DE10140275A1 - Motor vehicle light, circuit arrangement for a motor vehicle light and circuit board for a motor vehicle light - Google Patents
Motor vehicle light, circuit arrangement for a motor vehicle light and circuit board for a motor vehicle lightInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung für eine Kfz-Leuchte mit Leuchtdioden (31, 32). Dabei weist die Schaltungsanordnung zwei Versorgungsanschlüsse, eine Widerstandsschaltung (1), eine Diodenschaltung (2) und eine oder mehrere Leuchtdioden (31, 32) auf. DOLLAR A Eine derartige Schaltungsanordnung ist so verbessert, dass die Eingänge der Widerstandsschaltung (1) unmittelbar mit den Versorgungsanschlüssen verbunden sind, dass mit den Ausgängen der Widerstandsschaltung (1) die Eingänge (25, 26) der Diodenschaltung (2) verbunden sind und dass die vorzugsweise in Reihe geschalteten Leuchtdioden (31, 32) an die Ausgänge der Diodenschaltung (2) angeschlossen sind.The invention relates to an electrical circuit arrangement for a motor vehicle lamp with light emitting diodes (31, 32). The circuit arrangement has two supply connections, a resistance circuit (1), a diode circuit (2) and one or more light emitting diodes (31, 32). DOLLAR A Such a circuit arrangement is improved such that the inputs of the resistance circuit (1) are connected directly to the supply connections, that the inputs (25, 26) of the diode circuit (2) are connected to the outputs of the resistance circuit (1) and that preferably connected in series light emitting diodes (31, 32) to the outputs of the diode circuit (2).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kfz-Leuchte, eine Schaltungsanordnung für eine Kfz-Leuchte und eine Leiterplatte für eine Kfz-Leuchte. Die Schaltungsanordnung weist dabei zwei Versorgungsanschlüsse, eine Widerstandsschaltung, eine Diodenschaltung und eine oder mehrere Leuchtdioden auf. Derartige Schaltungsanordnungen sind in der Regel auf Leiterplatten angeordnet, wobei die Leiterplatten mit einem Gehäuseunterteil und einem zumindest teilweise transparenten Gehäuseoberteil die Kfz-Leuchte bilden. The present invention relates to a motor vehicle lamp, a Circuit arrangement for a motor vehicle lamp and one Printed circuit board for an automotive lamp. The circuit arrangement has two supply connections, one Resistor circuit, a diode circuit and one or several LEDs. Such circuit arrangements are usually arranged on printed circuit boards, the Printed circuit boards with a lower housing part and at least one partially transparent housing upper part the automotive lamp form.
Die Diodenschaltung ist notwendig, um Spannungsspitzen zu verhindern, die die Leuchtdioden zerstören könnten. Ferner werden oftmals Diodenschaltungen vorgesehen, so dass die Leuchte unabhängig von der Polung der Leuchtdioden an die äußere Spannung des Bordnetzes (12 V oder 24 V Gleichspannung) angeschlossen werden kann. Die gleichgerichtete Spannung wird dann an den Ausgängen der Diodenschaltung abgegriffen und der Widerstandsschaltung zugeführt. Da die Betriebsspannung der Leuchtdioden, selbst wenn mehrere in Reihe geschaltet sind, im Regelfall wesentlich unter der Spannung des Bordnetzes eines Kfz liegt, werden die Leuchtdioden mit Widerständen der Widerstandsschaltung in Reihe geschaltet, um so die Spannung zwischen den Widerständen der Widerstandsschaltung und den Leuchtdioden aufzuteilen (Spannungsteiler). Derartige Schaltungsanordnungen, Leiterplatten mit solchen Schaltungsanordnungen und Leuchten sind aus dem Stand der Technik vielfach bekannt. The diode circuit is necessary to avoid voltage peaks prevent that could destroy the LEDs. Further diode circuits are often provided so that the Luminaire regardless of the polarity of the LEDs external voltage of the vehicle electrical system (12 V or 24 V DC voltage) can be connected. The rectified voltage is then at the outputs of the Tapped diode circuit and the resistance circuit fed. Since the operating voltage of the LEDs, itself if several are connected in series, usually is significantly below the voltage of the vehicle electrical system, the LEDs with resistors Resistor circuit connected in series so the voltage between the resistances of the resistance circuit and the Split LEDs (voltage divider). such Circuit arrangements, printed circuit boards with such Circuit arrangements and lights are state of the art Technology widely known.
