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Im Zug der Verbrauchsoptimierung werden derzeit Brennverfahren für Otto-Motoren entwickelt, die den Wirkungsgrad wesentlich verbessern sollen. Dabei sollen Betriebspunkte des Motors erschlossen werden, die bisher aus technischen Gründen nicht erreichbar waren, wie etwa die starke Abmagerung des Kraftstoffgemisches durch Zuführung eines hohen Abgasanteils (Abgasrückführung) bei gleichzeitig sehr hohem Ladedruck des Turboladers (> 2 Bar). Unter solchen Bedingungen ist das Kraftstoffgemisch zwar noch brennbar, jedoch sehr schwer zu zünden. Auch verzögert der geringe Sauerstoffanteil/hohe Stickstoffanteil den Beginn des endothermen Verbrennungsvorganges nach erfolgter exothermer Zündung, so dass der Zeitpunkt des maximalen Brennraumdruckes stark schwankt. Dies führt in der Folge zu einem unruhigen Motorlauf, wobei Zündaussetzer zu beobachten sind, die der Abmagerung deutliche Grenzen setzen.
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Derzeit werden – basierend auf der gebräuchlichen Magnetzündung – Hochleistungszündsysteme eingeführt, deren Zündenergie von derzeit 50 mJ bis 70 mJ auf über 100 mJ gesteigert wurde. Technische Schwierigkeiten sind dabei allerdings eine erhöhte Hochspannungsfestigkeit wegen des höheren Zünddruckes und der erhöhte Elektrodenverschleiß der Zündkerzen, was in den erhöhten Zündströmen begründet ist. Alternativ wurden in der Vergangenheit bereits Zündkonzepte untersucht, bei denen die Entflammung des Kraftstoffgemisches auf der Erzeugung sehr kurzer, extrem energiereicher Laserpulse im Brennraum beruht. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich solche eine Laserzündung besonders gut für die oben beschriebenen schwierigen Zündbedingungen eignet. Dies ist beispielsweise in dem Artikel „Konzeption und Entwicklung einer Laserzündkerze“ von Heinrich Kofler, Johannes Tauer, Ernst Wintner, Institut für Photonik, TU Wien beschrieben.
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Ein Laserzündsystem besteht aus einem oder mehreren Halbleiterlasern, die als Pumplaser verwendet werden und kurze Laserpulse von ca. 300 µs Dauer abstrahlen. Eine Glasfaser leitet die Lichtpulse zu einer im Motor eingebauten Laserzündkerze, die aus einem Neodym YAG-Laser besteht, der zum Brennraum hin mit einem Güteschalter, einer Fokussieroptik und einem optischen Fenster versehen ist. Ist das Inversionsniveau des Neodym YAG-Lasers vollständig besetzt, bleicht der Güteschalter aus und die optische Energie entweicht in Richtung Brennraum als extrem kurzer Impuls von wenigen Nanosekunden Dauer. Die Optik fokussiert den Puls innerhalb des Brennraumes und die dabei entstehende Energie führt zu nicht resonanter Ionisation der Gemischmoleküle. Dies geschieht umso effizienter, je höher die Teilchendichte, d.h. je höher der Zünddruck ist. Üblicherweise wird für jeden Zylinder des Verbrennungsmotors ein Pumplaser, eine Glasfaser und eine Laserzündkerze verwendet. Mittels eines geeigneten Halbleiterschalters wird zur Zündung der jeweils entsprechende Pumplaser aktiviert. Die elektrische Leistung zum Betrieb liegt im Mittel bei etwa 100 W, jedoch ist während des Pumppulses eine Momentanleistung von bis zu 2 KW erforderlich. Heute verfügbare Lasermodule haben eine Betriebsspannung von typisch 9 bis 12 V, was Betriebsströme von bis zu 250 A erforderlich macht, wobei bei manchen Lasermodulen mehrere Laser zu einem Modul zusammengefasst werden, um die erforderliche Leistung zu erreichen.
