DE102012222958A1 - Method and device for operating a lighting device of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (10) eines Kraftfahrzeugs, wobei mehrere Halbleiterlichtquellen (22) parallel zueinander geschaltet sind und eingeschaltete Halbleiterlichtquellen (22) durch mindestens eine Stromquelle (32) mit Energie versorgt werden. Dabei werden sämtliche eingeschalteten Halbleiterlichtquellen (22) durch eine gemeinsame Stromquelle (32) mit Energie versorgt, wobei durch die Stromquelle (32) in Abhängigkeit von der Anzahl der eingeschalteten Halbleiterlichtquellen (22) ein vorgebbarer Summenbetriebsstrom zur Verfügung gestellt wird. Es wird also lediglich der Summenbetriebsstrom gesteuert. In den einzelnen Pfaden (38), in denen die Halbleiterlichtquellen (22) angeordnet sind, werden gezielt definierte elektrische Eigenschaften eingestellt, so dass sich der Summenbetriebsstrom automatisch auf die Pfade (38) aufteilt und sich der gewünschte individuelle Betriebsstrom in dem jeweiligen Pfad (38) einstellt.The invention relates to a method for operating a lighting device (10) of a motor vehicle, several semiconductor light sources (22) being connected in parallel to one another and switched on semiconductor light sources (22) being supplied with energy by at least one current source (32). All of the semiconductor light sources (22) that are switched on are supplied with energy by a common current source (32), the current source (32) providing a predeterminable total operating current as a function of the number of semiconductor light sources (22) that are switched on. So only the total operating current is controlled. In the individual paths (38) in which the semiconductor light sources (22) are arranged, specifically defined electrical properties are set so that the total operating current is automatically divided into the paths (38) and the desired individual operating current is divided in the respective path (38 ) sets.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei mehrere Halbleiterlichtquellen der Beleuchtungseinrichtung parallel zueinander geschaltet sind und eingeschaltete Halbleiterlichtquellen durch mindestens eine Stromquelle mit Energie versorgt werden. Außerdem betrifft die Erfindung eine elektrische Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9 sowie eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.The present invention relates to a method for operating a lighting device of a motor vehicle, wherein a plurality of semiconductor light sources of the lighting device are connected in parallel to each other and switched semiconductor light sources are powered by at least one power source with energy. Moreover, the invention relates to an electrical control and / or regulating device for operating a lighting device of a motor vehicle according to the preamble of claim 9 and a lighting device of a motor vehicle according to the preamble of claim 11.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenartige Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge bekannt. So unterscheidet man zwischen Scheinwerfern und Leuchten. Scheinwerfer sind im Frontbereich eines Fahrzeugs angeordnet. Sie dienen neben der Verkehrssicherheit durch eine Sichtbarmachung des Fahrzeugs für andere Verkehrsteilnehmer insbesondere der Ausleuchtung der Fahrbahn vor dem Fahrzeug, insbesondere in Form von Abblendlicht, Fernlicht, Nebellicht oder einer beliebig anderen, bspw. adaptiven Lichtverteilung, um die Sicht für den Fahrer des Fahrzeugs zu verbessern. Various lighting devices for motor vehicles are known from the prior art. How to distinguish between headlights and lights. Headlamps are located in the front of a vehicle. They serve in addition to road safety by visualizing the vehicle for other road users in particular the illumination of the road ahead of the vehicle, especially in the form of low beam, high beam, fog light or any other, eg. Adaptive light distribution to the view for the driver of the vehicle improve.
Leuchten dienen überwiegend der Verkehrssicherheit durch Sichtbarmachung des Fahrzeugs für andere Verkehrsteilnehmer. So werden Bugleuchten im Frontbereich des Fahrzeugs beispielsweise als Positionslicht, Blinklicht oder Tagfahrlicht und Heckleuchten im Heckbereich des Fahrzeugs beispielsweise als Bremslicht, Rückleuchte oder Blinklicht eingesetzt. Die Bugleuchten können dabei in einem Scheinwerfer integriert sein, sie können aber auch als separate Leuchten ausgebildet und im Frontbereich des Fahrzeugs angeordnet sein. Eine Leuchte kann eine oder mehrere Leuchtenfunktionen erfüllen. In einer Heckleuchte sind üblicherweise mehrere Leuchtenfunktionen integriert. Lights are mainly used for traffic safety by visualizing the vehicle for other road users. Thus, front lights in the front of the vehicle, for example, as a position light, flashing or daytime running lights and tail lights in the rear of the vehicle, for example, as a brake light, tail light or flashing light used. The front lights can be integrated in a headlight, but they can also be designed as separate lights and arranged in the front of the vehicle. A luminaire can fulfill one or more luminaire functions. In a tail light usually several lighting functions are integrated.