Die Schaltungsanordnungen werden im Kfz-Bereich oft als Schlussleuchten, Bremsleuchten oder Blinkleuchten eingesetzt. Die Verwendung der Schaltungsanordnung sowie der Leiterplatten mit einer solchen Schaltungsanordnung ist jedoch nicht auf die genannten Beispiele beschränkt. The circuit arrangements are often used in the automotive field Tail lights, brake lights or turn signals used. The use of the circuit arrangement as well as the Printed circuit boards with such a circuit arrangement is but not limited to the examples mentioned.
Ein Problem bei den bekannten Kfz-Leuchten ergibt sich, wenn eine Leiterplatte mit der Schaltungsanordnung dem Einfluss von Feuchtigkeit oder sogar Nässe ausgesetzt ist. Dieses kann der Fall sein, wenn das Gehäuse der Leuchte aufgrund von Beschädigungen oder Alterung Undichtigkeiten aufweist, durch welche Niederschlagsfeuchtigkeit oder Spritzwasser in die Leuchte eindringt. Oftmals dringen mit der Feuchtigkeit Verunreinigungen wie Schmutz oder Salze in die Leuchte ein. In solchen Fällen können durch elektrochemische Korrosion und Elektrolyse Kriechstrecken auf der Leiterplatte entstehen. Des weiteren können sich leitende Schlämme bilden, die geringe Potentialabstände auf der Leiterplatte, zum Beispiel zwischen Kontakten und Bauteilen, überbrücken. Ist die Leuchte geradezu mit einer salzhaltigen Lösung überflutet, können Ausgasungen, Funken und Lichtbögen sichtbar werden, die in seltenen Fällen bis zum Abbrennen der Leuchte führen können. A problem with the known automotive lights arises when a circuit board with the circuit arrangement the influence exposed to moisture or even wet. This can the case if the housing of the lamp due to Shows signs of damage or aging what rainfall or splashing water in the Light penetrates. Often penetrate with moisture Contamination such as dirt or salts in the lamp. In such cases, electrochemical corrosion and Electrolysis creepage distances arise on the circuit board. Furthermore, conductive sludges can form small potential clearances on the circuit board, for example between contacts and components. Is the Lamp literally flooded with a saline solution, outgassing, sparks and arcs can become visible, which in rare cases lead to the lamp burning down can.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung, die Leiterplatte und die Leuchte selbst, derart zu konstruieren, dass die Gefahr von Kriechstrecken weitgehend ausgeschlossen ist. The invention is therefore based on the object Circuit arrangement, the circuit board and the lamp itself, to be constructed in such a way that there is a risk of creepage distances is largely excluded.
Diese Aufgabe wird zunächst dadurch gelöst, dass die Eingänge der Widerstandsschaltung unmittelbar mit den Versorgungsanschlüssen verbunden ist, dass mit den Ausgängen der Widerstandsschaltung die Eingänge der Diodenschaltung verbunden sind und dass die vorzugsweise in Reihe geschalteten Leuchtdioden an die Ausgänge der Diodenschaltung angeschlossen sind. This task is first solved by the inputs the resistance circuit directly with the Supply connections that are connected to the outputs the resistor circuit the inputs of the diode circuit are connected and that preferably in series switched LEDs to the outputs of the diode circuit are connected.