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Die
DE 10 2007 041 839 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Betrieb von zum Pumpen von Laserzündkerzen geeigneten Halbleiterlasern, wobei eine Anzahl von Halbleiterlasern in Reihe geschaltet sind und mit einer Versorgungsspannung betrieben werden, die aus der Kraftfahrzeugbatterie durch einen stromgeregelten, getakteten Tiefsetzsteller versorgt werden. Da aus dieser Energieversorgung eine der Anzahl an Zylindern im Verbrennungsmotor entsprechende Anzahl von Lasermodulen versorgt werden soll, sind in Serie zu den Lasermodulen geschaltete Auswahlschalter vorgesehen, die aufgrund der sehr hohen Ströme von bis zu 250 A entsprechend leistungsfähig ausgelegt sein müssen und daher kostenträchtig sind.
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Zum Ein- und Ausschalten von in Serie angeordneten Leuchtdioden für die Hintergrundbeleuchtung in Displays ist aus der
DE 11 2010 005 040 T5 bekannt, den Strom durch die Leuchtdioden mittels eines linearen Stromreglers auf einen vorgegebenen Wert und die Spannung an einem als Stellglied fungierendem MOS-Transistor auf einen Wert knapp über dem Triodenbereich zu regeln. Dort wird allerdings eine sehr komplexe Spannungsregelung durchgeführt, die neben der genannten Einstellung der Spannung am Stellgliedtransistor eine Leistungsfaktorkorrektur an einem lediglich gleichgerichteten, aber noch nicht geglätteten Wechselspannungssignal aufweist.
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Für die Ansteuerung von als Kraftstoffeinspritzventilen verwendeten Piezoaktoren sind hohe Spannungen erforderlich, um eine schnelle Aufladung und damit kurze Einspritzzeit zu ermöglichen. Die derzeit realisierten Spannungen von etwa 200 bis 250 V und die für eine präzise Einspritzmenge erforderliche Laderegelung wird gemäß der
EP 1 139 443 B1 mittels eines Hochsetzstellers, der aus der Spannung der Kraftfahrzeugbatterie von etwa 12 bis 14 V die Hochspannung erzeugt und einen nachgeschalteten Tiefsetzsteller als geschalteten Stromregler realisiert.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung zum Betrieb zumindest einer lichtemittierenden Diode anzugeben, die eine ausreichende Leistung zum Pumpen von Laserzündkerzen bei geringem Strom ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst, durch eine Vorrichtung zum Betrieb zumindest einer als Laserdiode ausgebildeten lichtemittierenden Diode, die zwischen einem ersten und einem zweiten Versogungsspannungsanschluss in Serie mit der Laststrecke eines steuerbaren Halbleiterelments und einem Strommesswiderstand verschaltet ist, wobei die Versorgungsspannungsanschlüsse die Ausgangsanschlüsse einer als Gleichspannungshochsetzstelle ausgebildeten Spannungsregelschaltung sind, die eine Versorgungsspannung zur Verfügung stellt, wobei eine Stromregelschaltung für den Strom durch die zumindest eine lichtemittierende Diode vorgesehen ist, deren Stellglied das steuerbare Halbleiterelement ist.
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In erfindungsgemäßer Weise weist die Vorrichtung zum Betrieb einer Laserdiode einen Gleichspannungshochsetzsteller auf, der die Spannung einer Kraftfahrzeugbatterie von etwa 12 bis 14 V Nominalspannung in eine Betriebsspannung von etwa 200V hochsetzt, wodurch sich der Betriebsstrom auf 20 A reduzieren lässt. Für diesen Spannungs-/Strombereich existieren zahlreiche, kostengünstige Halbleiter, so dass sich hier ein besonders vorteilhafter Betrieb erzielen lässt. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird der Betriebsstrom für ein Lasermodul von etwa 10 A für die Dauer von 300 µs aus einem Speicherkondensator bereitgestellt, der am Ausgang der Spannungsregelschaltung verschaltet ist. Dies ist mit handelsüblichen Elektrolydkondensatoren problemlos möglich. Der Gleichspannungshochsetzsteller arbeitet kontinuierlich und muss nur die dem Speicherkondensator entnommene Energie nachliefern. Die Dauerleistung liegt dabei z.B. bei 100 W. Diese Gleichspannungshochsetzsteller dient bezüglich der Laserstrompulse als aktives Filter für das Boardnetz. Lediglich sein dreiecksförmiger Betriebsstrom von z.B. 10 Ass macht eine – allerdings wesentlich kostengünstigere – Filterung der Batteriezuleitung notwendig, als dies bei Strömen von 200 bis 250 A erforderlich wäre.
