CN107926097A - 用于车辆的照明设备 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的照明设备，所述照明设备具有至少两个并联连接的LED分支（ZW1、ZW2、…、ZWn），其中每个分支都具有串联连接的至少一个串联电阻（R1、…、Rn）和至少一个LED（D11、…、Dn2），其中每个分支（ZW1、…、ZWn）的至少一个串联电阻（R1、…、Rn）通过提供在导体支撑部上的导体部分（LA1、…、LAn）被桥接，其中该导体部分对于工具是可以容易接近的，借助于该工具可以割断所述导体部分。为了使所述分支对称化，测量经过每个分支的电流和/或每个分支中的至少一个LED的亮度，并且在其中所测量的电流和/或所测量的亮度超过可限定的极限值的分支中，借助于工具割断所述至少一个串联电阻的桥接导体部分。

Description

用于车辆的照明设备

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的照明设备，所述照明设备具有至少两个并联连接的LED分支，其中每个分支都具有串联连接的至少一个串联电阻和至少一个LED。

本发明还涉及一种用于使用于车辆的照明设备的分支对称化的方法，所述照明设备具有至少两个并联连接的LED分支，其中每个分支都具有串联连接的至少一个串联电阻和至少一个LED。

背景技术

将LED用作具有不同灯功能的车辆照明设备的光源关于各项单独的灯功能的配置尤其给予了新的设计可能性。这里的关键参数是每项灯功能使用的LED的数目。由于例如前灯的不同设计，LED的数目也显著变化。正常情况下的典型数目是对于每项灯功能有一到十个串联操作的LED。用于这种类型的LED串联分支的电流驱动器的配置强烈地取决于LED的数目。取决于LED分支的总电压，必须使用降压变换器、升压变换器或者升压-降压变换器。但是，如此多种必要的变换器拓扑对于使用成本优化的标准解决方案造成了阻碍。举例来说，降压变换器可以被设计成比升压-降压变换器具有显著更高的成本效率。

通过LED分支的并联连接构成用于组合或降低LED电压的一种方法，由此有可能以变换器的低输出电压来工作，其优点是可以使用具有简单构造的降压变换器。取决于LED的数目，仅有输出电流发生变化，而对于拓扑的选择并未受到显著影响。但是，LED或LED分支的并联连接的问题在于LED电流的对称化，这几乎总是必要的。取决于LED类型、LED规范、LED筛选（binning）类别并且还取决于LED的放置以及因此印刷电路板布局，由各个单独的LED分支提供不同的电流。（术语“筛选”被理解成意思是对LED生产例如关于亮度、光通量、颜色等方面的类别划分。）这些不同的电流可能导致多种缺点：电流不对称性可能导致LED的热过载，以及与之相关联地，导致LED的使用寿命的缩减。不同的电流还导致不同的LED亮度，并且因此妨碍光分布的均匀性。

发明内容

本发明的目标在于描述一种能够实现简单的对称化的对称化方法和照明设备，以便能够以比较低的供电电压来工作并且因此与成本有效的电压变换器和/或电源一起工作。

这一目标是利用在介绍部分中描述的该类型照明设备而实现的，其中根据本发明，每个分支的所述至少一个串联电阻通过提供在导体支撑部（conductor support）上的导体部分被桥接，其中该导体部分对于工具是可以容易接近的（accessible for a tool），借助于该工具可以割断所述导体部分。