Der Vorteil der gegenüber dem Stand der Technik vertauschten Anordnung der Diodenschaltung und der Widerstandsschaltung ist folgender: Beim Stand der Technik liegt sowohl an den Versorgungsanschlüssen als auch an den Ein- und Ausgängen der Diodenschaltung eine Spannung an, die der Spannung des Bordnetzes entspricht bzw. geringfügig geringer ist als die Spannung des Bordnetzes. Diese relativ zu der Betriebsspannung der Leuchtdioden hohe Spannung findet sich somit an mehreren Punkten der Schaltungsanordnung. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die Widerstandsschaltung der Diodenschaltung vorgeschaltet. Zwischen den Ausgängen der Widerstandsschaltung fällt dann aber lediglich eine Spannung ab, die im Wesentlichen der Betriebsspannung der Leuchtdioden entspricht. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung findet man die hohe Spannung der Bordnetzes lediglich an den Versorgungsanschlüssen, d. h. an den Eingängen der Widerstandsschaltung. Es gibt somit weniger Punkte, zwischen denen ein vergleichsweise hoher Potentialunterschied besteht. Da sich im Fehlerfall aber für die Bildung von Kriechströmen insbesondere Kriechstrecken zwischen Punkten mit relativ hohen Potentialunterschieden eignen, ist durch die Reduzierung der Punkte der Schaltungsanordnung zwischen denen ein hoher Potentialunterschied besteht, eine geringe Wahrscheinlichkeit von Kriechströmen gegeben. The advantage of being reversed compared to the prior art Arrangement of the diode circuit and the resistance circuit is the following: The state of the art is due to both Supply connections as well as at the inputs and outputs of the Diode circuit to a voltage that corresponds to the voltage of the Electrical system corresponds or is slightly less than that Voltage of the electrical system. This relative to the Operating voltage of the LEDs is high voltage thus at several points in the circuit arrangement. In the circuit arrangement according to the invention is the Resistor circuit upstream of the diode circuit. Then falls between the outputs of the resistance circuit but only a voltage that is essentially the Operating voltage of the LEDs corresponds. In the circuit arrangement according to the invention can be found the high Voltage of the electrical system only to the Supply connections, d. H. at the entrances of the Resistor circuit. So there are fewer points between which have a comparatively high potential difference. Because in the event of a fault, however, the formation of leakage currents especially creepage distances between points with relative high potential differences is due to the Reduction in the points of the circuit arrangement between those there is a high potential difference, a small one Probability of leakage currents given.
Gemäß der Erfindung kann die Widerstandsschaltung zumindest zwei parallel geschaltete Zweige aufweisen, die einerseits mit einem Eingang und andererseits mit einem Ausgang der Widerstandsschaltung verbunden sind. Die Widerstandsschaltung dient, wie eingangs bereits beschrieben, dazu die Spannung des Bordnetzes so zu teilen, dass über den Leuchtdioden lediglich deren Betriebsspannung von abfällt, während die übrige Spannung in der Widerstandsschaltung in Wärme umgesetzt wird. Die Widerstände der Widerstandsschaltung und die Leuchtdioden bilden also einen Spannungsteiler. Dazu ist es bei den aus den Stand der Technik bekannten Schaltungsanordnungen üblich, dass die Widerstände der Widerstandsschaltung unmittelbar hintereinander geschaltet sind. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung können die Widerstände jedoch auf die zwei Zweige der Widerstandsschaltung aufgeteilt werden, so dass die Widerstände in Richtung des Stromflusses vor und hinter den Leuchtdioden angeordnet sind. Diese hat den Vorteil, dass in dem Falle, dass einer der Zweige wegen der Feuchtigkeit kurzgeschlossen wird, der andere Zweig der Widerstandsschaltung die Spannung weiterhin teilt. Die Spannung über den Leuchtdioden erhöht sich dann nur soweit, dass Schaltungsanordnung zunächst funktionstüchtig bleibt. Erfindungsgemäß kann jeder der Zweige zumindest zwei parallel geschaltete Widerstände aufweisen. According to the invention, the resistance circuit can at least have two branches connected in parallel, the one hand with an input and on the other hand with an output of Resistor circuit are connected. The resistance circuit As already described at the beginning, the voltage is used for this of the vehicle electrical system so that it is above the LEDs only their operating voltage drops off while the remaining voltage in the resistance circuit in heat is implemented. The resistances of the resistance circuit and the LEDs form a voltage divider. Is to it with those known from the prior art Circuit arrangements common that the resistors of the Resistor circuit connected in series are. In the circuit arrangement according to the invention can the resistances, however, on the two branches of the Resistor circuit can be divided so that the Resistors in the direction of current flow in front of and behind the LEDs are arranged. This has the advantage that in in the event that one of the branches because of the moisture is shorted, the other branch of the Resistor circuit continues to share the voltage. The The voltage across the LEDs then only increases to the extent that circuitry initially remains functional. According to the invention, each of the branches can have at least two in parallel have switched resistors.