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Da die Betriebsspannung von Laserdioden abhängig von Temperatur, Alterung, Fertigungstoleranzen etc. schwankt, ist es sinnvoll, den Laser mittels einer Stromregelung zu versorgen, wobei sich die Batteriespannung dann ergibt. Da sich die Spannung am Speicherkondensator des Gleichspannungshochsetzstellers nicht schnell genug verändern lässt, wird in einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ein als Abwärtsregler arbeitender Spannungwandler zwischen den Ausgangskondensator der Spannungsregelschaltung und das Lasermodul geschaltet. Die Regelgröße ist in diesem Fall der Strom durch das Lasermodul. Die Stromregelschaltung ist in erfindungsgemäßer Weise als geschalteter Tiefsetzsteller ausgebildet, wobei die Laststrecke des steuerbaren Halbleiterelements in Serie zu einer Speicherspule zwischen dem ersten Versorgungsspannungsanschluss und der Anode, der zumindest einen lichtemittierenden Diode – der Laserdiode bzw. der als Lasermodul in Serie geschalteten Vielzahl von Laserdioden – und ein Freilaufelement zwischen dem Verbindungsknoten des steuerbaren Halbleiterelements und der Speicherspule und dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss verschaltet ist und ein erster Regler mit dem Steueranschluss des steuerbaren Halbleiterelements und dem nicht mit dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss verbundenen Anschluss des Strommesswiderstandes verbunden ist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zumindest zwei lichtemittierende Dioden vorgesehen, die jeweils in Serie mit einem ansteuerbaren Auswahlschaltelement geschaltet und mit ihren Anoden mit der Speicherspule verbunden sind, wobei der nicht mit der lichtemittierenden Diode verbundene Anschluss des jeweiligen Auswahlschaltelements mit dem Strommesswiderstand verbunden ist.
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Da bei Verwendung der lichtemittierenden Dioden als Pumplaser für Laserzündkerzen pro Laserzündkerze ein solcher Pumplaser erforderlich ist, im Betrieb jedoch immer nur einer aktiv sein muss, können diese in vorteilhafter Weise parallel geschaltet werden und durch zu den jeweiligen Laserdioden in Serie geschaltete Auswahlschalter ausgewählt werden.
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Hierdurch ist nur eine Vorrichtung zum Betrieb mehrerer solcher Lasermodule erforderlich und nur ein Strommesswiderstand, da jeweils nur durch eines der Lasermodule ein Strom fießt.
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Falls die Spannungsunterschiede zwischen den einzelnen Lasermodulen klein genug sind, kann man auf eine geschaltete Stromreglung verzichten und sie durch eine lineare Regelung ersetzen. In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist daher die Stromregelschaltung als lineare Stromregelschaltung ausgebildet und weißt einen zweiten Regler auf, dessen einer Eingang mit dem nicht mit dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss verbundenen Anschluss des Strommesswiderstands, dessen anderer Eingang mit einer Referenzspannung und dessen Ausgang mit dem Steuereingang des steuerbaren Halbleiterelements verbunden ist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführung sind zumindest zwei lichtemittierende Dioden vorgesehen, die jeweils in Serie mit einem steuerbaren Halbleiterelement geschaltet und mit ihren Anoden mit dem ersten Versorgungsspannungsanschluss verbunden sind, wobei der nicht mit der lichtemittierenden Diode verbundene Anschluss des jeweiligen steuerbaren Halbleiterelements mit dem nicht mit dem zweiten Versorgungsanschluss verbundenen Anschluss des Strommesswiderstands verbunden ist und wobei ein erster Multiplexer vorgesehen ist, über den der Ausgang des zweiten Reglers mit den Steuereingängen der zumindest zwei steuerbaren Halbleiterelemente verbunden ist.
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In vorteilhafter Weise können die Auswahltransistoren bei zueinander parallel geschalteten Lasermodulen als Stellglieder für die lineare Stromregelschaltung verwendet werden. Dabei wird durch den Multiplexer zum einen festgelegt, welches Lasermodul aktiviert werden soll und andererseits der Regler mit den zugeordneten als Stellglied fungierenden Auswahlschalter verbunden.
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In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungsknoten der zumindest zwei lichtemittierenden Dioden und der ihnen zugeordneten Halbleiterelemente über einen zweiten Multiplexer mit einem ersten Eingangsanschluss eines dritten Reglers der Spannungsregelschaltung verbunden.