通过这种方式，在制造过程期间就已经有可能以简单的方式补偿各个单独分支的任何不对称性。

在某些情况下，如果被布置在导体支撑部上的导体部分被布置成与分流电阻串联，所述分流电阻又与串联电阻并联连接，那么在精确对称化的意义上也可以是适宜的。

在另一有利的实施例中，可以规定的是，每个分支都具有至少两个串联布置的串联电阻，其中所述分支的至少一个串联电阻通过提供在导体支撑部上的导体部分被桥接。

本发明的特别实用的实施例规定，所述导体支撑部被形成为印刷电路板，并且所述导体部分被形成为所述印刷电路板的传导轨道（conducting track）。

本发明所基于的目标还通过一种上面描述的类型的方法来实现，其中根据本发明，每个分支的至少一个串联电阻都通过提供在导体支撑部上的导体部分被桥接，其中该导体部分对于工具是可以容易接近的，借助于该工具可以割断该导体部分，并且测量经过每个分支的电流和/或每个分支中的至少一个LED的亮度，并且在其中所测量的电流和/或所测量的亮度超过可限定的极限值的分支中，借助于工具割断所述至少一个串联电阻的桥接导体部分。

在这里，如果把布置在导体支撑部上的导体部分布置成与分流电阻串联，那么常常是适宜的。

还可以适宜地规定，每个分支都具有至少两个串联布置的串联电阻，其中每个分支的至少一个串联电阻都通过提供在导体支撑部上的导体部分被桥接。

本发明的在实践中非常适宜的扩展方案规定，所述导体支撑部是印刷电路板，所述导体部分被形成为印刷电路板的传导轨道，并且用于印刷电路板的分板（depanelling）设备被用作工具。

附图说明

后面将基于在附图中图示出的示例性实施例更加详细地解释本发明连带其他优点，其中：

图1示出了并联连接的LED分支的第一示例性装置（arrangement），所述LED分支的每个分支都具有串联连接的两个LED和一个串联电阻；

图2示出了在导体部分已被割断以后的根据图1的装置；

图3示出了与图1中一样的装置，但是每个分支中具有两个串联电阻；

图4示出了与图1中一样的装置，但是每个分支中具有四个加权串联电阻，其中在一个分支中表明了分流电阻；以及

图5示出了与图1中一样的装置，但是每个分支中具有四个加权分流电阻，其中在一个分支中附加地表明了串联电阻。

具体实施方式

首先将参照图1，该图1示出了用于车辆的照明设备的一定数目的并联布置的分支ZW1、ZW2、…、ZWn，其中本情况下的每个分支都包含串联电阻R1、R2、…、Rn，所述串联电阻在本情况下被布置成与两个发光二极管D11、D12；D21、D22；…；Dn1、Dn2串联。这些分支ZW1、…、ZWn的并联连接由电源1馈电，其中该电源例如由差分放大器2控制，所述差分放大器2检测流经串联电阻Rg的电流。电源1被设计成与差分放大器2一起把该电源控制到可预先限定的恒定电流，并且电源1包含电压源（这里未示出）、例如机动车辆电池。但是，包括前述控制部（control）的电源是公知的，而且也并没有形成本发明的主题。

如根据图1可以推断出来的那样，串联电阻R1、R2、…、Rn中的每个都通过导体部分LA1、LA2、…、LAn被桥接，其中该导体部分LA1、…、LAn被提供在具有任何形式的任何导体支撑部上。在经过反复考验的实用实施例中，所述导体部分被形成为印刷电路板上的传导轨道或导体线路，所述印刷电路板还可以承载其他组件、特别是发光二极管以及用于总体电流Ig的控制部或部分控制部。桥接串联电阻R1、…、Rn的每个导体部分LA1、…、LAn都被设计成使得该导体部分可以容易地由工具割断，其中清楚的是，在相对应的导体部分已被割断以后，例如在导体部分LA2被割断以后，相关联的被桥接的串联电阻R2起作用。

下面将首先参照图1和图2来解释针对在介绍部分中陈述的问题的解决方案或者对在现有技术中遭遇的缺点的补救措施。

为了允许成本有效的降压变换器，LED分支被分组并联连接，其中这样做的先决条件是，每个操作状态下的每个分支的所施加的LED电压低于最低输入电压。在12伏特车载电源系统的情况下，输入电压范围典型地被具体说明为从9伏特到16伏特。在LED的为3.5伏特的典型最大电压的情况下，在这种情况下，一串中的仅最多两个LED可以被操作，如在图1和2中所示出的那样。