Scheinwerfer können als Lichtquelle bspw. mindestens eine Glühlampe, Halogenlampe oder Gasentladungslampe aufweisen; Leuchten können als Lichtquelle z.B. Glühlampen aufweisen. Scheinwerfer und Leuchten werden aber auch mehr und mehr mit Halbleiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden (LEDs), als Lichtquelle betrieben. Zur Erzeugung einer Lichtverteilung einer gewünschten Breite und Lichtstärke können dabei auch mehrere Halbleiterlichtquellen matrixartig zu einem Array zusammengefasst und betrieben werden. Dabei ist es möglich, dass temporär nur ein Teil der in dem Array angeordneten Halbleiterlichtquellen gleichzeitig betrieben wird. Headlamps may have at least one incandescent lamp, halogen lamp or gas discharge lamp as a light source, for example; Luminaires can be used as light source e.g. Have light bulbs. But headlights and lights are also more and more with semiconductor light sources, in particular light emitting diodes (LEDs), operated as a light source. To generate a light distribution of a desired width and light intensity, a plurality of semiconductor light sources can also be combined into an array and operated in a matrix-like manner. It is possible that temporarily only a part of the semiconductor light sources arranged in the array is operated simultaneously.
Ein sog. Halbleiterchip umfasst eine oder mehrere Halbleiterlichtquellen. Die Halbleiterlichtquellen bzw. die Halbleiterchips werden im Stand der Technik bevorzugt in mehreren parallel zueinander geschalteten Pfaden betrieben, wobei jeder Pfad mindestens eine Halbleiterlichtquelle umfasst. Zur elektrischen Energieversorgung werden die Halbleiterlichtquellen entweder durch eine Stromquelle pro Halbleiterchip (umfassend eine oder mehrere Leuchtdioden) bzw. pro Pfad oder durch eine für alle Pfade gemeinsame Spannungsquelle betrieben, wobei im letzteren Fall in den Pfaden Schaltelemente angeordnet sind und der Betriebsstrom je Pfad durch Öffnen bzw. Schließen der Schaltelemente geregelt wird, wobei sich der Betriebsstrom durch einen Mittelwertbildung ergibt. Dazu ist in der Regelungsschaltung eine hohe Abtastrate zur Ermittlung der aktuellen Stromwerte sowie einen Integrator zur Mittelwertbildung erforderlich.A so-called semiconductor chip comprises one or more semiconductor light sources. The semiconductor light sources or the semiconductor chips are preferably operated in the prior art in a plurality of paths connected in parallel with each path comprising at least one semiconductor light source. For electrical power supply, the semiconductor light sources are operated either by a current source per semiconductor chip (comprising one or more light-emitting diodes) or per path or by a common voltage source for all paths, in the latter case switching elements are arranged in the paths and the operating current per path by opening or closing the switching elements is regulated, wherein the operating current results by averaging. For this purpose, a high sampling rate for determining the current current values and an integrator for averaging is required in the control circuit.