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Durch diesen Spannungsregelkreis wird dafür gesorgt, dass die Spannung an dem Stellglied Halbleiterelementen bzw. den Auswahlhalbleiterelementen auf einen vorgegebenen Minimalwert geregelt wird, bzw. diesen nicht unterschreitet. Dadurch wird erreicht, dass einerseits alle Lasermodule mit einem geregelten Strom betrieben werden und gleichzeitig die Spannung an den – als Stromquellen betriebenen – Auswahl Halbleiterelementen so gering wie möglich ist, um unnötige Verlustleistung zu vermeiden.
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In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist zwischen den Versorgungsspannungsanschlüssen die Serienschaltung eines ersten und eines zweiten Spannungsteilerwiderstandes verschaltet, deren Verbindungspunkt mit einem zweiten Eingangsanschluss des dritten Reglers der Spannungsreglerschaltung verbunden ist. Damit kann dafür gesorgt werden, dass die Ausgangsspannung der Spannungsregelschaltung einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet, wodurch eine unnötige Verlustleistung vermieden wird.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung der Zündung im Trennraum eines Zylinders einer Verbrennungskraftmaschine mittels einer Laserzündkerze,
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2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betrieb einer lichtemittierenden Diode und
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3 eine zweite Ausführungsform einer solchen Vorrichtung.
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1 zeigt in schematischer Weise stellvertretend für einen fremdgezündeten Verbrennungsmotor zwei Zylinder 6, in denen sich ein Kolben 7 hin- und her bewegen kann, um über eine, nicht dargestellte, Pleuelstange eine ebenfalls nicht dargestellte Kurbelwelle anzutreiben. Oberhalb des Kolbens 7 ist ein Verbrennungsraum 10, in den einerseits mittels eines Kraftstoffinjektors 5 Kraftstoff eingespritzt werden kann, der zusammen mit einem durch ein Einlassventil 8 steuerbaren Luftmenge ein brennfähiges Gemisch ergibt, das durch eine Laserzündkerze 4 gezündet werden soll. Die Verbrennungsabgase werden durch ein Auslassventil 9 ausgestoßen. Damit ist eine Zündung durch eine Laserzündkerze in einem herkömmlichen Verbrennungsmotor, der nach dem Ottoprinzip arbeitet, dargestellt.
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Die Laserzündkerzen 4 der einzelnen Zylinder 6 sind über geeignete Glasfasern 3 mit einer Pumpquelle 2 verbunden, die mit einer Energieversorgung 1 verbunden ist. Die Pumpquelle 2 wird nach dem heutigen Stand der Technik zumeist mit Halbleiterlasern betrieben, die als Lasermodule mittels in Serie geschalteter Laserdioden realisiert sind, und Impulse von etwa 300µs Dauer an die Laserzündkerze senden, in der ein Festkörperlaser verbaut ist. Um diese Pumplaserlichtimpulse zu erzeugen, müssen die Pumplaser 2 in geeigneter Weise angesteuert werden.
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Eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betrieb eines solchen Laserdiodenmoduls, das im Folgenden lediglich als Laserdiode bezeichnet wird, ist in der 2 dargestellt. Dort wird aus der Spannung Vbat, beispielsweise einer Kraftfahrzeugbatterie, die einen Nominalwert von etwa 12 bis 14 V aufweist, mittels eines Hochsetzstellers 15, eine Versorgungsspannung Vboost an Ausgangsklemmen V+ und V– gewonnen. Diese Ausgangsklemmen dienen als erster V+ und zweiter V– Versorgungsspannungsanschluss für die nachgeordneten Laserdioden, 11, 12, 13, 14 und die ihnen zugeordnete Stromregelschaltung 16.
