DE102014105094A1 - Impulsschaltungssteuereinrichtung für die LED-Beleuchtung von einem LED-Antriebsmodul für Leuchten zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, welche mit Lichtquellen ausgestattet ist, welche LEDs und ein Antriebsmodul für die Funktion und Anregung der LEDs aufweisen - Google Patents

Impulsschaltungssteuereinrichtung für die LED-Beleuchtung von einem LED-Antriebsmodul für Leuchten zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, welche mit Lichtquellen ausgestattet ist, welche LEDs und ein Antriebsmodul für die Funktion und Anregung der LEDs aufweisen Download PDF

Info

Publication number
DE102014105094A1
DE102014105094A1 DE102014105094.0A DE102014105094A DE102014105094A1 DE 102014105094 A1 DE102014105094 A1 DE 102014105094A1 DE 102014105094 A DE102014105094 A DE 102014105094A DE 102014105094 A1 DE102014105094 A1 DE 102014105094A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
input
pulse
led
control device
input voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014105094.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Svrcek
Jirí Kocían
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Varroc Lighting Systems sro
Original Assignee
Varroc Automotive Systems sro
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Varroc Automotive Systems sro filed Critical Varroc Automotive Systems sro
Publication of DE102014105094A1 publication Critical patent/DE102014105094A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Impulsschaltungssteuereinrichtung für die LED-Beleuchtung von einem LED-Antriebsmodul für Leuchten zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, welche mit Lichtquellen ausgestattet ist, welche LEDs und ein Antriebsmodul für die Funktion und Anregung der LEDs aufweisen, wobei das Antriebsmodul (3) zumindest einen Widerstandsregler (38) umfasst, welcher im Impulsschaltbetrieb arbeitet und welcher mit seinem Eingang mit der letzten Kathode des entsprechenden LED-Zweiges (33) und mit seinem Ausgang mit der Eingangselektrode von einem Schaltelement (37) verbunden ist, dessen Ausgangselektrode geerdet ist, wobei die Steuerelektrode des Schaltelements (37) mit dem Ausgang von einem Impulsgeber (36) mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung verbunden ist, und der Impulsgeber (36) mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung sowohl über einen Sensoreingang mit der Eingangsspannung von der Eingangsschaltung (31) verbunden ist, als auch über einen externen Eingang (35) verbunden ist, um eine Kombination der Beleuchtungsfunktionen mit einem externen Signal zu ermöglichen, wobei die Anode der ersten Diode in dem Strang des LED-Zweiges (33) mit der Eingangsspannung von der Eingangsschaltung (31) verbunden ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Scheinwerfer und Leuchten für ein Kraftfahrzeug, welche LED-Lichtquellen umfassen. Die Lichtausbeute der Scheinwerfer oder Leuchten von Kraftfahrzeugen, und somit der LED-Quellen, hat vorgeschriebenen gesetzlichen sowie weiteren Vorschriften unter verschiedenen Arbeitsbedingungen zu genügen. Dies wird durch ein LED-Antriebsmodul (LDM = LED Driver Module) gewährleistet, welches die LEDs mit der richtigen Stromstärke versorgt und gleichfalls deren Schutz gewährleistet.
  • Stand der Technik
  • Der Schwerpunkt moderner Lichtquellen für Kraftfahrzeuge konzentriert sich auf die optische Leistung, die Bauweise und die optische Erscheinung sowie auf den Einsatz von fortschrittlichen Technologien, beispielsweise LED-Quellen und dergleichen. Die Realisierung dieser Bestandteile wird folglich zunehmend komplexer und schwieriger.
  • Der Betrieb bzw. die Steuerung der LEDs (lichtemittierende Dioden) stellt eine der Hauptaufgaben bei der elektronischen Entwicklung dar. Für den Betrieb der einzelnen LEDs bzw. LED-Stränge oder Felder werden hauptsächlich Stromquellen eingesetzt. Dabei werden üblicherweise hauptsächlich drei Arten von Stromquellen bzw. Reglern eingesetzt: Widerstände, lineare Widerstände und Schaltquellen. Dabei weist jedes dieser Bauelemente gewisse Vorteile und Nachteile auf, welche sich insbesondere auf die Kosten, den Wirkungsgrad und die Funktionalität beziehen.
  • Ein Widerstandsregler besteht insbesondere aus Widerständen, welche mit LED-Dioden in Reihe geschaltet sind. Der wesentliche Vorteil dieser Lösung besteht in den geringen Kosten und der einfachen Realisierbarkeit. Der wesentliche Nachteil besteht darin, dass der Regler keinen konstanten Stromfluss bzw. keine konstante Lichtausbeute sicherstellt, und einen geringen Leistungsgrad aufweist. Ein Linearregler enthält bereits Halbleiter-Bauteile. Die Art von Regler kann einen konstanten Stromfluss bzw. eine konstante Lichtausbeute in einem bestimmten Eingangsspannungsbereich mit noch immer relativ niedrigen Kosten bereitstellen. Der Nachteil besteht in der geringen Leistungsfähigkeit. Schaltquellen weisen die höchste Komplexität auf, da diese im Allgemeinen auf speziellen integrierten Schaltungen basieren. Diese Art von Regler kann eine stabile Lichtausbeute bzw. einen stabilen Stromfluss in einem breiten Eingangsspannungsbereich bereitstellen und ermöglicht den Betrieb vieler zwischengeschalteter LEDs sowie die Erzielung hoher Leistungsgrade. Der Nachteil besteht in den hohen Kosten und der Komplexität der Ausgestaltung.