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass sie besonders effizient betrieben werden kann. Dabei sollten der Schaltungsaufwand und der erforderliche Bauraum möglichst gering sein. The object of the invention is to design a lighting device of the type mentioned in such a way and to further develop that it can be operated very efficiently. The circuit complexity and the required installation space should be as low as possible.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, in dem sämtliche eingeschalteten Halbleiterlichtquellen durch eine gemeinsame Stromquelle mit Energie versorgt werden, wobei durch die Stromquelle entsprechend der Anzahl der eingeschalteten Halbleiterlichtquellen ein vorgebbarer Summenbetriebsstrom zur Verfügung gestellt wird. To solve this problem, a method for operating a lighting device of the aforementioned type is proposed, in which all switched semiconductor light sources are powered by a common power source with energy, wherein a predetermined total operating current is provided by the power source corresponding to the number of semiconductor light sources turned on.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird einerseits der Schaltungsaufwand reduziert, indem mehrere Halbleiterlichtquellen, bspw. alle Halbleiterlichtquellen eines LED-Arrays, durch eine einzige Stromquelle mit Energie versorgt werden. Den Halbleiterlichtquellen individuell zugeordnete Stromquellen sind nicht mehr nötig. Andererseits kann der nötige Summenbetriebsstrom zum Betreiben aller eingeschalteten Halbleiterlichtquellen in einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung ermittelt werden und anschließend die Stromquelle derart geschaltet werden, dass jede Halbleiterlichtquelle ordnungsgemäß mit einer passenden konstante Stromstärke betrieben werden kann. Dabei stellt die Steuer- und/oder Regeleinrichtung einen Summenbetriebsstrom für alle Halbleiterlichtquellen bzw. für alle parallel zueinander geschalteten Pfade zur Verfügung. Der durch die Stromquelle erzeugte Summenbetriebsstrom ist also durch Signale der Steuer- und/oder Regeleinrichtung je nach der Anzahl der eingeschalteten Halbleiterlichtquellen vorgebbar. Der Summenbetriebsstrom kann somit gesteuert oder mit einer verringerten Anzahl an Bauteilen und einer deutlich größeren Abtastrate als bisher erforderlich geregelt werden. Insbesondere kann bei der Erfindung auf einen Integrator zur Mittelwertbildung verzichtet werden. Durch die geringere Ansteuerfrequenz steigt zudem die Energieeffizienz der verwendeten Komponenten. By the method according to the invention, on the one hand, the circuit complexity is reduced by supplying a plurality of semiconductor light sources, for example all semiconductor light sources of an LED array, with energy by a single current source. The semiconductor light sources individually assigned power sources are no longer necessary. On the other hand, the necessary sum operating current for operating all switched semiconductor light sources can be determined in a control and / or regulating device and then the current source can be switched in such a way that Each semiconductor light source can be operated properly with a suitable constant current. In this case, the control and / or regulating device provides a sum operating current for all semiconductor light sources or for all paths connected in parallel with one another. The sum operating current generated by the current source can therefore be predetermined by signals of the control and / or regulating device, depending on the number of semiconductor light sources that are switched on. The total operating current can thus be controlled or regulated with a reduced number of components and a much greater sampling rate than previously required. In particular, in the invention can be dispensed with an integrator for averaging. The lower drive frequency also increases the energy efficiency of the components used.
Der Summenbetriebsstrom teilt sich dabei automatisch auf die bevorzugt parallel zueinander geschalteten Halbleiterlichtquellen bzw. Pfade mit Halbleiterlichtquellen entsprechend auf. Die elektrischen Eigenschaften der Halbleiterlichtquellen bzw. der Pfade, in denen die Halbleiterlichtquellen angeordnet sind, können auf unterschiedliche Weise eingestellt werden. Dadurch wird der sich in den Halbleiterlichtquellen bzw. den Pfaden ergebende individuelle Betriebsstrom automatisch eingestellt. Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, die bisher übliche aufwendige Regelung der individuellen Betriebsströme in den einzelnen Halbleiterlichtquellen bzw. Pfaden durch eine einzige, für sämtliche Halbleiterlichtquellen und Pfade gemeinsame Summenstromregelung zu ersetzen. Dabei ist nur noch eine gemeinsame Stromquelle für alle Pfade bzw. alle Halbleiterlichtquellen erforderlich, deren Betriebsstrom gesteuert und/oder geregelt wird, und auf einen Integrator kann verzichtet werden. Durch den dadurch reduzierten Schaltungsaufwand werden eine deutliche Kosten- und Bauraumreduzierung und eine verbesserte Effizienz erreicht. In this case, the sum operating current is divided automatically into the semiconductor light sources or paths with semiconductor light sources, which are preferably connected in parallel with one another. The electrical properties of the semiconductor light sources or of the paths in which the semiconductor light sources are arranged can be set in different ways. As a result, the individual operating current resulting in the semiconductor light sources or the paths is automatically adjusted. The invention is based on the idea to replace the hitherto customary complicated control of the individual operating currents in the individual semiconductor light sources or paths by a single, common for all semiconductor light sources and paths total current control. In this case, only one common current source is required for all paths or all semiconductor light sources whose operating current is controlled and / or regulated, and an integrator can be dispensed with. As a result of the reduced circuit complexity, a clear cost and space reduction and improved efficiency are achieved.