协调。

在总的并且利用传感器电阻R_S检测到的电流I_G中，一部分流经LED支路作为电流I_D，并且一部分经由并联支路（这里经由晶体管T2）作为电流I_B。晶体管由运算放大器3操控，以下参量被输送给所述运算放大器：一方面与分路电流I_B成比例的、在电阻R_R处出现的电压U_R作为调节量U_R；和另一方面提供电压U_S的差分放大器4的输出信号，所述电压U_S与流经传感器电阻R_S的总电流I_G成比例，所述传感器电阻处于差分放大器4的输入端处。运算放大器3可以要么直接地由附在LED支路Z处的电压供电，要么（如图1中绘制）由电压供电组件5、例如LDO（低压差稳压器（Low Dropout Regulator））供电。

在运算放大器3的参考输入端处的电压由总电流I_G定义，所述总电流由前置的控制设备、这里由升压变换器1预给定。如果所述电流降低或升高，那么在运算放大器3的参考输入端处的电压也提高。

电阻R_S提供参考电压，所述参考电压与总电流I_G相关。如果现在电流通过晶体管支路Z并且因此在R_R处的压降高于参考电压，那么晶体管更多地闭合，直至建立平衡。相反的情形适用于在R_R处的压降太低的情况。

电阻R_R必须与所装备的LED协调，也即电阻用作用于标识模块M的色区等级的器件。

为了较好地理解，应给出以下数字示例：

电流源的总输出电流I_G应为1A，并且电阻R_S应为1Ohm。于是在R_S处的压降是1A×1Ohm=1V。

如果装备的LED需要1A，以便产生定义的亮度，那么并联调节装置不运行，并且其合乎逻辑地也完全不必首先在灯光模块上装备。

然而如果已装备的LED（LED1...LEDn）仅需要0.6A，也即0.4A必须在晶体管T2的支路中流动，那么选择具有1/0.4Ohm（2.5Ohm）的色区分类的电阻R_R，因为2.5Ohm×0.4A=1V。

这里，在所述变型方案的情况下优点是，仅实际上必须被“消灭”的损耗功率积累，并且不由色区分类的电阻引起附加的损耗功率。

本发明的在图2中示出的变型方案主要对应于图1的布置，其中对于相同的或类似的元件使用相同的附图标记。与图1的模块的区别在于，在该情况下电阻R_R'放置于发光二极管LED1 ... LEDn的串联支路中，其中从所述电阻减去电压U_R'作为调节量。在该实施方案的情况下，电阻R_R'是用于标识灯光模块M的色区等级的器件，所述电阻（如在按照图1的实施方案中的意义）例如可以与发光二极管LED1 ... LEDn一起被布置在电路载体、如印制电路板/印制线路板上，其中整个模块以适宜的方式被安置用于容易地交换。

图2的布置的功能是与在图1的布置的情况下相同的功能。在所述变型方案的情况下，电阻R_S也提供参考电压，所述参考电压与总电流I_G相关。在该变型方案中，电阻R'_R定义所安装的LED的色区等级并且被布置在发光二极管LED1 ... LEDn的串联支路中。如果电流通过LED支路，并且因此在R'_R处的压降高于参考电压，那么晶体管T2更多地断开，直至建立平衡。相反的情形适用于在R'_R处的压降太低的情况。

为了较好地理解，应给出以下数字示例，其中再一次地电源的总输出电流I_G应是1A，并且电阻R_S应是1Ohm。于是，在R_S处的压降是1A×1Ohm=1V。

如果装备的LED需要1A，以便产生定义的亮度，那么并联调节装置不运行，并且其合乎逻辑地也完全不必首先在灯光模块上装备。

然而如果已装备的LED需要0.6A，那么选择具有1/0.6Ohm（1.6667Ohm）的色区分类的电阻R'_R，因为1.6667Ohm×0.6A=1V。

在此情况下缺点是在色区电阻R'_R处的附加的损耗功率，并且“优化的”变型方案相对应地是以下变型方案，所述变型方案具有在模拟调节器的支路中（在所述示例中，较准确地说在晶体管T2的支路中）的色区分类的电阻。

因此补充说明，在许多情况下可以优选图1的布置，因为在所述布置中，仅仅由于LED的亮度引脚而必须被引出的功率被转化为热，对此在图2的实施方案中，产生损耗的电阻放置在LED串联支路中，并且可能在那里产生不期望的损耗，这在个别情况下自然地与LED的功率或者在串联电路中的电流I_D有关。

对于所述功能，原则上电阻安置在哪里是不重要的。在两种情况下调节到确定的LED电流I_D，在所描述的示例中调节到0.6A。

通常电阻适用为灯光模块M的标识色区等级的器件，然而可能的是，出于为了列举其他的示例的目的也使用其他的电流控制的电压源、例如具有非线性电流/电压特性曲线的器件。

此外应当补充说明，控制信号S_D可以被输送给按照本发明的LED模块M的电压供电/电源（其在当前示例中是升压变换器），所述控制信号例如用于对发光二极管调光，或者引起闪光、也即周期性地接通和断开。由于本发明，能够与示例的周期性接通/断开同样简单地对模块的LED调光。

Claims (5)

1.用于车辆的发光装置的LED灯光模块（M），所述LED灯光模块具有包含至少一个LED（LED1 … LEDn）的至少一个LED支路，其中至少一个色区分类的电阻（R_R，R'_R）被布置在所述模块处，并且所述模块被设立用于以总电流（I_G）运行，其中用于将分流（I_B）分路的模拟调节器（3，T2）与引导所述总电流（I_G）的分流（I_D）的LED支路（Z）并联，其中信号（U_S）作为基量被输送给所述模拟调节器，所述信号（U_S）对应于所述总电流（I_G），并且为了根据色区分类的电阻来设定电流，信号（U_R）作为调节量被输送给所述模拟调节器，所述信号（U_R）与所述分流（I_B，I_D）之一成比例，并且由色区分类的电阻（R_R，R'_R）提供。

2.按照权利要求1所述的LED灯光模块（M），其特征在于，所述调节量与通过所述模拟调节器（3，T2）分路的分流（I_B）成比例。

3.按照权利要求2所述的LED灯光模块（M），其特征在于，电阻（R_R）被布置在所述模拟调节器（3，T2）的所述支路中用于标识色区等级，并且在所述电阻处出现的压降（U_R）作为调节量被输送给所述模拟调节器。

4.按照权利要求1所述的LED灯光模块（M），其特征在于，所述调节量与流经所述LED支路（Z）的分流（I_D）成比例。

5.按照权利要求4所述的LED灯光模块（M），其特征在于，用于标识色区等级的所述电阻（R'_R）被布置在所述LED支路（Z）中，并且在所述电阻处出现的压降（U'_R）作为调节量被输送给所述模拟调节器（3，T2）。