Die Diodenschaltung der elektrische Schaltungsanordnung kann gemäß der Erfindung zwei parallel geschaltete Zweige aufweisen, die einerseits mit einem Eingang und andererseits mit einem Ausgang der Diodenschaltung verbunden sind. Dabei ist in dem einen Zweig eine Diode angeordnet, die gleichsinnig zu den Leuchtdioden geschaltet ist. Diese Diode dient dazu, wie eingangs bereits beschrieben, Spannungsspitzen aufzufangen und so die Leuchtdioden vor einer Beschädigung zu bewahren. The diode circuit of the electrical circuit arrangement can according to the invention two branches connected in parallel have on the one hand with an entrance and on the other hand are connected to an output of the diode circuit. there a diode is arranged in one branch, the is switched in the same direction as the LEDs. This diode serves, as already described at the beginning, To absorb voltage peaks and thus the LEDs prevent damage.
Gemäß der Erfindung kann die elektrische Schaltungsanordnung eine Gleichrichterbrückenschaltung als Diodenschaltung aufweisen. Damit ist möglich, die Schaltungsanordnung unabhängig von der Polung an das Bordnetz anzuschließen. According to the invention, the electrical circuit arrangement a rectifier bridge circuit as a diode circuit exhibit. This makes the circuit arrangement possible to be connected to the vehicle electrical system regardless of polarity.
Die erfindungsgemäße elektrische Schaltungsanordnung ist vorteilhaft in einer Leiterplatte verwirklicht. Die Leiterplatte weist dazu die Versorgungsanschlüsse vorzugsweise auf der Oberseite der Leiterplatte auf. Die Bereiche sind gemäß der Erfindung in gegenüberliegenden Bereichen angeordnet. Die Bereiche mit den Versorgungsanschlüssen können dazu diagonal gegenüber liegen. The electrical circuit arrangement according to the invention is advantageously realized in a printed circuit board. The The circuit board has the supply connections preferably on the top of the circuit board. The Areas are in opposite according to the invention Areas arranged. The areas with the Supply connections can be diagonally opposite.
Die Zweige der Widerstandsschaltung können ebenfalls in gegenüberliegenden Bereichen angeordnet sein. Auch die Bereiche mit den Zweigen den Widerstandsschaltung können diagonal gegenüber liegen. The branches of the resistance circuit can also be in opposite areas to be arranged. Also the Areas with the branches of the resistance circuit can lie diagonally opposite.
In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Leiterplatte zwischen den jeweiligen Bereichen mit den Versorgungsanschlüssen und/oder den Zweigen der Widerstandsschaltung ein oder mehrfach mit Schlitzen versehen. Diese Schlitze verhindern, dass sich Kriechstromstrecken auf der Oberseite der Leiterplatte bilden können. In a particularly preferred embodiment, the PCB between the respective areas with the Supply connections and / or the branches of the Resistor circuit one or more times with slots Mistake. These slots prevent it from moving Form leakage current paths on the top of the circuit board can.