  • Die der vorgeschlagenen Bauweise am nächsten kommende Ausführung ist eine Anwendung, bei welcher die Leuchtensteuereinheit (BCM = Body Control Module) in Abhängigkeit von der Spannung in dem Kraftfahrzeug-Stromnetz ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Signal generiert, welches die Leuchteneinheit antreibt, welche mit einer linearen Spannungsquelle oder einer Widerstandsquelle ausgestattet ist. Die Verwendung der PWM in dem BCM bringt mehrere Nachteile mit sich. Im Falle einer Fehlfunktion der PWM ist die Leuchteneinheit nicht vor Überspannung geschützt, wodurch sich weitere Ausgaben für deren Schutz ergeben. Die einzelnen Übertragungseigenschaften der PWM gegenüber der Eingangsspannung sind gemäß den Anforderungen an die bestimmte Leuchteneinheit nicht definiert (das gleiche BCM wird für verschiedene Kraftfahrzeuge eingesetzt), und das BCM kann in dem PWM-Modus aufgrund der hohen Impulsströme erhöhte elektromagnetische Interferenzen verursachen. Die Topologien bei der Erzeugung der PWM in dem BCM ermöglichen keine Kombination des Überstromschutzes mit dem Einsatz eines Schalttransistors, welcher im Linearbetrieb arbeitet.
  • Eine bestimmte Lösung, welche auf dem Einsatz von Impulsgebern mit PWM basiert, obwohl dabei andere Eigenschaften oder eine andere Wirkung und Funktion eingesetzt werden, ist in der JP 2003317978A , in welcher eine Ausführung der Fahrzeugbeleuchtung mittels paralleler Stränge aus LED-Dioden unter Verwendung eines Impulsgebers mit PWM-Schaltung und eines Transistors mit Pulsweitenmodulation, allerdings gesteuert von dem Ausgangsanschluss S über eine Eingangsspannungs-Erfassungsschaltung und durch Rückkopplung von den angeschlossenen Kathoden der LEDs, oder in der US2011156605 offenbart, in welcher jeder Strang seinen eigenen MOSFET-Schalttransistor aufweist, welcher durch eine PWM-Einheit gesteuert wird.
  • Kerngedanke der Erfindung
  • Die genannten Nachteile werden weitestgehend durch die Impulsschaltungssteuereinrichtung für die LED-Beleuchtung von einem LED-Antriebsmodul für Leuchten zur Anwendung in Kraftfahrzeugen beseitigt, welche mit Lichtquellen ausgestattet ist, welche LEDs und ein Antriebsmodul für die Funktion und Anregung der LEDs gemäß der Erfindung aufweisen, deren Kerngedanke darin besteht, dass das Antriebsmodul mindestens einen Widerstandsregler umfasst, welcher im Impulsschaltbetrieb arbeitet und welcher mit seinem Eingang mit der letzten Kathode des entsprechenden LED-Zweiges verbunden ist und mit seinem Ausgang mit der Eingangselektrode von einem Schaltelement verbunden ist, dessen Ausgangselektrode geerdet ist, wobei die Steuerelektrode des Schaltelements mit dem Ausgang von einem Impulsgeber mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung verbunden ist, und der Impulsgeber mit vorgegebenen Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung sowohl über einen Sensoreingang mit der Eingangsspannung von der Eingangsschaltung verbunden ist, als auch über einen externen Eingang verbunden ist, um eine Kombination der Beleuchtungsfunktionen mit einem externen Signal zu ermöglichen, wobei die Anode der ersten Diode in dem Strang des LED-Zweigs mit der Eingangsspannung von der Eingangsschaltung verbunden ist.
  • Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass die Impulsschaltungssteuereinrichtung mehr als eine Reihenschaltung aus einem Widerstandsregler und einem LED-Zweig umfasst, wobei die Reihenschaltungen über die Anoden der ersten LEDs in dem Strang in den einzelnen LED-Zweigen mit der Eingangsspannung von dem Eingangsblock verbunden sind, und die Ausgänge aller Widerstandsregler gemeinsam mit der Eingangselektrode des Schaltelements verbunden sind, wobei eine Überstromschutzeinrichtung mit der Reihenschaltung des LED-Zweiges bzw. der LED-Zweige und dem Widerstandsregler parallel geschaltet ist, oder der Eingang zur Erfassung einer Fehlfunktion in dem Impulsgeber mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung mit einem LED-Fehlfunktion-Erfassungsblock verbunden ist.
  • Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass das Schaltelement ein einpoliger Transistor ist, oder dass das Schaltelement ein zweipoliger Transistor ist.
  • Es ist zudem vorteilhaft, wenn der Impulsgeber mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung ein Generator von einem pulsweitenmodulierten Signal ist.
  • Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Impulsgeber mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung ein Generator ist, welcher die Dichte der Impulse moduliert.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn das Schaltelement und der Impulsgeber in einer integrierten Halbleiterschaltung eingebaut sind.
  • Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Widerstandsregler zum Teil oder vollständig in der Eingangsschaltung eingebaut ist.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Widerstandsregler zum Teil oder vollständig in der Eingangsleitung eingebaut ist.
  • Die vorgeschlagene Lösung könnte den Weg in Richtung einer neuen Bauweise für eine impulsgeschaltete Steuereinrichtung für die LED-Beleuchtung von einem LED-Antriebsmodul weisen, welche einen Kompromiss zwischen Kosten, Funktionalität und Leistungsgrad ermöglicht. Die Bauweise dieses Systems basiert auf einer Kombination der Eigenschaften von Schaltreglern, Linearreglern und Widerstandsreglern. Die vorgeschlagene Ausführung verwendet einen Pulsweitengenerator (mit einer Eingangsspannungsschleife), welcher in das LDM eingebaut ist und welcher zusammen mit dem Widerstandsregler und den unterstützenden Bauelementen eine konstante Lichtausbeute in einem definierten Eingangsspannungsbereich gewährleistet.
  • Der wesentliche Vorteil besteht in dem hohen Wirkungsgrad und den relativ geringen Kosten. Die Schaltung ermöglicht bei Bedarf eine einfache Festlegung einer anderen Stromstärke in den einzelnen LEDs.
  • Erläuterung der Zeichnungen
  • Eine beispielhafte Ausführungsform einer impulsgeschalteten Steuereinrichtung für die LED-Beleuchtung eines LED-Antriebsmoduls für Leuchten zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, welche mit Lichtquellen ausgestattet ist, welche LEDs und ein Antriebsmodul für die Funktion und Anregung der LEDs aufweisen, ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, wobei 1 eine beispielhafte Ausführungsform der Beleuchtungsfunktion bei einer Kraftfahrzeugbeleuchtungsanwendung darstellt, und 2 ein Schaltbild der vorgeschlagenen Bauweise des LDM und 3 die Übertragungsfunktion oder Abhängigkeit des Tastverhältnisses von der Eingangspannung darstellen.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung
  • Die impulsgeschaltete Steuereinrichtung für die LED-Beleuchtung von einem LED-Antriebsmodul für Leuchten zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, welche mit Lichtquellen ausgestattet ist, welche LEDs und ein Antriebsmodul für die Funktion und Anregung der LEDs aufweisen, weist ein Antriebsmodul 3 auf, welches zumindest einen Widerstandsregler 38 umfasst, welcher im Impulsschaltbetrieb arbeitet und welcher mit seinem Eingang mit der letzten Kathode des entsprechenden LED-Zweiges 33 und mit seinem Ausgang mit der Eingangselektrode von einem Schaltelement 37 verbunden ist, dessen Ausgangselektrode geerdet ist, wobei die Steuerelektrode des Schaltelements 37 mit dem Ausgang von einem Impulsgeber 36 mit vorgegeben Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung verbunden ist, und der Impulsgeber 36 mit vorgegebenen Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung sowohl über einen Sensoreingang mit der Eingangsspannung von einer Eingangsschaltung 31 verbunden ist, als auch über einen externen Eingang 35 verbunden ist, um eine Kombination der Beleuchtungsfunktionen mit einem externen Signal zu ermöglichen, wobei die Anode der ersten Diode in dem Strang des LED-Zweiges 33 mit der Eingangsspannung von der Eingangsschaltung 31 verbunden ist.
  • Die impulsgeschaltete Steuereinrichtung kann zudem mehr als eine Reihenschaltung aus einem Widerstandsregler 38 und einem LED-Zweig 33 umfassen, wobei die Reihenschaltungen über die Anoden der ersten LEDs in dem Strang in den einzelnen LED-Zweigen 33 gemeinsam mit der Eingangsspannung von dem Eingangsblock 31 verbunden sind, und die Ausgänge aller Widerstandsregler 38 gemeinsam mit der Eingangselektrode des Schaltelements 37 verbunden sind. Eine Überstromschutzeinrichtung 34 ist mit der Reihenschaltung des LED-Zweiges bzw. der LED-Zweige und dem Widerstandsregler 38 parallel geschaltet.
  • Der Eingang zur Erfassung einer Fehlfunktion in dem Impulsgeber 36 mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung ist mit einem LED-Fehlfunktion-Erfassungsblock 32 verbunden.
  • Das Schaltelement 37 ist ein einpoliger Transistor oder ein zweipoliger Transistor.
  • Der Impulsgeber 36 mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung ist vorteilhafterweise ein Generator von einem pulsweitenmodulierten Signal oder ein Generator, welcher die Dichte der Impulse moduliert.
  • Das Schaltelement 37 und der Impulsgeber 36 sind vorteilhafterweise in einer integrierten Halbleiterschaltung eingebaut.
  • Der Widerstandsregler 38 ist vorteilhafterweise zum Teil oder vollständig in der Eingangsschaltung 31 eingebaut. Der Widerstandsregler 38 ist zum Teil oder vollständig in der Eingangsleitung 39 eingebaut.