如上面已经提及的那样，LED的并联连接的问题在于各个单独分支的电流的对称化的事实，其中总的LED装置的总电流Ig受到控制。流经相应的LED分支的实际电流基于LED正向电压被设定。但是，取决于LED的规范，这可能意味着LED亮度的显著差异。

具有导体部分的串联电阻LA1、…、LAn具有根据目前的LED规范而选择的值，所述导体部分桥接所述串联电阻并且可以被割断。所述电源或控制部现在把所供应的电力控制到LED装置的总电流Ig，所述总电流Ig根据各个单独的LED分支电流I1、I2、…、In的相加而被给出，其中串联电阻R1、…、Rn最初经由导体部分LA1、…、LAn被短路。包括被形成为传导轨道的导体部分的这些串联电阻通常被部署在印刷电路板布局上。

在组件已经被装配在印刷电路板上以后，但是在分板设备中分离这些印刷电路板之前，对LED执行参数测试。为此，例如经由针式适配器给整个装置加载有电流Ig，并且测量各个单独的LED分支电流I1、…、In。这可以经由LED分支中的附加电阻来执行，或者可以经由直接在各个单独的LED处的亮度测量来执行，其中亮度测量的优点在于较低的组件花费，因为不需要对于每个分支都提供附加的测量电阻。

如果在这一测量过程期间确定了不对称性，也就是确定了各个单独的分支电流或LED亮度值之间的差（该差超过某个可容忍的最大值），则在分支电流过高或亮度过高的情况下，通过如下方式减小LED分支中的LED电流：在首先被桥接的串联电阻R1、…、Rn的情况下，桥接导体部分被割断，并且因此相对应的串联电阻被“释放”。所述导体部分例如可以在分板设备中被割断，所述分板设备被具体实现为铣削设备并且例如可以铣削出镗孔或者在印刷电路板中铣削，以便因此割断传导轨道或导体部分。图2示出了分支ZW2中的此类被割断的导体部分，其中事先曾测量到过高的电流。被释放的串联电阻R2现在减小了该分支中的电流，并且在分板之后，所有LED分支都被充分对称化，也就是说所有LED分支在某些容差限度内传导相同的电流，使得所有LED分支的亮度相应地也是相同的或对称的。

根据图3的实施例在原理上与根据图1和图2的实施例相同，但是意图示出在每个分支中都可以提供多于一个的串联电阻。在本情况下，在每个分支中提供两个串联电阻R11、R12、…、Rn1、Rn2。清楚的是，更大数目的串联电阻允许更准确的对称化。在图3的本实例中，假如每个分支的串联部署的串联电阻的阻抗值是不同的，则可以设定总共四个不同的电流。

后面的图4和5意图示出电阻和将这些电阻桥接的导体部分（直至电阻网络）的其他组合也是可能的。

图4示出了，在每个分支中，串联布置具有分等级的（graduated）阻抗值R、2R、4R和8R的四个串联电阻，使得通过割断与所述串联电阻并联部署的并且将这些串联电阻短路的导体部分LA11、…、LA14等等，可能有数目众多的组合用于为每个分支提供相对应的串联电阻阻抗值。对于分支ZW2示出了，串联电阻（在这里是电阻LA21）还可以被另外的电阻桥接，所述另外的电阻在这里被称作分流电阻并且由RN标示。还给这个分流电阻分配有串联的导体部分LN，该导体部分可以被割断，由此取消分流电阻RN与先前电阻LA21的并联连接。清楚的是，通过这种方式可能实现更加精细的分等级。