Eine derartige Leiterplatte kann in einer Leuchte mit einem Gehäuseunterteil, einem zumindest teilweise transparenten Gehäuseoberteil eingesetzt sein. Das Gehäuseoberteil und/oder das Gehäuseunterteil kann dann gemäß der Erfindung Stege aufweisen, die auf der Oberfläche der Leiterplatte aufliegen oder in die Schlitze der Leiterplatte eingreifen. Die auf der Oberfläche der Leiterplatte aufliegenden oder in die Schlitze eingreifenden Stege unterbinden einen Feuchtigkeitstransport innerhalb der Leuchte, in dem sie Bereiche der Leuchte zumindest teilweise gegeneinander abschotten. Such a circuit board can in a lamp with a Lower housing part, an at least partially transparent Upper part of the housing must be used. The upper housing part and / or the lower housing part can then webs according to the invention have, which rest on the surface of the circuit board or engage in the slots on the circuit board. The one on the Surface of the circuit board lying on or in the slots engaging bars prevent moisture transport inside the lamp in which they are areas of the lamp at least partially isolate each other.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen Other features and advantages of the present invention become clear from the description below preferred embodiments with reference to the enclosed illustrations. Show in it
Fig. 1 einen Schaltplan der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und Fig. 1 is a circuit diagram of the circuit arrangement according to the invention and
Fig. 2 eine schematischen Darstellung einer Leiterplatte. Fig. 2 is a schematic representation of a circuit board.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist eine Widerstandsschaltung 1 aus Widerständen 11, 12, 13, 14 auf. Zwischen den beiden Eingängen 15, und 16, die gleichzeitig auch die Versorgungsanschlüsse der Schaltungsanordnung bilden, und den beiden Ausgängen 25, 26 der Widerstandsschaltung 1 ist eine Parallelschaltung aus jeweils zwei Widerstände vorgesehen. Zwischen dem Eingang 15 und dem Ausgang 25 sind die Widerstände 11, 12 in Parallelschaltung angeordnet, während die Widerstände 13, 14 parallel zwischen den Eingang 16 und den Ausgang 26 geschaltet sind. First, reference is made to FIG. 1. The circuit arrangement according to the invention has a resistance circuit 1 made up of resistors 11 , 12 , 13 , 14 . Between the two inputs 15 and 16, which at the same time also form the supply connections of the circuit arrangement, and the two outputs 25 , 26 of the resistance circuit 1 , a parallel connection of two resistors is provided. The resistors 11 , 12 are arranged in parallel between the input 15 and the output 25 , while the resistors 13 , 14 are connected in parallel between the input 16 and the output 26 .
Die Ausgänge 15, 16 der Widerstandsschaltung 1 bilden zugleich Eingänge einer Diodenschaltung 2 aus Dioden 21, 22, 23, 24 wobei die Dioden 21, 22, 23, 24 in einer Gleichrichterbrückenschaltung angeordnet sind. Ausgänge der Gleichrichterbrückenschaltung bilden dabei zugleich die Ausgänge 35, 36 der Diodenschaltung. The outputs 15 , 16 of the resistance circuit 1 also form inputs of a diode circuit 2 composed of diodes 21 , 22 , 23 , 24 , the diodes 21 , 22 , 23 , 24 being arranged in a rectifier bridge circuit. Outputs of the rectifier bridge circuit also form the outputs 35 , 36 of the diode circuit.
Die Ausgänge 35, 36 der Diodenschaltung 2 sind über Leuchtdioden 31, 32 miteinander verbunden. The outputs 35 , 36 of the diode circuit 2 are connected to one another via light-emitting diodes 31 , 32 .
Die beschriebene Anordnung der Widerstandsschaltung 1, der Diodenschaltung 2 und der Leuchtdioden 31, 32 hat den den Vorteil, dass die im Vergleich zu der über den Leuchtdioden 31, 32 abfallende an den Versorgungsanschlüssen 15, 16 anliegende hohe Spannung kein weiteres Mal in der Schaltung auftritt. Die Möglichkeit von Kriechstrecken mit einem Spannungsabfall in Höhe der Spannung an den Versorgungsanschlüssen 15, 16 ist damit auf eine Kriechstrecke zwischen den Versorgungsanschlüssen reduziert. The arrangement of the resistor circuit 1 , the diode circuit 2 and the light-emitting diodes 31 , 32 described has the advantage that the high voltage present across the light-emitting diodes 31 , 32 and present at the supply connections 15 , 16 does not occur again in the circuit , The possibility of creepage distances with a voltage drop in the amount of the voltage at the supply connections 15 , 16 is thus reduced to a creepage distance between the supply connections.