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sämtliche eingeschaltete Halbleiterlichtquellen mit einer identischen Betriebsstromstärke betrieben werden. Wenn die Halbleiterlichtquellen in mehreren parallel zueinander geschalteten Pfaden angeordnet sind, sind die individuellen Betriebsstromstärken in den einzelnen Pfaden gleich groß. Dazu kann die Beleuchtungseinrichtung bevorzugt derart ausgebildet sein, dass jeweils eine gleiche Anzahl von Halbleiterlichtquellen, vorzugsweise alle des gleichen Typs, in mehreren parallel zueinander geschalteten Pfaden der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist. In a preferred embodiment, it is provided that all switched semiconductor light sources are operated with an identical operating current. If the semiconductor light sources are arranged in a plurality of parallel paths, the individual operating currents in the individual paths are the same. For this purpose, the illumination device may preferably be designed such that in each case an equal number of semiconductor light sources, preferably all of the same type, is arranged in a plurality of parallel paths of the illumination device.
Halbleiterlichtquellen des gleichen Typs haben vorzugsweise die gleichen elektrischen Eigenschaften. Damit haben auch die Pfade die gleichen elektrischen Eigenschaften. Als elektrische Eigenschaft wird hier insbesondere der ohmsche Widerstand des Pfads bzw. der darin angeordneten Halbleiterlichtquellen betrachtet. Dadurch wird erreicht, dass sich der von der Stromquelle erzeugte Summenbetriebsstrom gleichmäßig auf alle Pfade aufteilt. Durch die identische Betriebsstromstärke für die Pfade bzw. die Halbleiterlichtquellen kann erreicht werden, dass alle eingeschalteten Halbleiterlichtquellen mit der gleichen Helligkeit strahlen, was zu einer besonders homogenen Lichtverteilung und Farbe des von der Beleuchtungseinrichtung erzeugten Lichts führt. Semiconductor light sources of the same type preferably have the same electrical properties. Thus, the paths have the same electrical properties. As an electrical property, in particular the ohmic resistance of the path or the semiconductor light sources arranged therein is considered here. This ensures that the sum of the operating current generated by the power source evenly divided on all paths. Due to the identical operating current intensity for the paths or the semiconductor light sources, it can be achieved that all switched semiconductor light sources radiate with the same brightness, which leads to a particularly homogeneous light distribution and color of the light generated by the illumination device.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass mindestens einer der Halbleiterlichtquellen bzw. mindestens einem der zueinander parallel geschalteten Pfade ein Schalter zugeordnet ist, durch den der Stromfluss durch die Halbleiterlichtquelle ein- und ausgeschaltet werden kann. Vorzugsweise ist allen Halbleiterlichtquellen bzw. allen Pfaden ein eigener Schalter zugeordnet. Die Schalter sind dabei bevorzugt als elektrisch ansteuerbare Schalter, insbesondere als Transistoren oder Thyristoren ausgebildet. Die Schalter werden vorzugsweise mittels eines elektrischen Ansteuersignals einer elektrischen Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Beleuchtungseinrichtung angesteuert. In einem Pfad sind die Schalter bevorzugt in Reihe mit der in dem Pfad angeordneten mindestens einen Halbleiterlichtquelle angeordnet. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann dabei so viele Halbleiterlichtquellen bzw. Pfade der Beleuchtungseinrichtung einschalten, wie Halbleiterlichtquellen zur Realisierung einer gewünschten Lichtverteilung bzw. Lichtfunktion der Beleuchtungseinrichtung nötig bzw. gewünscht sind. Die Steuer- und Regeleinrichtung hat also Kenntnis über die Anzahl der aktivierten Pfade bzw. der eingeschalteten Halbleiterlichtquellen und kann auf besonders einfache Weise den Summenbetriebsstrom mittels Steuerung oder vereinfachter Regelung einstellen. Der Summenbetriebsstrom der Stromquelle wird dabei durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung derart ermittelt und eingestellt, dass sichergestellt wird, dass durch jede Halbleiterlichtquelle bzw. durch alle in einem Pfad angeordnete Halbleiterlichtquellen ein Betriebsstrom fließt, der für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Halbleiterlichtquelle(n) in der erforderlichen bzw. gewünschten Weise, d.h. zur Erzeugung der gewünschten Lichtverteilung und der gewünschten Lichtfarbe etc., nötig ist. According to the invention, it is further provided that at least one of the semiconductor light sources or at least one of the paths connected in parallel to one another is assigned