类似于先前描述的分流电阻，图5示出了其中在每个分支中存在四个电阻与一个导体部分的并联连接的情形，所述并联连接又与LED（在这里是是D11和D12）串联，其中所述电阻具有值R、1/2R、1/4R、1/8R，或者所述短路导体部分具有阻抗值0R。与根据图4的串联连接相似地，在这里对于每个LED分支提供了数目众多的组合可能性。在图5中，这里通过虚线方式在分支ZW2中还附加地示出了串联电阻RSE，并且通过导体部分桥接该串联电阻RSE，其中该导体部分LSE同样可以被割断，以便使串联电阻RSE起作用。

图4中的电阻RN和图5中的电阻RSE仅仅意图表明，在原理上，“至少一个串联电阻”这一表达还应当理解为更复杂的电阻网络，其中在实践中可理解地优选较简单的配置。

虽然在所示出的实施例中每个分支都包含串联连接的两个LED，但是这并不意图排除每个分支中的其他LED配置。特别是在车辆中的较高车载电源电压（例如为24或48伏特）的情况下，尽管使用了便宜的降压变换器，但是在一个分支中还有可能使用多于两个的LED。在原理上，在每个分支中，LED的串联和并联连接的组合也是可能的。

当然还可以与面板的按尺寸切割分开地割断导体线路，其中尤其是在导体线路被形成在印刷电路板上的情况下，可以有利地借助于激光工具割断所述线路。

Claims (8)

1.一种用于车辆的照明设备，

所述照明设备具有至少两个并联连接的LED分支（ZW1、ZW2、…、ZWn），其中每个分支都具有串联连接的至少一个串联电阻（R1、…、Rn）和至少一个LED（D11、…、Dn2），

其特征在于，

每个分支（ZW1、…、ZWn）的所述至少一个串联电阻（R1、…、Rn）通过提供在导体支撑部上的导体部分（LA1、…、LAn）被桥接，

其中该导体部分对于工具是容易接近的，借助于该工具能割断所述导体部分。

2.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，布置在所述导体支撑部上的所述导体部分（LN）被布置成与分流电阻（RN）串联，所述分流电阻（RN）与串联电阻（LA21）并联连接。

3.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，每个分支（ZW1、…、ZWn）都具有至少两个串联布置的串联电阻（R11、R12、…、Rn1、Rn2），其中所述分支的至少一个串联电阻通过提供在导体支撑部上的导体部分（LA11、…、LAn2）被桥接。

4.根据权利要求1到3当中的任一项所述的照明设备，其特征在于，所述导体支撑部被形成为印刷电路板，并且所述导体部分被形成为所述印刷电路板的传导轨道。

5.一种用于使用于车辆的照明设备的分支对称化的方法，所述照明设备具有至少两个并联连接的LED分支（ZW1、ZW2、…、ZWn），其中每个分支都具有串联连接的至少一个串联电阻（R1、…、Rn）和至少一个LED（D11、…、Dn2），

其特征在于，

每个分支的所述至少一个串联电阻（R1、…、Rn）通过提供在导体支撑部上的导体部分（LA1、…、LAn）被桥接，其中该导体部分对于工具是容易接近的，借助于该工具能割断所述导体部分；

在每个分支中测量经过每个分支的电流和/或至少一个LED的亮度；

并且在其中所测量的电流和/或所测量的亮度超过可限定的极限值的分支中，借助于该工具割断所述至少一个串联电阻的桥接导体部分。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，布置在所述导体支撑部上的所述导体部分（LN）被布置成与分流电阻（RN）串联，所述分流电阻（RN）与串联电阻（LA21）并联连接。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，每个分支（ZW1、…、ZWn）都具有至少两个串联布置的串联电阻（R11、R12、…、Rn1、Rn2），其中每个分支的至少一个串联电阻通过提供在导体支撑部上的导体部分（LA11、…、LAn2）被桥接。

8.根据权利要求5到7当中的任一项所述的方法，其特征在于，导体支撑部是印刷电路板，所述导体部分被形成为所述印刷电路板的传导轨道，并且用于印刷电路板的分板设备被用作工具。