Durch die Aufteilung des für die Reduzierung der Spannung an den Versorgungsanschlüssen notwendige ohmschen Widerstands auf zwei (zwar unter Zwischenschaltung der Diodenschaltung 2 und der Leuchtdioden 31, 32) hintereinander geschaltete Widerstandzweige 11, 12 bzw. 13, 14 an Stelle eines einzigen Vorwiderstands - wie aus dem Stand der Technik bekannt - ist, dass bei Kurzschluss eines Widerstandszweigs die Spannung zumindest wegen des anderen Widerstansdzweigs reduziert wird. By dividing the ohmic resistance required for the reduction of the voltage at the supply connections into two (with the interposition of the diode circuit 2 and the light emitting diodes 31 , 32 ) connected in series resistor branches 11 , 12 and 13 , 14 instead of a single series resistor - as if is known in the prior art - that when a resistance branch is short-circuited, the voltage is reduced at least because of the other resistance branch.
Aus der schematischen Darstellung der Fig. 2 ist ersichtlich, wie die Bauelement einer Schaltungsanordnung nach Fig. 1 auf einer erfindungsgemäßen Leiterplatte 4 angeordnet sind. Die Versorgungsanschlüsse 15, 16 sind dazu in diagonal gegenüber liegenden Bereichen 41, 42 der Leiterplatte 4 vorgesehen. From the schematic illustration of FIG. 2 is seen how the device of a circuit arrangement according to Fig. 1 are arranged on a printed circuit board 4 according to the invention. For this purpose, the supply connections 15 , 16 are provided in diagonally opposite regions 41 , 42 of the printed circuit board 4 .
Unmittelbar in der Nähe der Versorgungsanschlüsse 15, 16 sind die Widerstände 11, 12 bzw. 13, 14 angebracht, so dass möglichst kurze Leiterbahnen zwischen den Versorgungsanschlüssen 15, 16 und den Widerständen 11, 12, 13, 14 bestehen. Dieses ist vorteilhaft, da so die Leiterbahnen die hohe Spannungen führen kurz und lokal begrenzt sind, was die Bildung von Kriechstrecken hemmt. Ferner sind die Bereiche der Versorgungsanschlüsse 15, 16 und der Widerstände 11, 12, 13, 14 - also die Bereiche mit den vergleichsweise hohen Spannungen - durch Schlitze 43 in der Leiterplatte 4 von den übrigen Bereichen der Leiterplatte 4abgegrenzt. Auch hierdurch wird die Bildung von Kriechstrecken erschwert. Insbesondere werden die Versorgungsanschlüsse 15, 16 bei einer teilweisen Überflutung der Leiterplatte 4 in senkrechtem Einbau nicht kurzgeschlossen. The resistors 11 , 12 and 13 , 14 are attached directly in the vicinity of the supply connections 15 , 16 , so that the shortest possible conductor paths exist between the supply connections 15 , 16 and the resistors 11 , 12 , 13 , 14 . This is advantageous since the conductor tracks carrying the high voltages are short and locally limited, which inhibits the formation of creepage distances. Further, the portions of the supply ports 15, 16 and the resistors 11, 12, 13, 14 - that is, the areas with the comparatively high voltages - delimited by slots 43 in the circuit board 4 from the other regions of the circuit board. 4 This also makes the formation of creepage distances difficult. In particular, the supply connections 15 , 16 are not short-circuited in the event of a partial flooding of the printed circuit board 4 in a vertical installation.
Darüber hinaus sind die Bauelemente so angeordnet, dass keine Leiterbahnen unter den Bauelementen hindurch geführt werden. Weiter sind die Kupferflächen verzichtet worden sowie Versorgungsanschlüsse 15, 16 sind möglichst klein gehalten worden, so dass sich hier nur im geringen Maße Ausgangspunkte für Kriechstrecken bieten. In addition, the components are arranged in such a way that no conductor tracks are passed under the components. Furthermore, the copper surfaces have been dispensed with and supply connections 15 , 16 have been kept as small as possible, so that starting points for creepage distances are only available to a small extent here.
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