a switch, by means of which the current flow through the semiconductor light source can be switched on and off. Preferably, all semiconductor light sources or all paths associated with a separate switch. The switches are preferably designed as electrically controllable switches, in particular as transistors or thyristors. The switches are preferably controlled by means of an electrical drive signal of an electrical control and / or regulating device of the illumination device. In one path, the switches are preferably arranged in series with the at least one semiconductor light source arranged in the path. The control and / or regulating device can switch on as many semiconductor light sources or paths of the illumination device as semiconductor light sources are necessary or desired for realizing a desired light distribution or light function of the illumination device. The control and regulating device thus has knowledge of the number of activated paths or the switched semiconductor light sources and can adjust the total operating current by means of control or simplified control in a particularly simple manner. The total operating current of the current source is determined and set by the control and / or regulating device in such a way that it is ensured that an operating current flows through each semiconductor light source or through all the semiconductor light sources arranged in a path, which for proper operation of the semiconductor light source (s). in the required or desired manner, ie to produce the desired light distribution and the desired light color, etc., is necessary.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Betriebsstromstärke zum Betreiben mindestens einer der Halbleiterlichtquellen bzw. der Halbleiterlichtquellen mindestens eines der Pfade mittels eines in Reihe zu der mindestens einen Halbleiterlichtquelle angeordneten ohmschen Widerstands eingestellt wird. Dabei können in der Beleuchtungseinrichtung auch unterschiedliche Typen von Halbleiterlichtquellen mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften verwendet werden. Die unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften der Halbleiterlichtquellen können sich auch aufgrund von Fertigungstoleranzen ergeben. Die unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften der Halbleiterlichtquellen können durch die Wahl und das Anordnen eines geeigneten Widerstands, vorzugsweise eines ohmschen Widerstands, in Reihe zu den Halbleiterlichtquellen bzw. in einem Pfad der Halbleiterlichtquellen berücksichtigt und deren Auswirkungen kompensiert werden. Auch eine unterschiedliche Anzahl von Halbleiterlichtquellen in den einzelnen Pfaden kann durch die Anordnung geeigneter Widerstände berücksichtigt werden. Mindestens einer der ohmschen Widerstände kann zudem temperaturabhängig veränderbar sein, um bspw. einem veränderten Widerstand der Halbleiterlichtquelle(n) in einem Pfad Rechnung zu tragen, der sich während des Betriebs der Halbleiterlichtquelle und die damit verbundene Erwärmung erhöht. Zu Beginn des Betriebs kann der ohmsche Widerstand größer sein und durch Erwärmen kleiner werden, so dass die Summe aus ohmschem Widerstand und Widerstand der Halbleiterlichtquellen und damit auch die Stromstärke in dem Pfad bzw. durch die Halbleiterlichtquelle(n) des Pfads von Beginn an über die gesamte Betriebsdauer in etwa konstant bleibt. Vorzugsweise sind die ohmschen Widerstände in Reihe zu den Halbleiterlichtquellen bzw. in den Pfaden so gewählt, dass sich in den einzelnen Pfaden der Beleuchtungseinrichtung gleich große Betriebsströme einstellen.Furthermore, it is provided that the operating current intensity for operating at least one of the semiconductor light sources or the semiconductor light sources of at least one of the paths is adjusted by means of an ohmic resistor arranged in series with the at least one semiconductor light source. In this case, different types of semiconductor light sources with different electrical properties can also be used in the illumination device be used. The different electrical properties of the semiconductor light sources can also result due to manufacturing tolerances. The different electrical properties of the semiconductor light sources can be taken into account by selecting and arranging a suitable resistor, preferably an ohmic resistor, in series with the semiconductor light sources or in a path of the semiconductor light sources and compensating their effects. Also, a different number of semiconductor light sources in the individual paths can be taken into account by the arrangement of suitable resistors. At least one of the ohmic resistors may also be temperature-dependent changeable in order, for example, to take into account a changed resistance of the semiconductor light source (s) in a path which increases during operation of the semiconductor light source and the associated heating. At the beginning of operation, the ohmic resistance may be greater and smaller by heating, so that the sum of ohmic resistance and resistance of the semiconductor light sources and thus the current in the path or by the semiconductor light source (s) of the path from the beginning over the total operating time remains approximately constant. The ohmic resistors are preferably selected in series with the semiconductor light sources or in the paths such that equal operating currents are established in the individual paths of the illumination device.