  • Das Antriebsmodul 3 gewährleistet in der vorgeschlagenen Bauweise die erforderliche Lichtausbeute in einem definierten Antriebsspannungsbereich. Den Kern des Systems bildet der Impulsgeber 36, welcher einen Teil des Antriebsmoduls 3 bildet. Die Schaltungen des Impulsgebers 36 erzeugen ein pulsweitenmoduliertes Signal mit einem Tastverhältnis gemäß der Definition durch die Übertragungsfunktion gemäß 3 in Abhängigkeit von der Eingangsspannung. Der Impulsgeber 36 öffnet und schließt das Schaltelement 27 in regelmäßigen Abständen, welches zusammen mit dem Widerstandsregler 38 eine konstante Lichtausbeute in dem definierten Eingangsspannungsbereich sicherstellt.
  • Die Übertragungsfunktion gemäß 3 kann in Abhängigkeit von der Eingangsspannung in drei Hauptbereiche unterteilt werden. Der Bereich I stellt den Eingangspannungsbereich dar, in welchem eine konstante Lichtausbeute nicht zwangsläufig erforderlich ist, wobei der Stromfluss durch die LEDs und somit auch die Lichtausbeute nur durch den Widerstandsregler 38 definiert werden. Der Bereich II stellt den Eingangspannungsbereich dar, in welchem der Impulsgeber 36 zusammen mit dem Widerstandsregler 38 eine im Wesentlichen konstante Lichtausbeute sicherstellt. Die konstante Lichtausbeute ist aufgrund der Tatsache ermöglicht, dass der Impulsgeber 36 ein variables Tastverhältnis der Eingangsspannung für den Widerstandsregler 38 in Abhängigkeit von der Antriebsspannung bereitstellt, welche die LED-Zweige 33 mit einer definierten Energie antreibt. Der Bereich III stellt den Eingangsspannungsbereich dar, in welchem das Schaltelement 37 in dem linear geschalteten Betrieb arbeiten kann. Das im linear geschalteten Betrieb arbeitende Schaltelement 37 kann den Stromfluss durch die LEDs 4 derart herabsetzen, dass ihre Grenzwerte nicht überschritten werden.
  • 1 stellt eine beispielhafte Ausführungsform der Beleuchtungsfunktion dar, welche optische und elektrische Bauteile umfasst, welche für die Erzeugung des Lichts in einer Kraftfahrzeugbeleuchtungsanwendung verantwortlich sind. Die Vorrichtung besteht aus einem Hauptanschluss 1, einem optischen System 2, lichtemittierenden Dioden 4 (kurz LEDs) und einem Antriebsmodul 3. Der Hauptanschluss 1 bildet die elektronische Eingangsschnittstelle der Leuchte. Die Leuchtensteuereinheit 5 (kurz BCM) gewährleistet durch die Leitungen des Kraftfahrzeugs und des Hauptanschlusses 1 der Leuchte ein Einschalten der entsprechenden Beleuchtungsfunktion. Das optische System 2 gewährleistet eine definierte Verteilung des Lichts von den Lichtquellen, welche durch die lichtemittierenden Dioden 4 für den erforderlichen Lichtstrahl erzeugt werden. Die lichtemittierende Diode 4 ist ein elektronisches Halbleiterbauteil, welches Licht erzeugt. Das Licht wird im Allgemeinen in Abhängigkeit von der Größe des Stromflusses durch die LED erzeugt. Das Antriebsmodul 3 bildet den elektronischen Teil, welcher für den Betrieb der Lichtquellen verantwortlich ist, welche durch die lichtemittierenden Dioden 4 erzeugt werden.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild der vorgeschlagenen Impulsschaltungssteuereinrichtung für die LED-Beleuchtung in Kraftfahrzeuganwendungen. Das Blockschaltbild besteht aus den folgenden Bauteilen: der Eingangsschaltung 31, den LED-Fehlfunktion-Erfassungsblock 32, den LED-Zweig bzw. die LED-Zweige 33, der Überstromschutzeinrichtung 34, den externen Eingang 35, dem Impulsgeber 36, dem Schaltelement 37, dem Widerstandsregler 38, der Leuchtensteuereinheit 5 in dem Kraftfahrzeug, und der Kraftfahrzeug-/Scheinwerferschnittstelle 6.
  • Die Eingangsschaltung 31 gewährleistet den Schutz der Leuchte vor externen elektrischen Interferenzsignalen. Die Eingangsschaltung 31 gewährleistet insbesondere den Schutz vor Spannungsspitzen sowie einen Verpolungsschutz, definiert die Eingangsimpedanz u.s.w. Der LED-Fehlfunktion-Erfassungsblock 32 ist aus Schaltungen zur Erfassung einer Fehlfunkion der einzelnen LEDs 4 oder ihrer Zweige 33 ausgebildet. Ein LED-Zweig 33 besteht aus einer oder mehreren LEDs 4, welche in Reihe oder parallel geschaltet sind. Der externe Eingang 35 ermöglicht eine Kombination von zwei oder mehreren Funktionen (beispielsweise Brems-/Positionslicht), welche in dem gemeinsamen Antriebsmodul 3 integriert sind. Der Impulsgeber 36 bildet das Kernbauteil des Antriebsmoduls 3. Der Impulsgeber 36 generiert ein pulsweitenmoduliertes Signal mit einem variablen Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung, wie in 3 dargestellt. Die Frequenz dieses Signals wird so gewählt, dass das sichtbare Aufblinken der einzelnen LEDs 4, welches durch das menschliche Auge wahrnehmbar ist, reduziert wird oder fPWM ≥ 70 Hz ist. Das Schaltelement 37, beispielsweise ein Schalttransistor, koppelt bzw. entkoppelt den Widerstandsregler 38 gemäß dem Signal von dem