CN111034363B

CN111034363B - 用于操作电子灯布置的系统

Info

Publication number: CN111034363B
Application number: CN201780094492.7A
Authority: CN
Inventors: M·费尔登
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2037-08-09
Also published as: CN111034363A; EP3666041A1; WO2019029798A1; EP3666041B1

Abstract

本发明涉及一种用于操作电子灯布置(2)的系统(1)，该系统包括：‑具有发光设备(30)的一个初级组(2a)和至少一个次级组(2b)的灯布置(2)；‑电子降压‑升压设备(10)，电连接到初级组(2a)，用于向初级组(2a)的对应发光设备(30)提供第一恒定电流；‑至少一个电子降压设备(20)，电连接到所述至少一个次级组(2b)，用于向次级组(2b)的对应发光设备(30)提供第二恒定电流。

Description

用于操作电子灯布置的系统

技术领域

本发明涉及一种用于操作电子灯布置的系统。

背景技术

已知提供用于操作电子灯布置的系统，例如使用LED(发光二极管)驱动器电路等。在这方面，重要的是确保驱动器电路的电压恒定，以使得提供灯布置的稳定操作。为了实现这一点，已知使用连接到另一个电子设备的恒定电压调节器，该恒定电压调节器用作灯布置的恒定电流驱动器。

但是，这种组件常常是昂贵的并且技术上复杂。此外，如果在灯布置中使用不同组的LED，每组要求不同的电流供应，那么变得更加复杂。

发明内容

本发明的目的是至少部分地克服用于操作电子灯布置的系统中的上面提到的问题。特别地，本发明的目的是提供一种用于操作电子灯布置(例如LED布置)的简单且成本高效的解决方案。

上述目的是通过根据独立权利要求1的系统来实现的。本发明的另外的特征和细节由从属权利要求、本描述和附图得出。

特别地，上述目的是通过一种用于操作电子灯布置的系统来实现的，例如具有发光设备(例如LED或激光二极管等)的布置。优选地，该系统包括：

-灯布置，具有(特别精确地)发光设备的一个初级组和发光设备的至少一个次级组，

-电子降压-升压设备，电连接到初级组，以向初级组的对应发光设备提供第一恒定(供电)电流，

-至少一个电子降压设备，其电连接到至少一个次级组，以向次级组的对应发光设备提供第二恒定(供电)电流。

根据本发明的另一方面，降压-升压设备电连接到至少一个降压设备，用于通过使用跨初级组的发光设备的电压降来提供恒定电压(特别地用于操作至少一个次级组的发光设备和/或降压设备)。换句话说，恒定电压由初级组的电压降提供，特别地等于该电压降。这样做的优点是可以提供非常恒定的电压，用于以简单且成本高效的方式操作降压设备和/或次级组。此外，不必使用附加设备来为降压设备提供恒定供电电压。

优选地，“恒定电流”和/或“恒定电压”分别是指几乎恒定的电流或电压，其可以在一定范围内变化。特别地，在一定公差内变化的电流或电压，例如在从0.01A(安培)至1A的范围内，尤其是在从0.1A至0.2A的范围内，或者在从0.1V(伏特)至2V的范围内，尤其是在从0.5V至1V的范围内，也被视为“恒定”。

降压-升压设备可以例如提供第一恒定电流，这造成跨初级组的发光设备的电压降。优选地，用于操作至少一个降压设备的恒定电压等于和/或取决于通过降压-升压设备和(一个或多个)降压设备之间的连接而供应给降压设备的电压降。这可以是直接或间接的电连接，使得例如其它电子部件可以集成在降压-升压设备和降压设备之间的这个连接的电流路径中。

优选地，可以提供降压-升压设备被配置为DC-DC-降压-升压转换器，以作为恒定电流驱动器操作。在此，“DC-DC”是指将直流(DC)源从一个电压电平转换成另一个电压电平的DC到DC转换器。降压-升压转换器可以是一种类型的DC到DC转换器，其输出电压量值或者大于或者小于输入电压量值。例如，降压-升压设备被配置为与升压(逐步上升)转换器结合的降压(逐步下降)转换器，这是指降压-升压转换器的某种拓扑结构(也称为“四开关降压-升压转换器”)。特别地，降压-升压转换器可以在从4.5V至75V，优选地从9V至60V，特别优选地从20V至30V的宽输入范围内操作，并且例如可以具有如过压保护或热关断等另外的功能。因此，降压-升压设备可以为灯布置提供稳定和安全的操作。