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Die Spannungsregelschaltung 15 ist als herkömmlicher Hochsetzsteller ausgebildet, mit einer ersten Spule L1, die mit dem Pluspol der Kraftfahrzeugbatterie verbunden ist und mit ihrem anderen Anschluss über eine in Flussrichtung gepolte erste Diode D1 mit dem Ausgangsanschluss bzw. dem ersten Spannungsversorgungsanschluss V+. Der Verbindungspunkt der ersten Spule L1 und der ersten Diode D1 ist über ein erstes, im dargestellten Ausführungsbeispiel als MOS-Transistor ausgebildetes Schaltelement T1 mit dem Minuspol der Kraftfahrzeugbatterie, der ein Bezugspotential GMD bildet, verbunden. Zwischen den Versorgungsspannungsanschlüssen V+, V– ist einerseits ein Speicherkondensator C1 verbaut und andererseits ein erster Spannungsteiler aus einem ersten Widerstand R1 und einem zweiten Widerstand R2 verschaltet. Der Mittenabgriff dieses ersten Spannungsteilers R1, R2 ist mit einem ersten Eingang eines dritten Reglers Reg_U verbunden, dessen zweiter Eingang mit einer Referenzspannung Vref_U verbunden ist. Der Ausgang des dritten Reglers Reg_U ist mit dem Steueranschluss des ersten Schaltelements T1 verbunden. Durch diese herkömmliche Hochsetzstellerschaltung wird die Ausgangsspannung Vboost auf einen der Referenzspannung Ref_U proportionalen Wert geregelt.
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Im in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Laserdioden 11, 12, 13, 14 parallel geschaltet, wobei – wie bereits ausgeführt wurde – diese Laserdioden als Lasermodule ausgebildet sind und mit einer Anzahl in Serie geschalteter Halbleiterlaserdioden gebildet sind.
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Da diese Laserdioden 11, 12, 13, 14 als Pumplaser für Laserzündkerzen in einem Verbrennungsmotor Verwendung finden sollen, ist jeweils nur eine in Betrieb. Hierzu sind in Serie zu den Laserdioden 11, 12, 13, 14 jeweils zugeordnete Auswahlschalter T4, T5, T6, T7 geschaltet, wobei deren nicht mit der jeweils zugeordneten Laserdiode 11, 12, 13, 14 verbundener Anschluss mit einem gemeinsamen Strommesswiderstand Rs verbunden sind, dessen nicht mit den Auswahlschaltern T4, T5, T6, T7 verbundener Anschluss mit dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss V– verbunden ist. Die Steueranschlüsse der Auswahlschalter T4 bis T7 sind in schematisch dargestellter Weise mit einer Auswahlleitung Select verbunden.
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Eine geschaltete Stromregelschaltung 16 ist als herkömmlicher, geschalteter Tiefsetzsteller ausgebildet und mit einem steuerbaren Halbleiterelement T2 gebildet, das einerseits mit dem ersten Versorgungsspannungsanschluss V+ und andererseits über eine zweite Spule L2 mit den Anoden der Laserdioden 11 bis 14 verbunden ist. Der Verbindungsknoten des Halbleiterschaltelements T2 und der zweiten Spule L2 ist über ein als MOS-Transistor ausgebildetes Freilaufelement T3 mit dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss V– verbunden. Ein erster Regler 17 ist einerseits mit den Steueranschlüssen des ersten Halbleiterelements T2 und des Freilaufelements T3 verbunden. Der erste Regler 17 weist außerdem Eingänge auf, von denen ein erster Eingang Isens mit dem nicht mit dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss V– verbundenen Anschluss des Strommesswiderstands Rs verbunden ist. Ein zweiter Eingang Vsens ist mit dem Mittenabgriff eines Spannungsteilers aus einem dritten Widerstand R3 und einem vierten Widerstand R4 verbunden, der zwischen dem Verbindungspunkt der zweiten Spule L2 mit den Anoden der Laserdioden 11 bis 14 und dem zweiten Versorgungsspannungspotential V– verschaltet ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß dem in der 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel wird derart betrieben, dass zunächst mittels der Spannungsregelschaltung 15 die Spannung der Kraftfahrzeugbatterie Vbat auf eine Spannung an den Versorgungsspannungsanschlüssen V+, V– von etwa 200V hochtransformiert wird und anschließend über die Stromregelschaltung 16, die als Tiefsetzsteller ausgebildet ist, an die Laserdioden 11 bis 14 angelegt wird, wobei der durch eine jeweils ausgewählte Diode 11 bis 14 fließende Strom durch die Stromregelschaltung 16 auf einen vorgegebenen Wert geregelt wird und sich die an den Laserdioden 11 bis 14 anliegende Spannung entsprechend einstellt.