Impulsgeber 36. Der Widerstandsregler 38 definiert den Stromfluss durch die LEDs 4. Die Überstromschutzeinrichtung 34 besteht aus Schaltungen, welche sicherstellen, dass die Grenzparameter bestimmter LEDs 4 nicht überschritten werden. In dem Fall, wenn eine Eingangsspannung einen definierten Schwellwert übersteigt, arbeitet das Schaltelement 37 zum Teil im Linearbetrieb, so dass der durch die LEDs 4 fließende Maximalstrom nicht überschritten wird. Die Leuchtensteuereinheit 5 (oder BCM) stellt die Antriebsspannung der Leuchte zu dem Hauptanschluss 1 bereit. Die Eingangsleitung 39 kann als Widerstandsdraht realisiert sein, und kann somit die Funktionen des Widerstandsreglers 38 zum Teil oder ganz ersetzen und dadurch eine Verteilung oder Gesamtübertragung der Verlustleistung des Widerstandsreglers 38 zu den Versorgungsleitungen sicherstellen.
  • 3 zeigt die Übertragungsfunktion und beschreibt die Abhängigkeit des Tastverhältnisses des generierten PWM-Signals von der Antriebsspannung. Die Lichtausbeute der lichtemittierenden Dioden in den LED-Zweigen 33 ist von dem Stromfluss durch die Dioden abhängig. Der Widerstandsregler 38 definiert den Stromfluss durch die LEDs 4 in Abhängigkeit von der Antriebsspannung aus der Leuchtensteuereinheit 5. Um eine konstante Lichtausbeute festzulegen, müssen die Veränderungen des Stroms in den LEDs 4 in Abhängigkeit von der Eingangsspannung kompensiert werden. Dies kann durch ein gesteuertes Schalten erzielt werden, wenn die dem LED-Zweig 33 insgesamt zugeführte Energie konstant ist. Zu diesem Zweck wird die Pulsweitenmodulation (PWM) eingesetzt. Die Schaltfrequenz muss in dem Bereich liegen, welcher durch das menschliche Auge nicht erkennbar ist. Durch den Einsatz eines gesteuerten Schaltens ist es auch möglich, eine subjektiv konstante Wahrnehmung des Lichts in dem Arbeitsbereich der Eingangsspannung zu erzielen. Durch den Einsatz der Pulsweitenmodulation in Verbindung mit einem Widerstandsregler 38, welcher in das Antriebsmodul 3 eingebaut ist, kann im Vergleich zu herkömmlichen Linearreglern oder Widerstandsreglern eine erhebliche Verbesserung in dem Leistungsbereich oder Abklingbereich realisiert werden.
  • 3 definiert drei Hauptbereiche in Abhängigkeit von der Eingangsspannung. Der Bereich I stellt den Bereich der Eingangsspannungsfunktionen dar, bei dem eine konstante Lichtausbeute nicht unbedingt erforderlich ist. In diesem Bereich bestimmt nur der Widerstandsregler 38 den durch die LEDs fließenden Strom. Der Bereich II stellt den Bereich der Eingangsspannungsfunktionen dar, bei dem eine konstante Lichtausbeute erforderlich ist. Das variable Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Signals kompensiert die Eigenschaften des Widerstandsreglers 38 in der vorangehend beschriebenen Weise. Der Bereich III stellt den Bereich der Eingangsspannungsfunktionen dar, bei dem die Leuchtenfunktion nicht erforderlich ist, wobei diese allerdings hilfreich ist, um einen Schutz der Elektronik sicherzustellen. Dies kann dadurch erzielt werden, indem eine Herabsetzung des Tastverhältnisses des PWM-Signals erzielt wird oder indem eine zugeordnete Überstromschutzeinrichtung 34 implementiert wird. In diesem Fall wird der durch die lichtemittierenden Dioden 4 fließende Maximalstrom durch das Schaltelement 37 begrenzt, welches zum Teil auch im Linearbetrieb arbeitet. Durch diese Art von Schutz kann ein wesentlicher Nachteil der PWM-Lösung beseitigt werden, und zwar der durch die lichtemittierenden Dioden 4 fließende hohe Impulsstrom in dem oberen Betriebsspannungsbereich. Der Einsatz dieser Art von Schutz führt zu keiner nennenswerten Erhöhung der Anforderungen an die Parameter des Schalttransistors oder der Kühlfläche, da die Energieverteilung nur für den Zeitraum herabgesetzt wird, in dem sich die PWM auf einem hohen Niveau bewegt.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die Einführung dieser elektronischen Systeme ermöglicht eine erhöhte Sicherheit, Gebrauchstauglichkeit sowie Zuverlässigkeit in der Automobiltechnik, da die Steuersysteme an sich einen optimalen Betrieb der Fahrzeugleuchten als wesentliche und unverzichtbare Bauteile für einen optimalen Fahrzeugbetrieb sicherstellen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Hauptanschluss
    2
    optisches System
    3
    Antriebsmodul (LDM)
    4
    lichtemittierende Diode/n (LEDs)
    5
    Leuchtensteuereinheit (BCM)
    6
    Kraftfahrzeug-/Scheinwerferschnittstelle
    31
    Eingangsschaltung
    32
    LED-Fehlfunktion-Erfassungsblock
    33
    LED-Zweig
    34
    Überstromschutzeinrichtung
    35
    externer Eingang
    36
    Impulsgeber
    37
    Schaltelement
    38
    Widerstandsregler
    39
    Eingangsleitung
    I, II, III
    von der Eingangsspannung abhängiger Bereich
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2003317978 A [0006]
    • US 2011156605 [0006]