Denkbar ist allerdings auch, dass die Halbleiterlichtquellen so toleriert sind, dass sich die Summenbetriebsstromstärke innerhalb eines tolerierbaren Wertebereichs automatisch und im Wesentlichen gleichmäßig auf die einzelnen Pfade aufteilt. However, it is also conceivable that the semiconductor light sources are tolerated so that the total operating current strength is automatically and substantially evenly distributed over the individual paths within a tolerable value range.
Ferner ist vorgesehen, dass die Betriebsstromstärke zum Betreiben mindestens einer der Halbleiterlichtquellen eines Pfads mittels pfadweiser Pulsweitenmodulation eingestellt wird. Dazu ist in jedem der parallel zueinander geschalteten Pfade ein Schaltelement angeordnet. Dabei handelt es sich beispielsweise um ein mittels eines Ansteuersignals der Steuer- oder Regeleinrichtung ansteuerbares Schaltelement, das vorzugsweise mit einer relativ hohen Frequenz schalten kann. Insbesondere ist das Schaltelement als ein Transistor oder als Thyristor oder als ein Netzwerk mit mehreren solcher Schaltelemente ausgebildet. Vorzugsweise wird in jeden Pfad die aktuelle Stromstärke ermittelt und in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung ausgewertet. Die Ermittlung der aktuellen Stromstärke in einem Pfad kann anhand der Anzahl und Anordnung der aktivierten bzw. deaktivierten Halbleiterlichtquellen, die der Steuer- oder Regeleinrichtung bekannt sind, auf einfache Weise ermittelt werden, ohne dass es einer ständigen Strommessung mit hoher Abtastrate bedarf. Anschließend wird das in dem Pfad angeordnete Schaltelement entsprechend angesteuert, so dass der Strom wechselweise ein- bzw. ausgeschaltet wird und sich über Mittelwertbildung der ein- bzw. ausgeschalteten Zeiträume der gewünschte individuelle Betriebsstrom in dem Pfad einstellt. Eine Pulsweitenmodulation des Summenbetriebsstroms der Stromquelle ist ebenfalls denkbar, wobei dann ein gemeinsames Schaltelement für alle Pfade vorgesehen ist, das mittels eines entsprechenden Ansteuersignals von der Steuer- oder Regeleinrichtung in Abhängigkeit von der Anzahl und Anordnung der aktivierten bzw. deaktivierten Halbleiterlichtquellen angesteuert wird. It is further provided that the operating current intensity for operating at least one of the semiconductor light sources of a path is adjusted by means of path-wise pulse width modulation. For this purpose, a switching element is arranged in each of the parallel paths. These are, for example, a switching element which can be activated by means of a control signal of the control or regulating device and which can preferably switch at a relatively high frequency. In particular, the switching element is designed as a transistor or as a thyristor or as a network with a plurality of such switching elements. Preferably, the current intensity is determined in each path and evaluated in the control and / or regulating device. The determination of the current intensity in a path can be easily determined on the basis of the number and arrangement of the activated or deactivated semiconductor light sources, which are known to the control or regulating device, without requiring a constant current measurement with a high sampling rate. Subsequently, the switching element arranged in the path is correspondingly activated so that the current is alternately switched on or off and the desired individual operating current in the path is established by averaging the on or off periods. A pulse width modulation of the sum of the operating current of the current source is also conceivable, then a common switching element is provided for all paths, which is controlled by means of a corresponding drive signal from the control or regulating device in dependence on the number and arrangement of the activated or deactivated semiconductor light sources.