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Das Ausführungsbeispiel der 3 zeigt im Gegensatz zu dem der 2, in dem eine geschaltete Stromregelung erfolgte, eine lineare Stromregelung. Auch dort wird zunächst mittels eines Spannungsreglers 15, der als Hochsetzsteller ausgebildet ist, die Spannung der Kraftfahrzeugbatterie Vbat in eine an Versorgungsspannungsanschlüssen V+, V– anliegende hohe Spannung von etwa 200 V transformiert. In der 3 sind mit der 2 übereinstimmende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Beim Spannungsregler 15‘ dient der Spannungsteiler aus dem ersten Widerstand R1 und dem zweiten Widerstand R2 jedoch nicht zur Regelung der Versorgungsspannung Vboost, sondern lediglich zur Begrenzung dieser Spannung auf einen vorgegebenen Maximalwert. Die eigentliche Regelung wird weiter unten beschrieben.
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Die Versorgungsspannung Vboost wird im Ausführungsbeispiel der 3 direkt an die Laserdioden 11 bis 14 angelegt, die wiederum parallel geschaltet sind. Die Laserdioden 11 bis 14 sind wiederum mit jeweils zugeordneten steuerbaren Halbleiterelementen T8 bis T11 in Serie geschaltet, wobei die nicht mit der jeweiligen Laserdiode 11 bis 14 verbundenen Anschlüsse der steuerbaren Halbleiterelemente T8 bis T11 über einen gemeinsamen Anschluss mit dem Strommesswiderstand Rs, während der jeweils andere Anschluss mit dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss V– verbunden ist.
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Die steuerbaren Halbleiterelemente T8 bis T11 dienen im Ausführungsbeispiel der 3 nicht nur als Auswahlschalter, sondern auch als Stellglieder in der Stromregelschaltung 16‘, die mit einem zweiten Regler Reg_I und einem nachgeschalteten ersten Multiplexer Mux_I gebildet ist. Ein erster Eingang des zweiten Reglers Reg_I ist mit dem nicht mit dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss V– verbundenen Anschluss des Strommesswiderstandes Rs verbunden, während der andere Anschluss mit einer Referenzspannung Vref_I verbunden ist, die proportional zu einem vorgegebenen Stromwert ist, der durch die Laserdioden 11 bis 14 fließen soll.
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Über den ersten Multiplexer Mux_I wird durch entsprechende Verbindungsleitungen zu den Steueranschlüssen der steuerbaren Halbleiterelemente T8 bis T11 einerseits eine zu betreibende Laserdiode 11 bis 14 ausgewählt und andererseits dieses Halbleiterelement T8 bis T11 als Stellglied in einer Stromregelschaltung verwendet, wobei hierbei jedoch im Gegensatz zur Ausführungsform der 2 eine lineare Stromregelung erfolgt.
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Die Verbindungsknoten der Laserdioden 11 bis 14 mit ihren jeweils zugeordneten steuerbaren Halbleiterelementen T8 bis T11 sind über einen zweiten Multiplexer Mux_U mit einem Eingang des ersten Reglers Reg_U‘ der Stromregelschaltung 15‘ verbunden, wobei die Versorgungsspannung Vboost derart geregelt wird, dass sich die Spannung am jeweils ausgewählten steuerbaren Halbleiterelement T8 bis T11 auf einen vorgegebenen Minimalwert einstellt, bzw. diesen nicht unterschreitet, so dass die steuerbaren Halbleiterelemente jeweils im linearen Bereich betrieben werden. Über eine Auswahlleitung Select, die nur schematisch dargestellt ist, werden der erste und der zweite Mulitplexer Mux_I, Mux_U so eingestellt, dass die erforderliche Laserdiode 11 bis 14 ausgewählt, der durch sie fließende Strom geregelt und die anliegende Spannung ebenfalls geregelt wird.
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Durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Betrieb zumindest einer Laserdiode, die als Pumplaser für eine Laserzündkerze in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges dienen soll, ist eine kostengünstige Realisierung vorgeschlagen, da aufgrund einer hohen Betriebsspannung zum Erreichen einer vorgegebenen Leistung nur ein geringer Strom nötig ist und daher auf entsprechend teure Schalttransistoren und Filterelemente, wie sie bei hohen Strömen erforderlich sind, verzichtet werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007041839 A1 [0004]
- DE 112010005040 T5 [0005]
- EP 1139443 B1 [0006]