Claims (11)

  1. Impulsschaltungssteuereinrichtung für die LED-Beleuchtung von einem LED-Antriebsmodul für Leuchten zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, welche mit Lichtquellen ausgestattet ist, welche LEDs und ein Antriebsmodul für die Funktion und Anregung der LEDs aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmodul (3) zumindest einen Widerstandsregler (38) umfasst, welcher im Impulsschaltbetrieb arbeitet und welcher mit seinem Eingang mit der letzten Kathode des entsprechenden LED-Zweiges (33) und mit seinem Ausgang mit der Eingangselektrode von einem Schaltelement (37) verbunden ist, dessen Ausgangselektrode geerdet ist, wobei die Steuerelektrode des Schaltelements (37) mit dem Ausgang von einem Impulsgeber (36) mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung verbunden ist, und der Impulsgeber (36) mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung sowohl über einen Sensoreingang mit der Eingangsspannung von der Eingangsschaltung (31) verbunden ist, als auch über einen externen Eingang (35) verbunden ist, um eine Kombination der Beleuchtungsfunktionen mit einem externen Signal zu ermöglichen, während die Anode der ersten Diode in dem Strang des LED-Zweiges (33) mit der Eingangsspannung von der Eingangsschaltung (31) verbunden ist.
  2. Impulsschaltungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsschaltungssteuereinrichtung mehr als eine Reihenschaltung aus einem Widerstandsregler (18) und einem LED-Zweig (33) umfasst, wobei die Reihenschaltungen über die Anoden der ersten LEDs in dem Strang in den einzelnen LED-Zweigen (33) mit der Eingangsspannung von dem Eingangsblock (31) verbunden sind, und die Ausgänge aller Widerstandsregler (38) gemeinsam mit der Eingangselektrode des Schaltelements (37) verbunden sind.
  3. Impulsschaltungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überstromschutzeinrichtung (34) mit der Reihenschaltung des LED-Zweiges bzw. der LED-Zweige und dem Widerstandsregler (38) parallel geschaltet ist.
  4. Impulsschaltungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang zur Erfassung einer Fehlfunktion in dem Impulsgeber (36) mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung mit einem LED-Fehlfunktion-Erfassungsblock verbunden ist.
  5. Impulsschaltungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (37) ein einpoliger Transistor ist.
  6. Impulsschaltungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (37) ein zweipoliger Transistor ist.
  7. Impulsschaltungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeber (36) mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung ein Generator von einem pulsweitenmodulierten Signal ist.
  8. Impulsschaltungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeber (36) mit vorgegebenem Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Eingangsspannung ein Generator ist, welcher die Dichte der Impulse moduliert.
  9. Impulsschaltungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (37) und der Impulsgeber (36) in einer integrierten Halbleiterschaltung eingebaut sind.
  10. Impulsschaltungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsregler (38) zum Teil oder vollständig in der Eingangsschaltung (31) eingebaut ist.
  11. Impulsschaltungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsregler (38) zum Teil oder vollständig in der Eingangsleitung (39) eingebaut ist.
DE102014105094.0A 2013-04-22 2014-04-10 Impulsschaltungssteuereinrichtung für die LED-Beleuchtung von einem LED-Antriebsmodul für Leuchten zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, welche mit Lichtquellen ausgestattet ist, welche LEDs und ein Antriebsmodul für die Funktion und Anregung der LEDs aufweisen Withdrawn DE102014105094A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-300A CZ305489B6 (cs) 2013-04-22 2013-04-22 Pulzně spínaný ovladač pro LED osvětlení napájecího modulu LED diod u svítidel v automobilových aplikacích vybavených světelnými zdroji s LED diodami a napájecím modulem funkce a buzení LED diod
CZPV2013/300 2013-04-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014105094A1 true DE102014105094A1 (de) 2014-10-23