本发明的另一方面可以是降压-升压设备电连接到至少一个降压设备的供电输入端，以向至少一个降压设备提供中间电路电压，其中特别地，至少一个降压设备被配置为逐步降低中间电路电压，用于为至少一个次级组(这意味着次级组的发光设备)提供供电(操作)电压，其中特别优选地，电压降取决于第一恒定电流和初级组的发光设备的类型，其中例如中间电路电压等于电压降。令人惊讶的是，已发现初级组的发光设备的组件可以用作用于操作至少一个降压设备的非常恒定的电压的供应器。特别地，作为发光设备的LED可以提供非常恒定的电压降。因此，不必使用附加的调节设备来为(一个或多个)降压设备提供恒定的供电电压，这可以降低成本和技术复杂性。

根据本发明，还可能的是，由电压降提供初级电位(例如，通过初级组的发光设备的路径上的电位)，并且该初级电位电连接到至少一个降压设备的供电输入端，用于提供用于操作至少一个降压设备的恒定电压，其中特别地，电压降是跨初级组的发光设备的串联连接的电压降。因此，可以提供，(一个或多个)初级和/或次级组的发光设备串联连接，以使得分别由降压-升压设备或降压设备提供的恒定电流通过串联连接中的发光设备的公共电流路径。这允许该布置的简单且成本有效的配置。

还可以想到的是，第一降压设备电连接到灯布置的第一次级组，以向第一次级组提供恒定电流，并且第二降压设备电连接到灯布置的第二次级组，以向第二次级组提供恒定电流，其中两个降压设备均由降压-升压设备提供的中间电路电压供电。这样做的优点是，降压-升压设备既可以用作初级组的恒定电流驱动器，又可以用作操作降压设备的中间电路电压供应器，这降低了成本和复杂性。另外，由于不需要用于提供恒定供电电压的分开的恒定电压调节器，因此避免了效率的进一步损失。

优选地，可以提供至少一个降压设备被配置为DC-DC降压转换器，以作为恒定电流驱动器操作。这可以是DC到DC功率转换器，其从其输入(供应)到其输出逐步降低电压(同时逐步升高电流)。但是，降压设备的复杂性可以低于降压升压设备。因此，当(仅)使用一个降压-升压转换器和初级组的电压降为下游的降压设备提供操作电压时，可以降低成本和技术努力。

优选地，(一个或多个)降压设备的操作电压可以由初级组的发光设备调节。此外，可以提供至少一个或至少两个或至少三个降压设备，每个降压设备连接到对应的次级组。这允许灯布置的高度灵活的配置。

还可以想到的是，次级组，优选地是每个次级组，包括的发光设备的数量少于初级组，特别优选地，第二次级组包括的发光设备的数量少于第一次级组。换句话说，每个次级组可以具有比初级组低的能耗。这允许使用初级组的电压降作为每个降压设备的供电电压。

根据本发明的另一方面，提供了次级组，特别是每个次级组，包括被配置为以比用于操作初级组的发光设备的电流更低的电流来操作的发光设备。特别地，如果对于不同的组使用不同的光强度，那么可以是这种情况。例如，具有最高能耗的组可以用作用于向(一个或多个)次级组的降压设备提供供电(操作)电压的初级组。

可以提供该系统被配置为用于操作灯布置的LED驱动器电路，其中优选地，灯布置被配置为LED布置，特别是作为用于将图像投影到表面上的投影布置，特别优选地是用于车辆。这样做的优点是，可以使用非常高效的系统来操作LED布置，因为将图像投影到表面上(例如，在车辆的前部或后部)要求不同组的LED，每组要求不同的电流来提供不同的光强度。这允许在表面上均匀地投影图像。特别地，车辆可以被配置为叉车或卡车或乘客用车等。

特别地，作为第一组发光设备的初级组要求在500mA至1200mA的范围内的，优选地在700mA至1000mA的范围内的，特别优选地在820mA的供电电流(由降压-升压设备提供)。优选地，作为第二组发光设备的次级组(或第一次级组)要求在200mA至800mA的范围内的，优选地在300mA至600mA的范围内的，特别优选地在480mA的供电电流(由降压设备或第一降压设备提供)。优选地，作为第三组发光设备的第二次级组要求在100mA至600mA的范围内的，优选地在200mA至400mA的范围内的，特别优选地在360mA的供电电流(由第二降压设备提供)。