Beim Einstellen des Tastgrades der Pulsweitenmodulation in den einzelnen Pfaden kann eine Lichtanforderung der Beleuchtungseinrichtung für die einzelnen Halbleiterlichtquellen berücksichtigt werden. Dabei wird z.B. ein Betriebsstrom in den Pfaden in Abhängigkeit von der Lichtanforderung durch einen Regelalgorithmus mittels der in den Pfaden angeordneten Schaltelemente pulsweitenmoduliert. Wenn auch der Summenbetriebsstrom über eine Pulsweitenmodulation geregelt wird, können sich die beiden Tastgrade (der Summenbetriebsstromregelung und der Individualbetriebsstromregelung der einzelnen Pfade) überlagern. Ferner ist es denkbar, dass einzelnen Pfade und die darin angeordneten Halbleiterlichtquellen in Abhängigkeit von der gewünschten Lichtfunktion gezielt ein- bzw. ausgeschaltet werden.When setting the duty cycle of the pulse width modulation in the individual paths, a light request of the illumination device for the individual semiconductor light sources can be taken into account. In doing so, e.g. an operating current in the paths in response to the light request by a control algorithm by means of the arranged in the paths switching elements pulse width modulated. If the total operating current is also controlled by pulse width modulation, the two duty cycles (the total operating current control and the individual operating current control of the individual paths) can be superimposed. Furthermore, it is conceivable that individual paths and the semiconductor light sources arranged therein can be selectively switched on or off depending on the desired light function.
Wichtige Aspekte der Erfindung sind also die folgenden:
- – Eine gemeinsame Stromquelle für alle parallel geschalteten Pfade und die darin angeordneten aktivierten Halbleiterlichtquellen.
- – Keine aufwendige Regelung des Summenbetriebsstroms mit hoher Abtastrate erforderlich; der Summenbetriebsstrom wird in Abhängigkeit von der Anzahl der aktivierten Halbleiterlichtquellen gesteuert oder mit geringerer Ansteuerfrequenz geregelt.
- – Zusätzlich zur Einstellung des Summenbetriebsstroms Einstellen des individuellen Betriebsstroms pro Pfad für die darin angeordneten Halbleiterlichtquelle(n).
- – Einstellen des individuellen Betriebsstroms mittels pfadweiser Pulsweitenmodulation.
- – Als Alternative Einstellen des individuellen Betriebsstroms pro Pfad mittels pfadweiser Anpassung der elektrischen Eigenschaften, insbesondere des ohmschen Widerstands, des Pfads durch Anordnen eines geeigneten Widerstands in dem Pfad.
- A common power source for all parallel paths and the activated semiconductor light sources arranged therein.
- No complicated control of the summation operating current with a high sampling rate required; the total operating current is controlled as a function of the number of activated semiconductor light sources or regulated with a lower driving frequency.
- In addition to adjusting the sum operating current, adjusting the individual operating current per path for the semiconductor light source (s) disposed therein.
- - Setting the individual operating current by means of path-wise pulse width modulation.
- Alternatively, setting the individual operating current per path by adapting the electrical properties, in particular the ohmic resistance, of the path by placing a suitable resistance in the path.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den nachfolgend beschriebenen Figuren dargestellt. Preferred embodiments of the present invention are illustrated in the figures described below.
Es zeigen:Show it:
Die Beleuchtungseinrichtung
Im Inneren des Gehäuses
Das Lichtmodul
Das Lichtmodul
Die Primäroptiken sind bspw. als Vorsatzoptiken
Auf einer den Halbleiterlichtquellen
Das Lichtmodul
In den Pfaden
Die Anzahl der zu aktivierenden LEDs
In der in
Damit die Beleuchtungseinrichtung
Um also unabhängig von einer Anzahl der aktuell eingeschalteten Halbleiterlichtquellen
Zur Steuerung bzw. Regelung des Summenbetriebsstroms kann bspw. in der Betriebsleitung
Die elektrischen Widerstände
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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