Family

ID=51629049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014105094.0A Withdrawn DE102014105094A1 (de) 2013-04-22 2014-04-10 Impulsschaltungssteuereinrichtung für die LED-Beleuchtung von einem LED-Antriebsmodul für Leuchten zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, welche mit Lichtquellen ausgestattet ist, welche LEDs und ein Antriebsmodul für die Funktion und Anregung der LEDs aufweisen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9338842B2 (de)
CZ (1) CZ305489B6 (de)
DE (1) DE102014105094A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112788903A (zh) * 2019-11-07 2021-05-11 国创新能源汽车能源与信息创新中心(江苏)有限公司 一种pdu机器人模块、移动式开关装置及功率分配器

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ305489B6 (cs) * 2013-04-22 2015-10-29 Varroc Lighting Systems, s.r.o. Pulzně spínaný ovladač pro LED osvětlení napájecího modulu LED diod u svítidel v automobilových aplikacích vybavených světelnými zdroji s LED diodami a napájecím modulem funkce a buzení LED diod
JP6512149B2 (ja) * 2016-03-28 2019-05-15 豊田合成株式会社 照明装置
CN110753423B (zh) * 2019-10-25 2024-04-05 江西科技师范大学 一种功率型led脉冲光源的实现方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003317978A (ja) 2002-04-19 2003-11-07 Stanley Electric Co Ltd 車載用led灯具の点灯回路
US20110156605A1 (en) 2009-12-30 2011-06-30 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. Light emitting diode illumination system

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6864641B2 (en) * 2003-02-20 2005-03-08 Visteon Global Technologies, Inc. Method and apparatus for controlling light emitting diodes
JP2005032579A (ja) 2003-07-04 2005-02-03 Ichikoh Ind Ltd 車両用灯具
JP2010170845A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Panasonic Electric Works Co Ltd 電源装置及びそれを用いた照明器具
CN201557302U (zh) * 2009-11-12 2010-08-18 英飞特电子(杭州)有限公司 一种适用于led驱动器的多路pwm斩波均流电路
CN102098826B (zh) * 2009-12-10 2013-10-30 冠捷投资有限公司 一种发光二极管光源的驱动电路
TW201129227A (en) * 2010-02-02 2011-08-16 Foxconn Tech Co Ltd Driving circuit for light emitting diode lamp
TWI418239B (zh) * 2010-07-22 2013-12-01 Chunghwa Picture Tubes Ltd 發光二極體之驅動電路、調光器及其方法
JP5649892B2 (ja) * 2010-09-22 2015-01-07 トヨタ自動車株式会社 区間設定方法、燃費情報生成装置、及び運転支援装置
CN202014080U (zh) * 2011-02-28 2011-10-19 深圳硕日新能源科技有限公司 一种led恒流源短路保护电路
CN202425108U (zh) * 2011-11-28 2012-09-05 深圳可立克科技股份有限公司 一种led电源的调光电路
CN202455590U (zh) * 2011-12-06 2012-09-26 重庆瑞升康博电气有限公司 具有创新架构的大功率led智能电源驱动器
CN202435690U (zh) * 2012-02-16 2012-09-12 西南科技大学 一种防闪烁的led脉宽调制控制电路
CN202713719U (zh) * 2012-07-05 2013-01-30 湖北永祥粮食机械股份有限公司 一种色选机用背景板pwm调光控制电路
US9018859B2 (en) * 2013-03-29 2015-04-28 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. LED backlight driving circuit and LCD device
CZ305489B6 (cs) * 2013-04-22 2015-10-29 Varroc Lighting Systems, s.r.o. Pulzně spínaný ovladač pro LED osvětlení napájecího modulu LED diod u svítidel v automobilových aplikacích vybavených světelnými zdroji s LED diodami a napájecím modulem funkce a buzení LED diod
US20140333428A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 North American Lighting, Inc. Lighting System For Monitoring Light Emitting Devices