可以想到的是，降压-升压设备的输入电压在9V至60V的范围内，其中降压-升压设备被配置为逐步升高和逐步降低输入电压。因此，降压-升压设备可以确保为其它降压设备提供恒定的供电电压，并且用作用于发光设备的集合的恒定电流驱动器。这可以具有可以提供用于操作灯布置的非常高效的系统的效果。而且，降压设备可以非常有效地工作，因为由电压降提供的输入电压非常恒定。此外，由于可以减少必要的电气部件的数量，因此可以增强操作安全性。

附图说明

在下文中，基于支持性附图来描述本发明的优选实施例。由此，在权利要求书和描述中描述的特征对于本发明而言可以是每个单一的或以每种组合是必不可少的。在附图中：

图1是用于操作灯布置的组件的示意性框图，

图2是本发明性系统的示意性框图，

图3是本发明性系统的另一个示意性框图，

图4示意性地是本发明性系统的示例性应用。

在不同的附图中，相同的特征总是与相同的附图标记对应，因此一般仅描述一次这些特征。

具体实施方式

在图1中，示出了用于操作灯布置2的另外的组件。特别地，这可以是已知系统或至少类似于已知系统的组件。该图示出了主DCDC恒定电压级8用于提供恒定的供电电压PV。主DC DC恒定电压级8由输入电压VCC操作。在图1中，电位标记“VCC”和“PV”与相应的地电位“GND DCDC”和“GND LED”一起使用。(另外的地电位是“GND NTC”和“GND”)。恒定的供电电压(“PV”/“GND LED”)用于主DC DC控制器9并用于两个降压控制器20a、20b。

在图2中，示出了本发明性系统1可以减少电气部件的数量，并且特别地不必要求使用昂贵且复杂的主DC DC恒定电压级8。降压-升压设备10由输入电压(“VCC”、“GNDDCDC”)供电，并在输出端(“LED+”和“VCC”)处提供恒定电流。此外，提供了可选的传感器引脚(“CNTC”)，其可以连接到组中的至少一个组，例如，初级组2a和(一个或多个)次级组2b、2c。每个组可以包括一起形成一个灯布置2的若干发光设备30。还可以想到的是，降压-升压设备10使用传感器引脚CNTC来支持温度控制功能。

恒定电流输出端“LED+”连接到初级组2a的发光设备30，从而产生跨发光设备30的电压降(也如图3中所示)。发光设备30(或分别地，初级组2a)的这个电压可以被用于提供恒定电压以用于操作至少一个降压设备20。这通过将降压-升压设备10与至少一个降压设备20连接(特别是将电位“LED+”和/或“VCC”连接到每个降压设备20)来实现。例如，存在两个降压设备20，第一降压设备20a和第二降压设备20b。第一降压设备20a可以通过使用电位(或输出)“LED2+”和“LED2-”电连接到第一次级组2b，第二降压设备20b可以通过使用电位(或输出)“LED3+”和“LED3-”连接到第二次级组2c。通过逐步降低输入电压(“LED+”、“VCC”)，第一降压设备20a可以提供第一次级电位LED2+，而第二降压设备20b可以提供第二次级电位LED3+。

在图3中，示例性地示出了三组发光设备30。每个组的发光设备30可以是串联配置，使得相同的电流流过对应的发光设备30。

不同的组可以包括不同数量的发光设备30。参考图4，这很清楚，图4示出了本发明性系统1的优选应用。示出了包括本发明性系统1的车辆5。灯布置2被用于将图像6投影在地面上。可以看出，与车辆5具有较高距离的光点比具有较低距离的光点需要具有更高强度的投影。因此，每个组可以在不同的供电电流下操作。

实施例的先前描述仅在示例的范围内描述了本发明。当然，在不脱离本发明的范围的情况下，只要在技术上是有意义的，实施例的单个特征也可以自由地彼此组合。

附图标记列表

1 系统

2 灯布置，LED布置

2a 初级组，第一组

2b 次级组，第二组

2c 次级组，第三组

5 车辆

6 图像

8 主DC DC恒定电压级

9 主DC DC控制器

10 降压-升压设备，DC-DC-降压-升压转换器

20 降压设备，DC-DC降压转换器

20a 第一降压设备

20b 第二降压设备

30 发光设备，发光二极管

Claims

1.一种用于操作电子灯布置(2)的系统(1)，包括：

-灯布置(2)，具有发光设备(30)的一个初级组(2a)和至少一个次级组(2b)，

-电子降压-升压设备(10)，电连接到初级组(2a)，用于向初级组(2a)的对应发光设备(30)提供第一恒定电流，

-至少一个电子降压设备(20)，电连接到所述至少一个次级组(2b)，用于向次级组(2b)的对应发光设备(30)提供第二恒定电流，

其特征在于

降压-升压设备(10)电连接到所述至少一个降压设备(20)，以用于通过使用跨初级组(2a)的发光设备(30)的电压降来向所述至少一个降压设备(20)提供恒定电压。

2.如权利要求1所述的系统(1)，

其特征在于

降压-升压设备(10)被配置为DC-DC-降压-升压转换器(10)，用于作为恒定电流驱动器操作。

3.如权利要求1或2所述的系统(1)，

其特征在于

降压-升压设备(10)电连接到所述至少一个降压设备(20)的供电输入端，用于向所述至少一个降压设备(20)提供中间电路电压，其中所述至少一个降压设备(20)被配置为逐步降低中间电路电压，用于为所述至少一个次级组(2b)提供供电电压。

4.如权利要求3所述的系统(1)，

其特征在于

其中，电压降取决于第一恒定电流和初级组(2a)的发光设备(30)的类型。

5.如权利要求3所述的系统(1)，

其特征在于

其中，中间电路电压等于电压降。

6.如权利要求1或2所述的系统(1)，

其特征在于

初级电位(LED+)由电压降提供，并且初级电位(LED+)电连接到所述至少一个降压设备(20)的供电输入端，用于提供用于操作所述至少一个降压设备(20)的恒定电压。

7.如权利要求6所述的系统(1)，

其特征在于

其中，电压降是跨初级组(2a)的发光设备(30)的串联连接的电压降。

8.如权利要求1或2所述的系统(1)，

其特征在于

第一降压设备(20a)电连接到灯布置(2)的第一次级组(2b)，用于向第一次级组(2b)提供恒定电流，并且第二降压设备(20b)电连接到灯布置(2)的第二次级组(2c)，用于向第二次级组(2c)提供恒定电流，其中两个降压设备(20)均由降压-升压设备(10)提供的中间电路电压供电。

9.如权利要求1或2所述的系统(1)，

其特征在于

所述至少一个降压设备(20)被配置为DC-DC降压转换器(20)，用于作为恒定电流驱动器操作。

10.如权利要求8所述的系统(1)，

其特征在于

第一次级组(2b)包括数量比初级组(2a)少的发光设备(30)。

11.如权利要求8所述的系统(1)，

其特征在于

第一次级组和第二次级组(2b，2c)中的每一个包括数量比初级组(2a)少的发光设备(30)。

12.如权利要求8所述的系统(1)，

其特征在于

第二次级组(2c)包括数量比第一次级组(2b)少的发光设备(30)。

13.如权利要求8所述的系统(1)，

其特征在于

第一次级组(2b)包括发光设备(30)，所述发光设备(30)被配置为以比用于操作初级组(2a)的发光设备(30)的电流低的电流操作。

14.如权利要求8所述的系统(1)，

其特征在于

第一次级组和第二次级组(2b，2c)中的每一个包括发光设备(30)，所述发光设备(30)被配置为以比用于操作初级组(2a)的发光设备(30)的电流低的电流操作。

15.如权利要求1或2所述的系统(1)，

其特征在于

系统(1)被配置为用于操作灯布置(2)的LED驱动器电路，其中灯布置(2)被配置为LED布置。

16.如权利要求15所述的系统(1)，

其特征在于

灯布置(2)被配置为用于将图像(6)投影到表面上的投影布置。

17.如权利要求15所述的系统(1)，

其特征在于

灯布置(2)被用于车辆(5)。

18.如权利要求1或2所述的系统(1)，

其特征在于

降压-升压设备(10)的输入电压在从9V至60V的范围内，其中降压-升压设备(10)被配置为逐步升高和逐步降低输入电压。