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003317978A (ja) 2002-04-19 2003-11-07 Stanley Electric Co Ltd 車載用led灯具の点灯回路
US20110156605A1 (en) 2009-12-30 2011-06-30 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. Light emitting diode illumination system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112788903A (zh) * 2019-11-07 2021-05-11 国创新能源汽车能源与信息创新中心(江苏)有限公司 一种pdu机器人模块、移动式开关装置及功率分配器

Also Published As

Publication number Publication date
CZ305489B6 (cs) 2015-10-29
US20140312790A1 (en) 2014-10-23
CZ2013300A3 (cs) 2014-10-29
US9338842B2 (en) 2016-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007041131B4 (de) Anordnung, Verwendung und Verfahren zur Ansteuerung von Licht emittierenden Bauelementen
DE102018216098A1 (de) Beleuchtungsschaltung und Fahrzeugleuchte
DE102016112550A1 (de) Beleuchtungsbaugruppe, fahrzeugbeleuchtungseinrichtung und fahrzeug
DE10347743A1 (de) Beleuchtungsschaltung
DE102018208177B4 (de) Lichtemissions-Ansteuervorrichtung und Fahrzeugleuchte
DE102015204526A1 (de) Fahrzeuglampe und Fahrzeuglampenansteuervorrichtung
DE10027478A1 (de) Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102018207359A1 (de) Ansteuerschaltung und Fahrzeugleuchte
DE102014105094A1 (de) Impulsschaltungssteuereinrichtung für die LED-Beleuchtung von einem LED-Antriebsmodul für Leuchten zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, welche mit Lichtquellen ausgestattet ist, welche LEDs und ein Antriebsmodul für die Funktion und Anregung der LEDs aufweisen
DE102013113053A1 (de) Treiberschaltung mit einer Halbleiterlichtquelle sowie Verfahren zum Betrieb einer Treiberschaltung
EP2559322B1 (de) Verfahren zur steuerung eines lichtstroms einer leuchteinrichtung mit einer anzahl von halbleiterleuchtmitteln, die zur kennzeichnung und markierung von verkehrsflächen von flughäfen eingerichtet ist
DE102013223711A1 (de) Steuern eines wenigstens zwei Halbleiterlichtquellen aufweisenden Leuchtmittels
DE102018108910B3 (de) Lichtquelle für kurze LED-Lichtpulse und Verfahren zur Erzeugung von Lichtpulsen
EP2451249A1 (de) Verfahren zum Steuern der Helligkeit von Halbleiterlichtquellen eines Kraftfahrzeugs und korrespondierende Vorrichtungen
DE102017217736B4 (de) Animierbarer Kaskadenlichtleiter
DE10352054A1 (de) Fahrzeugrichtungsanzeigevorrichtung mit einer Blinkrate, welche sich bei einer Änderung der Batteriespannung nicht ändert
DE112020005769T5 (de) Led-ansteuervorrichtung, beleuchtungsvorrichtung und fahrzeugmontierte anzeigevorrichtung
DE102013223710A1 (de) Steuern eines wenigstens zwei Halbleiterlichtquellen aufweisenden Leuchtmittels
DE102008021534A1 (de) Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102009041943A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Lichtquelle mittels Pulsmodulation
DE102011076449A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung eines Elektromotors
DE19933733B4 (de) PWM-Ansteuerverfahren
WO2014001068A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung, beleuchtungsanordnung mit beleuchtungsvorrichtung und verfahren zum betreiben einer beleuchtungsvorrichtung
EP2365734A2 (de) Verfahren zum Betrieb einer LED-Anordnung
EP3163979A1 (de) Ein lichtmodul und ein verfahren zum betreiben eines lichtmoduls

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VARROC LIGHTING SYSTEMS, S.R.O., CZ

Free format text: FORMER OWNER: VARROC AUTOMOTIVE SYSTEMS S.R.O., SENOV U NOVEHO JICINA, CZ

Effective date: 20140922

R082 Change of representative

Representative=s name: SPERLING, THOMAS, DIPL.-ING. DR.-ING., DE

Effective date: 20140922

R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee