DE102018105742B4

DE102018105742B4 - Leuchtdiodentreiber für Last- und Versorgungsänderungen

Info

Publication number: DE102018105742B4
Application number: DE102018105742.3A
Authority: DE
Inventors: Paolo Milanesi; Fabio Fragiacomo; Maurizio Galvano; Roberto Penzo; Enrico Tonazzo
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2023-04-20
Anticipated expiration: 2038-03-14
Also published as: US10420178B2; CN108575027B; CN108575027A; DE102018105742A1; US20180270923A1

Abstract

System, das aufweist:ein Leistungsmodul (106), das dazu ausgebildet ist, eine Versorgungsleistung zu erzeugen;ein Lastmodul (102), das dazu ausgebildet ist, eine Teilmenge von Leuchtdioden (LEDs) aus einem Set von LEDs (120A-120C) auszuwählen;ein Reihenmodul (104), das einen Widerstand aufweist und das dazu ausgebildet ist, die Versorgungsleistung von dem Leistungsmodul (106) zu empfangen, einen Teil der Versorgungsleistung zu dissipieren und einen verbleibenden Teil der Versorgungsleistung als Lastleistung an die Teilmenge von LEDs auszugeben; undein Steuermodul (108), das dazu ausgebildet ist, das Reihenmodul (104) anzusteuern (104), um eine Leistungsstärke an der Teilmenge von LEDs zu begrenzen,wobei das Reihenmodul (104), um die Leistungsstärke an der Teilmenge von LEDs zu begrenzen, dazu ausgebildet ist, seinen Widerstand zu verändern.

Description

Diese Offenbarung betrifft einen Treiber wie beispielsweise einen Leuchtdiodentreiber, der dazu ausgebildet ist, eine Spannung, einen Strom oder eine Leistung, die/der einer Last wie beispielsweise einer Kette von Leuchtdioden zugeführt wird, zu steuern.
Treiber können eine Spannung, einen Strom oder eine Leistung bei einer Last steuern. Zum Beispiel kann ein Leuchtdioden-(LED)-Treiber eine Leistung, die einer Kette von Leuchtdioden zugeführt wird, steuern. Einige Treiber können einen DC-DC-Wandler wie beispielsweise einen Tiefsetz-Hochsetz-, Tiefsetz-, Hochsetz- oder einen anderen DC-DC-Wandler enthalten. Derartige DC-DC-Wandler können erforderlich sein, um die Leistung an der Last basierend auf einer Charakteristik der Last zu ändern. Zum Beispiel kann die Kette von Leuchtdioden, wenn man die Frontbeleuchtung eines Automobils in einer Fernlichteinstellung betreibt, eine höhere Leistung erfordern, als wenn man sie in einer Abblendlichteinstellung betreibt.
Diese Offenbarung ist allgemein auf Techniken zum Verringern eines Stromüberschießens und -unterschießens bei einer Last, wenn man eine Anzahl von Lasteinheiten ändert, gerichtet. Zum Beispiel kann bei einer beispielhaften Automotive-Anwendung ein Leuchtdioden-(LED)-Treiber eine Anzahl von aktiven LEDs in einer Kette von LEDs von einer ersten Anzahl für eine erste Lichteinstellung (engl.: „beam setting“) (z. B. Fernlicht) auf eine zweite Anzahl für eine zweite Lichteinstellung (z. B. Abblendlicht) verringern. Bei diesem Beispiel kann der LED-Treiber ein Reihenmodul steuern, um nach dem Verringern der Anzahl von aktiven LEDs die an die Kette von LEDs ausgegebene Leistung zu begrenzen, um ein Stromüberschießen an der Kette von LEDs zu verhindern.
Die DE 10 2015 204 526 A1 beschreibt eine Schaltung mit mehreren in Reihe geschalteten LEDs, die einzeln durch jeweilige Schalter überbrückt werden können. Zur Leistungsversorgung der Leuchtdioden ist ein Schaltwandler mit zwei Induktivitäten vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, einen Strom durch die LEDs zu regeln und der so dimensioniert ist, dass bei einer Änderung einer Leistungsaufnahme der Reihenschaltung mit den LEDs der Strom einen vorgegebenen Wert nicht übersteigt.
Die DE 10 2015 205 796 A1 beschreibt eine Schaltung mit mehreren in Reihe geschalteten LEDs, die einzeln durch jeweilige Schalter überbrückt werden können. Zur Leistungsversorgung der LEDs ist ein Konstantstromwandler vorgesehen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein System mit einem Set von LEDs zur Verfügung zu stellen, bei dem eine Teilmenge von LEDs ausgewählt werden kann und bei dem die ausgewählten LEDs sicher vor einer Überlastung geschützt werden, und ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines Set von LEDs zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird jeweils durch ein System nach den Ansprüchen 1 und 15 und ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst.
Einzelheiten von diesen oder anderen Beispielen werden in den begleitenden Zeichnungen und der Beschreibung unten dargelegt. Andere Merkmale, Gegenstände und Vorteile sind aus der Beschreibung und den Zeichnungen und aus den Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist ein erstes Blockdiagramm, das ein Beispielsystem, das dazu ausgebildet ist, eine Leistungsstärke an Leuchtdioden zu begrenzen, veranschaulicht, gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung.
2 ist eine konzeptionelle Darstellung, die eine Beispielschaltung des Systems von 1 veranschaulicht, gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung.
3 ist ein Schaltbild, das eine Beispielschaltung des Systems von 1 veranschaulicht, gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung.
4 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel-Reihenmodul und ein Steuermodul des Systems von 1 veranschaulicht, gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung.
5 ist ein Schaltbild, das eine Beispielschaltung des Systems von 1, die eine analoge Steuerung aufweist, veranschaulicht, gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung.
6 ist ein Schaltbild, das eine Beispielschaltung des Systems von 1, die eine digitale Steuerung aufweist, veranschaulicht, gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung.
7 ist ein Schaltbild, das eine Beispielschaltung des Systems von 1, die eine allgemeine Steuerung aufweist, veranschaulicht, gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung.
8 ist ein Flussdiagramm, das mit Techniken, die durch das Beispielsystem von 1 ausgeführt werden können, konsistent ist, gemäß dieser Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Einige Systeme können einen DC-DC-Wandler verwenden, um eine Leistungsstärke, die einer Last wie beispielsweise einer Reihenschaltung von Leuchtdioden (LEDs) zugeführt wird, zu steuern. Eine durch den DC-DC-Wandler ausgegebene Leistung kann basierend auf einer ausgewählten Anzahl von LEDs, die aktiviert werden, gesteuert werden. Wenn sich zum Beispiel die ausgewählte Anzahl von LEDs erhöht, wird eine durch den DC-DC-Wandler ausgegebene Leistung erhöht, und wenn sich die ausgewählte Anzahl von LEDs verringert, verringert der DC-DC-Wandler eine an die ausgewählten LEDs ausgegebene Leistung. Allerdings kann der DC-DC-Wandler, wenn sich die ausgewählte Anzahl von LEDs verringert, an der Reihenschaltung von LEDs eine Leistung, die bewirkt, dass ein Strom an der Reihenschaltung von LEDs einen gewünschten Strom überschießt, zur Verfügung stellen, was einen Ausfall bei einer oder mehr der LEDs in der Kette von LEDs bewirken kann.
Einige Systeme können einen Mikrocontroller oder Mikroprozessor, der dazu ausgebildet ist, den DC-DC-Wandler daran zu hindern, eine Leistung auszugeben, die bewirkt, dass der Strom an der Reihenschaltung von LEDs den gewünschten Strom überschießt, verwenden. Zum Beispiel kann es ein Mikrocontroller oder Mikroprozessor unterlassen, eine ausgewählte Anzahl von LEDs in einer Kette von LEDs zu verringern, bis eine durch den DC-DC-Wandler ausgegebene Leistung stabil ist. Allerdings kann die Verwendung eines Mikrocontrollers oder Mikroprozessors bei einigen Anwendungen einer resultierenden Einrichtung Komplexität hinzufügen. Des Weiteren können derartige Systeme auf eine komplizierte Software, die auf dem Mikrocontroller oder Mikroprozessor, der einer resultierenden Einrichtung Komplexität hinzufügen kann, läuft, bauen. Zusätzlich können derartige Systeme auf Verbindungen zwischen einer Platine, die den Mikrocontroller oder Mikroprozessor beherbergt, einer Platine, die den DC-DC-Wandler beherbergt, einer Platine, die die LEDs beherbergt, und anderen Platinen bauen.
Einige Systeme können, anstelle auf einen Mikrocontroller oder Mikroprozessor zu bauen, um eine Leistung an LEDs zu begrenzen, ein Reihenmodul enthalten, um die an die LEDs ausgegebene Leistung zu begrenzen. Zum Beispiel kann ein Reihenmodul dazu ausgebildet sein, die an die LEDs ausgegebene Leistung zu begrenzen, nachdem sich die ausgewählte Anzahl von LEDs verringert, um zu verhindern, dass ein Strom an den LEDs den gewünschten Strom überschießt. Auf diese Weise kann das Reihenmodul den DC-DC-Wandler daran hindern, an die Reihenschaltung von LEDs eine Leistung auszugeben, von LEDs aus eine Leistung, die bewirkt, dass der Strom an der Reihenschaltung von LEDs den gewünschten Strom überschießt, auszugeben, ohne auf einen Mikrocontroller oder Mikroprozessor zu bauen.
1 ist ein erstes Blockdiagramm, das ein Beispielsystem 100, das dazu ausgebildet ist, eine Leistungsstärke an LEDs 120A-C (gemeinschaftlich LEDs 120) zu begrenzen, veranschaulicht, gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung. Wie bei diesem Beispiel von 1 dargestellt, kann das System 100 ein Lastmodul 102, ein Reihenmodul 104, ein Leistungsmodul 106, ein Steuermodul 108, ein Schaltlogikmodul 109 und einen Bezugsknoten 118 enthalten. Bei einigen Beispielen kann es sich bei dem Bezugsknoten 118 um eine Masse, um Erde, eine Masseebene oder einen anderen Bezugspunkt des Systems 100 handeln.
Die LEDs 120 können sich auf eine beliebige Halbleiterlichtquelle beziehen. Bei einigen Beispielen können die LEDs 120 einen pn-Übergang, der dazu ausgebildet ist, Licht zu emittieren, wenn er aktiviert ist, enthalten. Bei einer beispielhaften Anwendung können die LEDs 120 in einer Fernlichtanordnung für Automotive-Anwendungen enthalten sein. Zum Beispiel kann es sich bei den LEDs 120 um eine Matrix von LEDs handeln, um die Straße vor einem Automotive-Fahrzeug zu beleuchten. Bei einigen Beispielen können die LEDs 120 einer oder mehr Lichteinstellungen zugeordnet sein. Zum Beispiel kann das Lastmodul 102 dazu ausgebildet sein, eine erste Kombination der LEDs 120 zu betreiben, um in einer Abblendlichteinstellung zu arbeiten, und eine zweite Kombination der LEDs 120 zu betreiben, um in einer Fernlichteinstellung zu arbeiten. In einigen Fällen kann eine Lichteinstellung der LEDs 120 für eine adaptive Funktionalität, zum Beispiel durch das Lastmodul 102, digital gesteuert werden. Zum Beispiel kann das System 100 bei den Automotive-Beispielen als Reaktion darauf, dass das System 100 entgegenkommende Automobile erkennt, die LEDs 120 vom Betrieb in einer Fernlichteinstellung auf eine Abblendlichteinstellung ändern, und als Reaktion darauf, dass das System 100 keine entgegenkommenden Automobile erkennt, kann das System 100 die LEDs 120 von einem Betrieb in der Abblendlichteinstellung auf die Fernlichteinstellung ändern. Auch wenn 1 das System 102 so zeigt, dass es drei LEDs 120 enthält, kann das System 100 eine beliebige geeignete Anzahl von LEDs 120 enthalten. Zum Beispiel kann das System 100 weniger LEDs 120 (z. B. nur die LED 120A, nur die LED 120B, nur die LEDs 120A und 120B) oder mehr LEDs 120 (z. B. vier, fünf, sechs oder mehr) enthalten. Zusätzlich kann, auch wenn 1 eine Last, die Leuchtdioden 120 aufweist, zeigt, bei anderen Beispielen eine andere Last verwendet werden.
Das Lastmodul 102 kann Schaltelemente 122B und 122C (gemeinschaftlich Schaltelemente 122) und eine multifunktionale Schalteinheit 124 enthalten. Obwohl 1 das Lastmodul 102 so zeigt, dass es zwei Schaltelemente 122 enthält, kann das Lastmodul 102 eine beliebige geeignete Anzahl von Schaltelementen 122 enthalten. Zum Beispiel kann das Lastmodul 102 weniger Schaltelemente 122 (z. B. nur das Schaltelement 122B, nur das Schaltelement 122C) oder mehr Schaltelemente 122 (z. B. vier, fünf, sechs oder mehr) enthalten. Bei einigen Beispielen kann die LED 120A ein zugehöriges Schaltelement 122A aufweisen. Auch wenn das beispielhafte Lastmodul 102 von 1 das Lastmodul 102 so darstellt, dass eine multifunktionale Schalteinheit 124 enthält, kann die multifunktionale Schalteinheit 124 bei einigen Beispielen weggelassen werden.
Die Schaltelemente 122 können eine beliebige Einrichtung, die geeignet ist, es einem Strom zu erlauben, eine zugehörige Lasteinheit von LEDs 120 zu überbrücken, enthalten. Zum Beispiel kann das Schaltelement 122B eingeschaltet werden, so dass ein von der LED 120A ausgegebener Strom durch das Schaltelement 122B statt durch die LED 120B fließt. Beispiele von Schaltelementen 122 können einen gesteuerten Silizium-Gleichrichter (engl.: „silicon controlled rectifier“; SCR), einen Feldeffekttransistor (FET), und einen Bipolartransistor (engl.: „Bipolar Junction Transistor“; BJT) enthalten, sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispiele von FETs können einen Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JFET), einen Metalloxid-Halbleiter-FET (MOSFET), einen Doppelgate-MOSFET, einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder einen beliebigen anderen Typ von FET oder eine beliebige Kombination hiervon enthalten, sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispiele von MOSFETs können einen PMOS, NMOS, DMOS oder einen beliebigen anderen Typ von MOSFET oder eine beliebige Kombination hiervon enthalten, sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Beispiele von BJTs können einen PNP-, NPN-, Heteroübergangs- oder einen beliebigen anderen Typ von BJT oder eine beliebige Kombination hiervon enthalten, sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Es versteht sich, dass es sich bei den Schaltelementen 122 um einen High-Side-Schalter oder einen Low-Side-Schalter handeln kann. Zusätzlich können die Schaltelemente 122 spannungsgesteuert und/oder stromgesteuert sein. Beispiele von stromgesteuerten Schaltelementen können Galliumnitrid-(GaN)-MOSFETs, BJTs oder andere stromgesteuerte Elemente enthalten, sind jedoch nicht hierauf beschränkt.
Die multifunktionale Schalteinheit 124 kann dazu ausgebildet sein, die Schaltelemente 122 anzusteuern. Zum Beispiel kann die multifunktionale Schalteinheit 124 eine oder mehr Treiberschaltungen, die dazu ausgebildet sind, jedes Schaltelement der Schaltelemente 122 zu deaktivieren (z. B. auszuschalten) und aktivieren (z. B. einzuschalten) enthalten. Bei einigen Beispielen kann die multifunktionale Schalteinheit 124 die Schaltelemente 122 entsprechend einem von dem Schaltlogikmodul 109 empfangenen Signal ansteuern. Zum Beispiel kann die multifunktionale Schalteinheit 124 als Reaktion darauf, dass die multifunktionale Schalteinheit 124 einen Befehl, die Schaltelemente 122A und B einzuschalten und das Schaltelement 122C auszuschalten, empfängt, einem Steuerknoten (z. B. einem Gate) der Schaltelemente 122A und 122B ein erstes Signal (z. B. eine High-Spannung) zuführen, um die Schaltelemente 122A und 122B einzuschalten, und sie kann einem Steuerknoten (z. B. einem Gate) des Schaltelements 122C ein zweites Signal (z. B. eine Low-Spannung) zuführen, um das Schaltelement 122C auszuschalten.
Das Schaltlogikmodul 109 kann dazu ausgebildet sein, eine Zielanzahl von LEDs 120, die verwendet werden, um die Reihenschaltung von Lasteinheiten zu bilden, zu bestimmen. Das Schaltlogikmodul 109 kann (z. B. von einer Anwenderinteraktion mit dem System 100) einen Indikator, eine Lichteinstellung des Systems 100 von einer Fernlichteinstellung auf eine Abblendlichteinstellung zu ändern, empfangen. Bei einem anderen Beispiel kann das Schaltlogikmodul 109 als Reaktion darauf, dass Sensordaten ein entgegenkommendes Automobil anzeigen, bestimmen, eine Lichteinstellung des Systems 100 von einer Fernlichteinstellung auf eine Abblendeinstellung zu ändern. In jedem Fall kann das Schaltlogikmodul 109 als Reaktion auf das Bestimmen einer Lichteinstellung des Systems 100 eine Anzahl von Lasteinheiten, die der Lichteinstellung entspricht, bestimmen. Zum Beispiel kann das Schaltlogikmodul 109 bestimmen, dass die Zielanzahl von LEDs 120, die verwendet werden, um die Reihenschaltung von Lasteinheiten zu bilden, eins ist, wenn die Abblendlichteinstellung nur mit LED 120A verbunden ist, und das Schaltlogikmodul 109 kann bestimmen, dass die Zielanzahl der LEDs 120, die verwendet werden, um die Reihenschaltung der Lasteinheiten zu bilden, drei ist, wenn die Fernlichteinstellung mit den LEDs 120A-C verbunden ist. Bei einigen Beispielen kann das Schaltlogikmodul 109 eine Analogschaltung enthalten. Bei einigen Beispielen kann es sich bei dem Schaltlogikmodul 109 um eine digitale Schaltung, die ein oder mehr Logikelemente und/oder Timingelemente enthält, handeln.
Das Schaltlogikmodul 109 kann dazu ausgebildet sein, ein Schaltsignal, das das Lastmodul steuert, zu erzeugen, um die LEDs 120 einzuschalten und auszuschalten. Zum Beispiel kann das Schaltlogikmodul 109 an das Lastmodul 102 ein Schaltsignal, das das Schaltelement 122B ansteuert, dass es aktiv wird und dabei die LED 120B überbrückt, ausgeben. Bei einem anderen Beispiel kann das Schaltlogikmodul 109 an das Lastmodul 102 ein Schaltsignal, das das Schaltelement 122C ansteuert, um es zu aktivieren und dadurch die LED 120C zu überbrücken, ausgeben.
Das Schaltlogikmodul 109 kann dazu ausgebildet sein, basierend auf einer Zielanzahl von LEDs 120 ein Referenzsignal, das eine an die LEDs 120 auszugebende Zielleistung erkennen lässt, zu erzeugen. Zum Beispiel kann das Schaltlogikmodul 109 einen Indikator für eine Zielanzahl von LEDs 120, die durch das Lastmodul 102 nicht überbrückt werden, bestimmen. Bei diesem Beispiel kann das Schaltlogikmodul 109 ein Referenzsignal zur Ausgabe an das Steuermodul 108 basierend auf der Zielanzahl von LEDs 120 erzeugen. Zum Beispiel kann das Schaltlogikmodul 109 das Referenzsignal erhöhen, wenn sich die Anzahl von LEDs 120, die nicht durch das Lastmodul 102 überbrückt werden, erhöht, und das Referenzsignal verringern, wenn sich die Anzahl von LEDs 120, die nicht durch das Lastmodul 102 überbrückt werden, verringert.
Das Steuermodul 108 kann dazu ausgebildet sein, das Reihenmodul 104 anzusteuern, um eine Maximalleistung an den LEDs 120 zu begrenzen. Zum Beispiel kann das Steuermodul 108 ein Schaltelement des Reihenmoduls 104 ansteuern, um eine Leistungsstärke, die an dem Reihenmodul 104 dissipiert wird, zu erhöhen, wenn eine Leistung an den LEDs 120 größer als ein Schwellenwert ist. Bei diesem Beispiel kann das Steuermodul 108 das Schaltelement des Reihenmoduls 104 ansteuern, um eine Leistungsstärke, die an dem Reihenmodul 104 dissipiert wird, zu verringern, wenn eine Leistung an den LEDs 120 geringer als der Schwellenwert ist.
Das Steuermodul 108 kann dazu ausgebildet sein, einen Indikator für eine Zielleistung basierend auf einem Referenzsignal zu erzeugen. Zum Beispiel kann das Steuermodul 108 von dem Schaltlogikmodul 109 optional ein Referenzsignal, das auf eine von an die LEDs 120 zu liefernde Leistungsstärke schließen lässt, empfangen. Zum Beispiel kann das Steuermodul 108 die Zielleistung erhöhen, wenn das Referenzsignal ansteigt, und es kann die Zielleistung verringern, wenn sich das Referenzsignal verringert. Zusätzlich oder alternativ kann das Steuermodul 108 von dem Schaltlogikmodul 109 optional ein Referenzsignal, das auf eine an durch das Reihenmodul 104 zu dissipierende Leistungsstärke schließen lässt, empfangen.
Das Leistungsmodul 106 kann dazu ausgebildet sein, an das Reihenmodul 104 eine Versorgungsleistung auszugeben. Bei einigen Beispielen kann das Leistungsmodul ein DC-DC-Leistungswandler sein oder einen solchen enthalten. Bei einigen Beispielen kann das Leistungsmodul 106 dazu ausgebildet sein, die Versorgungsleistung basierend auf einem Indikator für die Zielleistung zu erzeugen. Zum Beispiel kann das Leistungsmodul 106 dazu ausgebildet sein, die Versorgungsleistung basierend auf einer durch das Steuermodul 108 ausgegebenen Zielleistung zu erzeugen. Das Leistungsmodul 106 kann einen oder mehr getaktete Leistungswandler einschließlich aber nicht beschränkt auf Sperr-, Tiefsetz-Hochsetz-, Cuk-Wandler oder dergleichen enthalten. Das Leistungsmodul 106 kann ein oder mehr Schaltelemente enthalten, um eine oder mehr Energiespeicherkomponenten (z. B. eine Induktivität, einen Kondensator oder eine andere Energiespeicherkomponente) ein- und auszuschalten.
Das Reihenmodul 104 kann dazu ausgebildet sein, eine Versorgungsspannung zu empfangen und eine Lastleistung auszugeben. Zum Beispiel kann das Reihenmodul 104 dazu ausgebildet sein, die Versorgungsspannung von dem Spannungsmodul 106 zu empfangen und die Lastleistung an eine Teilmenge der LEDs 120, die durch das Lastmodul 102 nicht überbrückt werden, auszugeben. Bei einigen Beispielen kann das Reihenmodul 104 ein Schaltelement wie beispielsweise zum Beispiel aber nicht beschränkt auf einen MOSFET enthalten. Bei einigen Beispielen kann das Reihenmodul 104 einen Treiber zum Ansteuern des Schaltelements enthalten.
Gemäß einer oder mehr Techniken kann das Reihenmodul 104 dazu ausgebildet sein, eine Leistungsstärke an den LEDs 120 zu begrenzen. Zum Beispiel kann das Reihenmodul 104 dazu ausgebildet sein, von dem Leistungsmodul 106 eine Versorgungsleistung zu empfangen. Bei diesem Beispiel kann das Reihenmodul 104 einen Widerstand des Reihenmoduls 104 verändern, um einen Teil der Versorgungsleistung zu dissipieren. Bei diesem Beispiel kann das Reihenmodul 104 dazu ausgebildet sein, einen verbleibenden Teil der Versorgungsleistung als Lastleistung an die LEDs 120 auszugeben. Auf diese Weise kann das Reihenmodul 104 verhindern, dass das Leistungsmodul 106 an die LEDs 120 eine Leistungsstärke, die einen Beschädigungsstrom an den LEDs 120 bewirkt, ausgibt.
2 ist eine konzeptionelle Darstellung, die eine Beispielschaltung 200 des Systems von 1 veranschaulicht, gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung. Wie dargestellt, enthält die Schaltung 200 ein Lastmodul 202, ein Reihenmodul 204, ein Leistungsmodul 206, ein Steuermodul 208, ein Schaltlogikmodul 209 und LEDs 220A-220G (gemeinschaftlich LEDs 220). Bei dem Reihenmodul 204 kann es sich um ein Beispiel des Reihenmoduls 104 von 1 handeln. Bei dem Steuermodul 208 kann es sich um ein Beispiel des Steuermoduls 108 von 1 handeln. Bei den LEDs 220A-220G kann es sich um ein Beispiel der LEDs 120 von 1 handeln.
Das Leistungsmodul 206 kann dazu ausgebildet sein, Leistung von einer Versorgung 240 zu empfangen. Beispiele der Versorgung 240 können eine Ausgabe eines Gleichrichters, eine Ausgabe eines DC-Reglers, eine Batterieausgabe oder eine andere Spannung, die im Wesentlichen DC ist, enthalten. Das Leistungsmodul 206 kann dazu ausgebildet sein, eine Spannung von der Versorgung 240 in eine Spannung, die zur Ausgabe als Versorgungsleistung an das Reihenmodul 204 geeignet ist, tiefzusetzen (z. B. zu verringern) und/oder hochzusetzen. Bei einigen Beispielen kann das Leistungsmodul 206 die Versorgungsleistung basierend auf einer Zielleistung verändern. Zum Beispiel kann das Leistungsmodul 206 als Reaktion auf den Empfang einer Zielleistung von dem Leistungsmodul 208 die Versorgungsleistung so erzeugen, dass sie proportional zur Zielleistung ist.
Das Lastmodul 202 kann dazu ausgebildet sein, Schaltelemente 222A-G (gemeinschaftlich Schaltelemente 222) zu betreiben, um die LEDs 220 bei unterschiedlichen Lichteinstellungen zu betreiben. Zum Beispiel kann das Lastmodul 202 das Schaltelement 222C aktivieren, um die LEDs 220C-G als Tagfahrlichtleuchtmittel zu aktivieren. Bei einem weiteren Beispiel kann das Lastmodul 202 das Schaltelement 222A aktivieren, um die LED 220A als Abblendlichtleuchtmittel zu aktivieren. Bei einem weiteren Beispiel kann das Lastmodul 202 das Schaltelement 222B aktiveren, um die LED 220B als Fernlichtleuchtmittel zu aktivieren.
Das Schaltlogikmodul 209 kann dazu ausgebildet sein, für jedes Schaltelement der Schaltelemente 222 eine Anweisung, die einen Betriebszustand (z. B. eingeschaltet, ausgeschaltet) erkennen lässt, zu empfangen. Zum Beispiel kann das Schaltlogikmodul 209 an das Lastmodul 202 ein Gatesignal, das das Schaltelement 222C aktiviert, ausgeben, um die LEDs 220C-G als Tagfahrlichter zu betreiben, wenn es einen Indikator, Tagfahrlichter (engl.: „daylight running lights“; DRL) zu betreiben, empfängt. Bei einem weiteren Beispiel kann das Schaltlogikmodul 209 an das Lastmodul 202 ein Gatesignal, das das Schaltelement 222A aktiviert, ausgeben, um die LED 220A als Abblendlichtleuchtmittel zu betreiben, wenn es einen Indikator, ein Abblendlicht (engl.: „low beam“; LB) zu betreiben, empfängt. Bei einem weiteren Beispiel kann das Schaltlogikmodul 209 an das Lastmodul 202 ein Gatesignal, das das Schaltelement 222B aktiviert, ausgeben, um die LED 220B als Fernlichtleuchtmittel zu betreiben, wenn es einen Indikator, ein Fernlicht (engl.: „high beam“; HB) zu betreiben, empfängt.
3 ist ein Schaltbild, das eine Beispielschaltung 300 des Systems 100 von 1 gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung veranschaulicht. Wie dargestellt enthält die Schaltung 300 ein Lastmodul 302, ein Reihenmodul 304, ein Leistungsmodul 306, ein Steuermodul 308, ein Schaltlogikmodul 309 und LEDs 320A-B (gemeinschaftlich LEDs 320). Bei dem Lastmodul 302 kann es sich um ein Beispiel des Lastmoduls 102 von 1 handeln. Bei dem Leistungsmodul 306 kann es sich um ein Beispiel des Leistungsmoduls 106 von 1 handeln. Bei dem Schaltlogikmodul 309 kann es sich um ein Beispiel des Schaltlogikmoduls 109 von 1 handeln. Bei den LEDs 320 kann es sich um ein Beispiel der LEDs 120 von 1 handeln.
Das Reihenmodul 304 kann dazu ausgebildet sein, die Leistungsstärke an den LEDs 320 so zu begrenzen, dass die Leistungsstärke an den LEDs 320 geringer als ein maximaler Leistungsschwellenwert ist. Zum Beispiel kann ein Verstärker 380 einen Indikator für eine Leistung an den LEDs 320 basierend auf einer Spannung an einem Widerstand 360 erzeugen. Bei diesem Beispiel kann ein Fehlerverstärker 382 ein Gatesignal zum Ansteuern eines Schaltelements 384 basierend auf dem Indikator für die Leistung an den LEDs 320 und einem durch das Steuermodul 308 ausgegebenen, maximalen Leistungsschwellenwert erzeugen. Insbesondere kann der Fehlerverstärker 382 basierend auf dem maximalen Leistungsschwellenwert und dem Indikator für die Leistung an den LEDs 320 ein Gatesignal, das einen Widerstand des Schaltelements 384 so verändert, dass die Leistungsstärke an den LEDs 320 geringer als der maximale Leistungsschwellenwert ist, erzeugen. Zum Beispiel kann der Fehlerverstärker 382 ein Gatesignal, das das Schaltelement 384 dazu veranlasst, einen Widerstand des Reihenmoduls 304 zu erhöhen, erzeugen, um zu verhindern, dass die Leistung an den LEDs 320 den maximalen Leistungsschwellenwert übersteigt.
Das Leistungsmodul 304 kann dazu ausgebildet sein, eine Leistungsstärke an den LEDs 320 so zu regeln, dass die Leistungsstärke an den LEDs 320 einer Zielleistung entspricht. Zum Beispiel kann der Verstärker 380 einen Indikator für eine Leistung an den LEDs 320 basierend auf einer Spannung an dem Widerstand 360 erzeugen. Bei diesem Beispiel kann der Fehlerverstärker 382 ein Gatesignal zum Ansteuern des Schaltelements 384 basierend auf Indikator für die Leistung an den LEDs 320 und einer durch das Steuermodul 308 ausgegebenen Zielleistung erzeugen. Insbesondere kann der Fehlerverstärker 382 basierend auf der Zielleistung und dem Indikator für die Leistung an den LEDs 320 ein Gatesignal, das den Widerstand des Schaltelements 384 so verändert, dass die Leistungsstärke, die an die LEDs 320 ausgegeben wird, der Zielleistung entspricht, erzeugen. Zum Beispiel kann der Fehlerverstärker 382 ein Gatesignal, das das Schaltelement 384 veranlasst, einen Widerstand des Reihenmoduls 304 zu erhöhen, erzeugen, wenn die Leistung an den LEDs 320 die Zielleistung übersteigt, und den Widerstand des Reihenmoduls verringern, wenn die Leistung an den LEDs 320 die Zielleistung nicht übersteigt.
Das Leistungsmodul 306 kann dazu ausgebildet sein, eine Versorgungsleistung, die auf einer Spannung an einem Kompensationskondensator 362 basiert, auszugeben. Zum Beispiel kann ein Modulator des Leistungsmoduls 306 einen Tastgrad eines Pulsweitenmodulationssignals zur Erzeugung der Versorgungsleistung einer von einer Versorgung 340 ausgegebenen Spannung basierend auf einem Vergleich einer Spannung an dem Kompensationskondensator 362 und eines Referenzsignals erzeugen. Beispiele für ein Referenzsignal können ein Dreieckssignal (z. B. Sägezahn) enthalten, sind aber nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein Modulator ein erstes Signal (z. B. ein High-Signal) ausgeben, um das Leistungsmodul 306 zu veranlassen, ein oder mehr Energiespeicherelemente zu energetisieren, wenn eine Spannung an dem Kompensationskondensator 362 größer als eine Momentanspannung eines Offset-Dreiecksignals (z. B. Sägezahn) ist. In einigen Fällen kann der Modulator ein zweites Signal (z. B. ein Low-Signal) ausgeben, um das Leistungsmodul 306 zu veranlassen, das eine oder die mehr Energiespeicherelemente auszuschalten (z. B. das energetisieren unterlassen, zu entenergetisieren, etc.), wenn die Spannung an dem Kompensationskondensator 362 kleiner oder gleich einer Momentanspannung des Offset-Dreiecksignals ist.
Das Steuermodul 308 kann dazu ausgebildet sein, einen Energiepegel des Kompensationskondensators 362 basierend auf einem Indikator für einen Teil der Versorgungsleistung, die an dem Reihenmodul 304 dissipiert wird, zu ändern. Zum Beispiel kann das Steuermodul 308 einen Energiepegel des Kompensationskondensators 362 verringern, wenn der Indikator für die Spannung an dem Reihenmodul 304 einer Spannung, die einen Spannungsschwellenwert übersteigt, entspricht. Der Spannungsschwellenwert kann so vorgegeben sein, dass er größer als eine Drain-Source-Spannung an dem Schaltelement 384, wenn das Schaltelement 384 in einer aktiven Betriebsart arbeitet, ist. Insbesondere kann ein Verstärker 372 zum Beispiel einen Indikator für eine Spannung an dem Reihenmodul 304 basierend auf einer Spannung an dem Reihenmodul 304 erzeugen. Bei diesem Beispiel kann ein Fehlerverstärker 374 den Energiepegel des Kompensationskondensators 362 basierend auf dem Spannungsschwellenwert und dem Indikator für die Spannung an dem Reihenmodul 304 ändern. Zum Beispiel kann der Fehlerverstärker 374 den Energiepegel des Kompensationskondensators 362 (z. B. durch Verringern der dem Kompensationskondensator 362 zugeführten Energie) verringern, wenn der Indikator für die Spannung an dem Reihenmodul 304 größer als der Spannungsschwellenwert ist, und er kann den Energiepegel des Kompensationskondensators 362 (durch Erhöhen der dem Kompensationskondensator 362 zugeführten Energie) erhöhen, wenn der Indikator für die Spannung an dem Reihenmodul 304 geringer als der Spannungsschwellenwert ist.
Das Steuermodul 308 kann dazu ausgebildet sein, einen Energiepegel des Kompensationskondensators 362 basierend auf einem Indikator für eine Leistung an den LEDs 320 zu verändern. Zum Beispiel kann das Steuermodul 308 einen Energiepegel des Kompensationskondensators 362 verringern, wenn der Indikator für die Leistung an den LEDs 320 einer Leistung, die einen Leistungsschwellenwert übersteigt, entspricht. Bei dem Leistungsschwellenwert kann es sich um einen maximalen Leistungsschwellenwert, eine Zielleistung oder einen anderen Leistungsschwellenwert handeln. Insbesondere kann der Verstärker 370 zum Beispiel einen Indikator für eine Leistung an den LEDs 320 basierend auf einer Spannung an dem Widerstand 360 erzeugen. Bei diesem Beispiel kann der Fehlerverstärker 374 den Energiepegel des Kompensationskondensators 362 basierend auf dem Leistungsschwellenwert und dem Indikator für die Leistung an den LEDs 320 verändern. Zum Beispiel kann der Fehlerverstärker 374 den Energiepegel des Kompensationskondensators 362 verringern, wenn der Indikator für die Leistung an den LEDs 320 größer als der Leistungsschwellenwert ist, und er kann den Energiepegel des Kompensationskondensators 362 erhöhen, wenn der Indikator für die Leistung an den LEDs 320 geringer als der Leistungsschwellenwert ist.
4 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel-Reihenmodul 404 und ein Steuermodul 408 des Systems 100 von 1 gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung veranschaulicht. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, versteht es sich, dass die Schaltung 400 andere Module, zum Beispiel ein Lastmodul, ein Leistungsmodul und ein Schaltlogikmodul, wie in 1 beschrieben, enthalten kann.
Das Steuermodul 408 kann so ausgebildet sein, dass es einen Treiber für das Reihenmodul 404 enthält. Zum Beispiel kann das Steuermodul 408 einen Verstärker 470, der im Wesentlichen ähnlich zu dem Verstärker 370 von 3 ist, einen Verstärker 472, der im Wesentlichen ähnlich zu dem Verstärker 372 von 3 ist, und einen Fehlerverstärker 474, der im Wesentlichen ähnlich zu dem Fehlerverstärker 374 von 3 ist, enthalten. Allerdings kann das Steuermodul 408 weiterhin ein Logikmodul 489 und einen Fehlerverstärker 482 enthalten. Das Logikmodul 489 kann dazu ausgebildet sein, erste und zweite Leistungsschwellenwerte basierend auf einem empfangenen Referenzsignal, das eine Zielleistung anzeigt, zu erzeugen. Das Logikmodul 489 kann eine Analogschaltung enthalten. Bei einigen Beispielen kann es sich bei dem Logikmodul 489 um eine digitale Schaltung, die ein oder mehr Logikelemente und/oder Timing-Elemente enthält, handeln.
Das Steuermodul 408 kann ein Steuersignal zum Ansteuern des Schaltelements 484 des Reihenmoduls 404 basierend auf einem durch den Verstärker 470 ausgegebenen Indikator für die Leistung an den LEDs 420A-B (gemeinschaftlich LEDs 420) und einem Leistungsschwellenwert erzeugen. Zum Beispiel kann der Verstärker 470 Indikator für eine Leistung an den LEDs 420 basierend auf einer Spannung an einem Widerstand 460 erzeugen. Bei diesem Beispiel kann der Fehlerverstärker 482 das Steuersignal basierend auf dem Indikator für die Leistung an den LEDs 420 und einem Leistungsschwellenwert erzeugen. Bei diesem Beispiel kann das Reihenmodul 404 dazu ausgebildet sein, einen Widerstand des Reihenmoduls 404 basierend auf dem Steuersignal zu ändern. Auf diese Weise können Komponenten des Reihenmoduls 404 in das Steuermodul 408 integriert werden, um in einem resultierenden Gerät die Anzahl von Komponenten zu verringern.
5 ist ein Schaltbild, das eine Beispielschaltung 500 des Systems 100 von 1, die eine analoge Steuerung aufweist, gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung veranschaulicht. Wie dargestellt kann die Schaltung 500 ein Reihenmodul 504, ein Leistungsmodul 506, ein Steuermodul 508, ein Logikmodul 589 und LEDs 520 enthalten. Bei dem Reihenmodul 504 kann es sich um ein Beispiel des Reihenmoduls 104 von 1 handeln. Bei dem Logikmodul 589 kann es sich um ein Beispiel des Logikmoduls 489 von 4 handeln. Bei den LEDs 520 kann es sich um ein Beispiel der LEDs 120 von 1 handeln. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, versteht es sich, dass die Schaltung 500 andere Module, zum Beispiel ein in 1 beschriebenes Lastmodul, enthalten kann.
Das Steuermodul 508 kann so ausgebildet sein, dass es einen Treiber für das Reihenmodul 504 enthält. Zum Beispiel kann das Steuermodul 508 einen Verstärker 570, der im Wesentlichen ähnlich zu dem Verstärker 470 von 4 ist, einen Verstärker 572, der im Wesentlichen ähnlich zu dem Verstärker 472 von 4 ist, einen Fehlerverstärker 574, der im Wesentlichen ähnlich zu dem Fehlerverstärker 474 von 4 ist, und einen Fehlerverstärker 582, der im Wesentlichen ähnlich zu dem Fehlerverstärker 482 von 4 ist, enthalten. Allerdings kann das Logikmodul 589 weiterhin dazu ausgebildet sein, eine Betriebsart zu verwenden, und das Steuermodul 508 kann weiterhin eine Spannungssteuerlogik 586 enthalten. Bei einigen Beispielen kann es sich bei dem Steuermodul 508 um eine analoge Schaltung handeln. Zum Beispiel kann von dem Logikmodul 589, dem Verstärker 570, dem Verstärker 572, dem Fehlerverstärker 474, dem Fehlerverstärker 482 und der Spannungssteuerlogik 586 jede/jeder/jedes analoge Komponenten enthalten und digitale Komponenten weglassen. Beispiele für analoge Komponenten können Operationsverstärker, Schaltelemente, Dioden und andere analoge Komponenten enthalten, sind aber nicht hierauf beschränkt. Beispiele für digitale Komponenten können Logikgatter, Mikroprozessoren, Mikrocontroller und andere digitale Komponenten enthalten, sind aber nicht hierauf beschränkt.
Das Logikmodul 589 kann dazu ausgebildet sein, einen Leistungsschwellenwert basierend auf einer Betriebsart und einem Indikator für eine Referenzleistung zu erzeugen. Zum Beispiel kann das Logikmodul 589 einen Indikator für eine Auswahl einer Betriebsart („MODE“ von 5) und einen Indikator für eine Referenzleistung („SET“ von 5) empfangen. Beispiele von Betriebsarten können das Begrenzen der Leistungsstärke an den LEDs 520 derart, dass die Leistungsstärke an den LEDs 520 geringer als ein maximaler Leistungsschwellenwert ist, das Regeln einer Leistungsstärke an den LEDs 520 derart, dass die Leistungsstärke an den LEDs 520 einer Zielleistung entspricht, und andere Betriebsarten enthalten, sind aber nicht hierauf beschränkt. Bei einigen Beispielen kann es sich bei dem Logikmodul 589 um eine analoge Schaltung handeln. Zum Beispiel kann das Logikmodul 589 analoge Komponenten enthalten und digitale Komponenten weglassen.
Das Logikmodul 589 kann dazu ausgebildet sein, in einer Betriebsart, die Leistungsstärke an den LEDs 520 derart zu begrenzen, dass die Leistungsstärke an den LEDs 520 geringer als ein maximaler Leistungsschwellenwert ist, zu arbeiten. Zum Beispiel kann das Logikmodul 589 an einem „SET“-Eingang einen Indikator für eine maximale Referenzleistung und an einem „MODE“-Eingang einen Indikator für einen Befehl, die Leistungsstärke an den LEDs 520 so zu begrenzen, dass die Leistungsstärke an den LEDs 520 geringer als die maximale Referenzleistung ist, empfangen. Zum Beispiel kann ein logischer High-Wert (‚1‘) an dem „MODE“-Eingang einen Befehl, die Leistungsstärke an den LEDs 520 derart zu begrenzen, dass die Leistungsstärke an den LEDs 520 geringer als die maximale Referenzleistung ist, anzeigen. In einigen Fällen kann eine Spannung an dem „SET“-Eingang einer Einstellung des maximalen Leistungsschwellenwerts entsprechen. Bei diesem Beispiel kann das Logikmodul 589 an den Fehlerverstärker 582 einen Leistungsschwellenwert, der geringer als die maximale Referenzleistung ist, ausgeben. Zum Beispiel kann der Leistungsschwellenwert zwischen 70% bis 95% der maximalen Referenzleistung betragen. Bei diesem Beispiel kann der Fehlerverstärker 582 ein Gatesignal zum Ansteuern des Schaltelements 584 basierend auf dem von dem Verstärker 570 ausgegebenen Indikator für die Leistung an den LEDs 520 und dem durch das Logikmodul 589 ausgegebenen Leistungsschwellenwert erzeugen. Insbesondere kann der Fehlerverstärker 582 das Schaltelement 584 dazu veranlassen, einen Widerstand des Schaltelements 584 basierend auf dem Leistungsschwellenwert und dem Indikator für die Leistung derart zu ändern, dass die Leistungsstärke an den LEDs 520 geringer als der Indikator für die maximale Referenzleistung ist. Zum Beispiel kann der Fehlerverstärker 582 ein Gatesignal, das das Schaltelement 584 dazu veranlasst, einen Widerstand des Reihenmoduls 504 zu erhöhen, erzeugen, um zu verhindern, dass die Leistung an den LEDs 520 die maximale Referenzleistung übersteigt.
Das Logikmodul 589 kann dazu ausgebildet sein, in einer Betriebsart, eine Leistungsstärke an den LEDs 520 so zu regeln, dass die Leistungsstärke an den LEDs 520 einer Zielleistung entspricht, zu arbeiten. Zum Beispiel kann das Logikmodul 589 an einem „SET“-Eingang einen Indikator für eine Ziel-Referenzleistung und an einem „MODE“-Eingang einen Indikator für einen Befehl, eine Leistungsstärke an den LEDs 520 derart zu regeln, dass die Leistungsstärke an den LEDs 520 der Ziel-Referenzleistung entspricht, empfangen. Zum Beispiel kann ein logischer High-Wert (‚0‘) an dem „MODE“-Eingang einen Befehl, die Leistungsstärke an den LEDs 520 derart zu begrenzen, dass die Leistungsstärke an den LEDs 520 einer Ziel-Referenzleistung entspricht, anzeigen. In einigen Fällen kann eine Spannung an dem „SET“-Eingang einer Einstellung der Zielleistung entsprechen. Bei diesem Beispiel kann das Logikmodul 589 an den Fehlerverstärker 582 eine Zielleistung, die näherungsweise gleich oder größer als die Ziel-Referenzleistung ist, ausgeben. Zum Beispiel kann die Zielleistung zwischen 95% bis 125% der Ziel-Referenzleistung betragen. Bei diesem Beispiel kann der Fehlerverstärker 582 ein Gatesignal zum Ansteuern des Schaltelements 584 basierend auf dem durch den Verstärker 570 ausgegebenen Indikator für die Leistung an den LEDs 520 und dem durch das Logikmodul 589 ausgegebenen Ziel-Schwellenwert erzeugen. Insbesondere kann der Fehlerverstärker 582 das Schaltelement 584 dazu veranlassen, einen Widerstand des Schaltelements 584 basierend auf der Zielleistung und dem Indikator für die Leistung derart zu ändern, dass die Leistungsstärke an den LEDs 520 der Ziel-Referenzleistung entspricht. Zum Beispiel kann der Fehlerverstärker 582 ein Gatesignal, das das Schaltelement 584 dazu veranlasst, einen Widerstand des Reihenmoduls 504 zu erhöhen, erzeugen, um die Leistungsstärke an den LEDs 520 so zu steuern, dass sie der Ziel-Referenzleistung entspricht.
Eine Spannungssteuerlogik 586 kann dazu ausgebildet sein, Schaltelemente 590-593 basierend auf einer Spannung an einem Kompensationskondensator 562 selektiv anzusteuern. Zum Beispiel kann ein Modulator der Spannungssteuerlogik 586 einen Tastgrad eines Pulsweitenmodulationssignals zur Erzeugung der Versorgungsleistung basierend auf einem Vergleich einer Spannung an dem Kompensationskondensator 562 und eines Referenzsignals erzeugen. Zum Beispiel kann der Modulator der Spannungssteuerlogik 586 ein erstes Signal (z. B. ein High-Signal) ausgeben, um die Schaltelemente 590-593 dazu zu veranlassen, eine Induktivität 594 zu energetisieren, wenn eine Spannung an dem Kompensationskondensator 562 größer als eine Momentanspannung eines Offset-Dreiecksignals (z. B. Sägezahn) ist. In einigen Fällen kann der Modulator der Spannungssteuerlogik 586 ein zweites Signal (z. B. ein Low-Signal) ausgeben, um zu bewirken, dass die Schaltelemente 590-593 die Induktivität 594 ausschalten (z. B. entenergetisieren, das energetisieren unterlassen, etc.), wenn die Spannung an dem Kompensationskondensator 562 kleiner oder gleich einer Momentanspannung des Offset-Dreiecksignals ist.
Die Spannungsteuerlogik 586 kann dazu ausgebildet sein, die Induktivität 594 aktiv zu entladen. Zum Beispiel kann die Spannungssteuerlogik 586 als Reaktion auf das Bestimmen, dass eine nächste Zielleistung kleiner als eine vorangehende Zielleistung ist, eine Steuerschleife deaktivieren und stattdessen ein aktives Ableiten von Spannung durch die Induktivität 504 nach Masse einsetzen und dabei die Spannung an dem Ausgang des Spannungswandlers 506 von einer ersten Versorgungsspannung zu einer zweiten Versorgungsspannung ändern.
6 ist ein Schaltbild, das eine Beispielschaltung 600 des Systems 100 von 1, die eine digitale Steuerung aufweist, veranschaulicht, gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung. Wie dargestellt kann die Schaltung 600 ein Reihenmodul 604, ein Leistungsmodul 606, ein Steuermodul 608, ein Logikmodul 689 und LEDs 620 enthalten. Bei dem Reihenmodul 604 kann es sich um ein Beispiel des Reihenmoduls 104 von 1 handeln. Das Leistungsmodul 606 kann im Wesentlichen ähnlich dem Leistungsmodul 506 von 5 sein. Bei dem Logikmodul 689 kann es sich um ein Beispiel des Logikmoduls 489 von 1 handeln. Bei den LEDs 620 kann es sich um ein Beispiel der LEDs 120 von 1 handeln. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, versteht es sich, dass die Schaltung 500 andere Module, zum Beispiel ein in 1 beschriebenes Lastmodul, enthalten kann.
Das Steuermodul 608 kann so ausgebildet sein, dass es einen Treiber für das Reihenmodul 604 enthält. Zum Beispiel kann das Steuermodul 608 einen Verstärker 670, der im Wesentlichen ähnlich zu dem Verstärker 570 von 5 ist, einen Verstärker 672, der im Wesentlichen ähnlich zu dem Verstärker 572 von 5 ist, und einen Fehlerverstärker 682, der im Wesentlichen ähnlich zu dem Fehlerverstärker 582 von 5 ist, enthalten. Allerdings kann das Steuermodul 608 weiterhin einen Proportional-Integral-Differential-Controller 674 enthalten. Bei einigen Beispielen kann das Steuermodul 508 eine digitale Schaltung enthalten. Zum Beispiel kann von dem Proportional-Integral-Differential-Controller 674 ein jeder digitale Komponenten enthalten.
Der Proportional-Integral-Differential-Controller 674 kann dazu ausgebildet sein, einen Indikator für eine Zielleistung basierend auf einer Leistung an dem Reihenmodul 604 zu erzeugen. Zum Beispiel kann der Verstärker 672 einen Indikator für eine Leistung an dem Reihenmodul 604 basierend auf einer Spannung an dem Reihenmodul 604 erzeugen. Bei diesem Beispiel kann der Proportional-Integral-Differential-Controller 674 die Zielleistung verringern, wenn die Spannung an dem Reihenmodul 604 einen Spannungsabfallschwellenwert („DROP“) übersteigt.
Das Logikmodul 689 kann im Wesentlichen ähnlich zu dem Logikmodul 589 von 5 sein. Zum Beispiel kann das Logikmodul 689 dazu ausgebildet sein, in einer Betriebsart zu arbeiten, um die Leistungsstärke an den LEDs 620 zu begrenzen, so dass die Leistungsstärke an den LEDs 620 geringer als ein maximaler Leistungsschwellenwert ist. Bei einem weiteren Beispiel kann das Logikmodul 689 dazu ausgebildet sein, in einer Betriebsart zu arbeiten, um eine Leistungsstärke an den LEDs 620 zu regeln, so dass die Leistungsstärke an den LEDs 620 einer Zielleistung entspricht.
Der Proportional-Integral-Differential-Controller 674 kann dazu ausgebildet sein, einen Indikator für eine Zielleistung basierend auf einem Leistungsschwellenwert zu erzeugen. Zum Beispiel kann der Proportional-Integral-Differential-Controller 674 von dem Logikmodul 689 einen Leistungsschwellenwert empfangen. Bei diesem Beispiel kann der Verstärker 670 basierend auf einer Spannung an einem Widerstand 660 einen Indikator für eine Leistung an den LEDs 620 erzeugen. Bei diesem Beispiel kann der Proportional-Integral-Differential-Controller 674 die an die Spannungssteuerlogik 686 ausgegebene Zielleistung basierend auf dem Leistungsschwellenwert und dem Indikator für die Leistung an den LEDs 620 ändern. Zum Beispiel kann der Proportional-Integral-Differential-Controller 674 die ausgegebene Zielleistung verringern, wenn der Leistungsschwellenwert größer als der Indikator für die Leistung an den LEDs 620 ist, und er kann die ausgegebene Zielleistung erhöhen, wenn der Leistungsschwellenwert geringer als der Indikator für die Leistung an den LEDs 620 ist.
Der Proportional-Integral-Differential-Controller 674 kann dazu ausgebildet sein, einen Indikator für eine Zielleistung basierend auf einer Leistung an dem Reihenmodul 604, einem Leistungsschwellenwert und einem Indikator für eine Leistung an den LEDs 620 zu erzeugen. Zum Beispiel kann der Verstärker 672 einen Indikator für eine Leistung an dem Reihenmodul 604 basierend auf einer Spannung an dem Reihenmodul 604 erzeugen. Bei diesem Beispiel kann der Verstärker 670 einen Indikator für eine Leistung an den LEDs 620 basierend auf einer Spannung an dem Widerstand 660 erzeugen. Bei diesem Beispiel kann der Proportional-Integral-Differential-Controller 674 die Zielleistung verringern, wenn der Indikator für die Spannung an dem Reihenmodul 604 einen Leistungsschwellenwert („DROP“) übersteigt. Bei diesem Beispiel kann der Proportional-Integral-Differential-Controller 674 die Zielleistung erhöhen, wenn der Indikator für die Leistung an dem Reihenmodul 604 den Leistungsschwellenwert („DROP“) nicht übersteigt und wenn der Leistungsschwellenwert geringer als der Indikator für die Leistung an den LEDs 620 ist.
7 ist ein Schaltbild, das eine Beispielschaltung 700 des Systems 100 von 1, die eine allgemeine Steuerung aufweist, veranschaulicht, gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung. Wie dargestellt kann die Schaltung 700 ein Lastmodul 702, ein Reihenmodul 704, ein Leistungsmodul 706, ein Steuermodul 708, ein Logikmodul 789 und LEDs 720 enthalten. Bei dem Reihenmodul 704 kann es sich um ein Beispiel des Reihenmoduls 104 von 1 handeln. Das Leistungsmodul 706 kann im Wesentlichen ähnlich zu dem Leistungsmodul 506 von 5 und/oder dem Leistungsmodul 606 von 6 sein. Bei dem Logikmodul 789 kann es sich um ein Beispiel des Logikmoduls 489 von 1 handeln. Bei den LEDs 720 kann es sich um ein Beispiel der LEDs 120 von 1 handeln.
Das Lastmodul 702 kann dazu ausgebildet sein, eine Teilmenge der LEDs 720 basierend auf einem von dem Logikmodul 789 empfangenen Schaltsignal auszuwählen. Zum Beispiel kann das Lastmodul 702 eine Anzahl von LEDs 720, die aktiviert (z. B. eingeschaltet) werden, basierend auf einem oder mehr von dem Logikmodul 789 empfangenen Signalen auswählen. Zum Beispiel kann das Lastmodul 702 ein oder mehr Schaltelemente aktivieren, um eine oder mehr LEDs 720 zu überbrücken, wenn das eine oder die mehr von dem Logikmodul 789 empfangenen Signale eine geringere Anzahl an LEDs 720 als gegenwärtig aktiviert anzeigen.
Das Reihenmodul 704 kann dazu ausgebildet sein, das Leistungsmodul 706 von den LEDs 720 zu entkoppeln, wenn das Lastmodul 702 die LEDs 720 auswählt. Zum Beispiel kann das Logikmodul 789 einen Leistungsschwellenwert auf einen minimalen Leistungsschwellenwert einstellen, wenn das Lastmodul 702 die LEDs 720 auswählt. Der minimale Leistungsschwellenwert kann eine Leistung von etwa 0-5% einer nominalen Betriebsleistung betragen, ist aber nicht hierauf beschränkt. Bei diesem Beispiel kann ein Fehlerverstärker 782 einen Widerstand eines Schaltelements 784 basierend auf dem Leistungsschwellenwert und dem von dem Verstärker 770 ausgegebenen Indikator für eine Leistung an den LEDs 720 derart erhöhen, dass der Widerstand des Schaltelements 784 das Leistungsmodul 706 elektronisch von den LEDs 720 entkoppelt.
8 ist ein Flussdiagramm, das mit Techniken, die durch das Beispielsystem von 1 ausgeführt werden können, konsistent ist, gemäß dieser Offenbarung. Lediglich zu Zwecken der Darstellung wird 8 unten im Kontext des Systems 100 von 1, der Schaltung 200 von 2, der Schaltung 300 von 3, der Schaltung 400 von 4, der Schaltung 500 von 5, der Schaltung 600 von 6 und der Schaltung 700 von 7 beschrieben. Allerdings können die unten beschriebenen Techniken in einer beliebigen Permutation und in einer beliebigen Kombination mit dem Lastmodul 102, dem Reihenmodul 104, dem Leistungsmodul 106, dem Steuermodul 108, dem Schaltlogikmodul 109 verwendet werden.
Gemäß einer oder mehr Techniken dieser Offenbarung erzeugt das Steuermodul 108 einen Indikator für eine Leistung an den LEDs 120 (802). Zum Beispiel erzeugt der Verstärker 370 von 3 aus einer Spannung an dem Widerstand 360 einen Indikator für eine Leistung an den LEDs 320. Das Steuermodul 108 erzeugt einen Indikator für eine Leistung an dem Reihenmodul 104 (804). Zum Beispiel erzeugt der Verstärker 372 von 3 den Indikator für die Leistung an dem Reihenmodul 304.
Das Steuermodul 108 erzeugt einen Indikator für die Zielleistung basierend auf dem Indikator für die Leistung an den LEDs 120 und dem Indikator für die Leistung an dem Reihenmodul 104 (806). Zum Beispiel erzeugt der Fehlerverstärker 374 von 3 die Zielleistung basierend auf dem durch den Verstärker 370 ausgegebenen Indikator für die Leistung an den LEDs 320 und dem durch den Verstärker 372 ausgegebenen Indikator für die Leistung an dem Reihenmodul 304. Insbesondere kann der Fehlerverstärker 374 von 3 den Kompensationskondensator 362 laden, wenn der Indikator für die Leistung an dem Reihenmodul 304 einen Spannungsschwellenwert nicht übersteigt und die Leistung an den LEDs 120 eine durch das Referenzsignal angezeigte Leistung nicht übersteigt. Bei einem weiteren Beispiel erzeugt der Proportional-Integral-Differential-Controller 674 von 6 die Zielleistung basierend auf dem von dem Verstärker 670 ausgegebenen Indikator für die Leistung an den LEDs 620 und dem von dem Verstärker 672 ausgegebenen Indikator für die Leistung an dem Reihenmodul 604.
Das Leistungsmodul 106 erzeugt eine Versorgungsleistung basierend auf der Zielleistung (808). Zum Beispiel wählt ein Modulator des Leistungsmoduls 306 von 3 einen Tastgrad basierend auf einer Spannung an dem Kompensationskondensator 362 von 3 aus. Bei diesem Beispiel erzeugt das Leistungsmodul 306 die Versorgungsleistung basierend au dem Tastgrad. Bei einem weiteren Beispiel steuert die Spannungssteuerlogik 606 von 6 das Leistungsmodul 606 von 6 basierend auf der Zielleistung, um die Leistungsversorgung zu erzeugen.
Das Steuermodul 108 bestimmt einen Leistungsschwellenwert für die LEDs 120 (810). Zum Beispiel empfängt das Logikmodul 589 von 5 einen Indikator für die Referenzleistung und eine Betriebsart. Bei diesem Beispiel erzeugt das Logikmodul 589 basierend auf der Referenzleistung und der Betriebsart einen Leistungsschwellenwert. Das Reihenmodul 104 verändert einen Widerstand des Reihenmoduls 104, um eine Leistungsstärke an den LEDs 120 basierend auf dem Leistungsschwellenwert zu begrenzen (812). Zum Beispiel kann der Fehlerverstärker 382 des Reihenmoduls 304 von 3 das Schaltelement 384 dazu veranlassen, einen Widerstand des Reihenmoduls 304 zu ändern, um eine Leistungsstärke an den LEDs 320 zu begrenzen. Bei einem weiteren Beispiel kann der Fehlerverstärker 482 des Steuermoduls 408 von 4 das Schaltelement 484 dazu veranlassen, einen Widerstand des Reihenmoduls 404 zu ändern, um eine Leistungsstärke an den LEDs 420 zu begrenzen.

Claims

System, das aufweist: ein Leistungsmodul (106), das dazu ausgebildet ist, eine Versorgungsleistung zu erzeugen; ein Lastmodul (102), das dazu ausgebildet ist, eine Teilmenge von Leuchtdioden (LEDs) aus einem Set von LEDs (120A-120C) auszuwählen; ein Reihenmodul (104), das einen Widerstand aufweist und das dazu ausgebildet ist, die Versorgungsleistung von dem Leistungsmodul (106) zu empfangen, einen Teil der Versorgungsleistung zu dissipieren und einen verbleibenden Teil der Versorgungsleistung als Lastleistung an die Teilmenge von LEDs auszugeben; und ein Steuermodul (108), das dazu ausgebildet ist, das Reihenmodul (104) anzusteuern (104), um eine Leistungsstärke an der Teilmenge von LEDs zu begrenzen, wobei das Reihenmodul (104), um die Leistungsstärke an der Teilmenge von LEDs zu begrenzen, dazu ausgebildet ist, seinen Widerstand zu verändern.
System gemäß Anspruch 1, wobei: das Steuermodul (108) weiterhin dazu ausgebildet ist, eine Zielleistung basierend auf dem Teil der Versorgungsleistung, der an dem Reihenmodul (104) dissipiert wird, zu erzeugen; und die Versorgungsleistung zu erzeugen, wobei das Leistungsmodul dazu ausgebildet ist, die Versorgungsleistung basierend auf der Zielleistung zu erzeugen.
System gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Reihenmodul (104) dazu ausgebildet ist, den Teil der Versorgungsleistung derart zu dissipieren, dass die Lastleistung geringer als ein maximaler Leistungsschwellenwert ist.
System gemäß Anspruch 3, wobei: das Steuermodul (108), um das Reihenmodul (104) anzusteuern, dazu ausgebildet ist, an das Reihenmodul (104) einen Indikator für den maximalen Leistungsschwellenwert auszugeben; und das Reihenmodul (104), um den Teil der Versorgungsleistung derart zu dissipieren, dass die Lastleistung geringer als ein maximaler Leistungsschwellenwert ist, dazu ausgebildet ist, seinen Widerstand basierend auf dem Indikator für den maximalen Leistungsschwellenwert derart zu ändern, dass die Lastleistung geringer als der maximale Leistungsschwellenwert ist.
System gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Reihenmodul (104) dazu ausgebildet ist, den Teil der Versorgungsleistung derart zu dissipieren, dass die Lastleistung einer Zielleistung entspricht.
System gemäß Anspruch 5, wobei: das Steuermodul (108), um das Reihenmodul (104) anzusteuern, dazu ausgebildet ist, an das Reihenmodul (104) einen Indikator für die Zielleistung auszugeben; und das Reihenmodul (104), um den Teil der Versorgungsleistung derart zu dissipieren, dass die Lastleistung einer Zielleistung entspricht, dazu ausgebildet ist, einen Widerstand des Reihenmoduls (104) basierend auf dem Indikator für die Zielleistung derart zu ändern, dass die Lastleistung der Zielleistung entspricht.
System gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Reihenmodul (104) weiterhin dazu ausgebildet ist, das Leistungsmodul von der Teilmenge von LEDs zu entkoppeln, wenn das Lastmodul (102) die Teilmenge von LEDs aus dem Set von LEDs (120A-120C) auswählt.
Verfahren, das aufweist: Erzeugen einer Versorgungsleistung durch ein Leistungsmodul (106) einer Schaltung; Auswählen einer Teilmenge von Leuchtdioden (LEDs) aus einem Set von LEDs (120A-120C) durch ein Lastmodul (102) der Schaltung; Empfangen der Versorgungsleistung von dem Leistungsmodul (106) durch ein Reihenmodul (104) der Schaltung, wobei das Reihenmodul (104) einen Widerstand aufweist; Dissipieren eines Teils der Versorgungsleistung durch das Reihenmodul (104); Ausgeben eines verbleibenden Teils der Versorgungsleistung als Lastleistung an die Teilmenge von LEDs durch das Reihenmodul (104); und Ansteuern des Reihenmoduls (104) durch ein Steuermodul (108) der Schaltung, um die Leistungsstärke an der Teilmenge von LEDs zu begrenzen, wobei das Reihenmodul (104), um die Leistungsstärke an der Teilmenge von LEDs zu begrenzen, dazu ausgebildet ist, seinen Widerstand zu verändern.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei: durch das Steuermodul (108) basierend auf dem Teil der Versorgungsleistung, der an dem Reihenmodul dissipiert wird, eine Zielleistung erzeugt wird; und das Erzeugen der Versorgungsleistung auf der Zielleistung basiert.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei das Dissipieren des Teils der Versorgungsleistung das Dissipieren des Teils der Versorgungsleistung derart, dass die Lastleistung geringer als ein maximaler Leistungsschwellenwert ist, durch das Reihenmodul (104) aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei: das Ansteuern des Reihenmoduls (104) das Ausgeben eines Indikators für den maximalen Leistungsschwellenwert durch das Steuermodul (108) an das Reihenmodul (104) aufweist; und das Dissipieren des Teils der Versorgungsleistung derart, dass die Lastleistung geringer als der maximale Leistungsschwellenwert ist, das Ändern des Widerstands des Reihenmoduls (104) basierend auf dem Indikator für den maximalen Leistungsschwellenwert durch das Reihenmodul derart, dass die Lastleistung geringer als der maximale Leistungsschwellenwert ist, aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei das Dissipieren des Teils der Versorgungsleistung das Dissipieren des Teils der Versorgungsleistung durch das Reihenmodul derart, dass die Lastleistung einer Zielleistung entspricht, aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei: das Ansteuern des Reihenmoduls (104) das Ausgeben eines Indikators für die Zielleistung an das Reihenmodul (104) durch das Steuermodul (108) aufweist; und das Dissipieren des Teils der Versorgungsleistung derart, dass die Lastleistung der Zielleistung entspricht, das Ändern eines Widerstands des Reihenmoduls durch das Reihenmodul (104) basierend auf dem Indikator für die Zielleistung derart, dass die Leistungsstärke, die an die Teilmenge an LEDs ausgegeben wird, der Zielleistung entspricht, aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, das weiterhin aufweist: Entkoppeln des Leistungsmoduls (106) von der Teilmenge von LEDs durch das Reihenmodul (104), wenn das Lastmodul die Teilmenge von LEDs aus dem Set von LEDs auswählt.
System, das aufweist: ein Schaltlogikmodul (109), das dazu ausgebildet ist, ein Schaltsignal zu erzeugen; ein Set von Leuchtdioden (LEDs) (120A-120C); ein Lastmodul (102), das dazu ausgebildet ist, jede LED des Sets von LEDs (120A-120C) basierend auf dem Schaltsignal selektiv zu überbrücken, um eine Teilmenge von LEDs zu bilden; ein Leistungsmodul (106), das dazu ausgebildet ist, eine Versorgungsleistung auszugeben; ein Reihenmodul (104), das einen Widerstand aufweist und das dazu ausgebildet ist, die Versorgungsleistung von dem Leistungsmodul (106) zu empfangen, einen Teil der Versorgungsleistung zu dissipieren und einen verbleibenden Teil der Versorgungsleistung als Lastleistung an die Teilmenge von LEDs auszugeben; und ein Steuermodul (108), das dazu ausgebildet ist, das Reihenmodul (104) anzusteuern, um eine Leistungsstärke an der Teilmenge von LEDs zu begrenzen, wobei das Reihenmodul (104), um die Leistungsstärke an der Teilmenge von LEDs zu begrenzen, dazu ausgebildet ist, seinen Widerstand zu verändern.
System gemäß Anspruch 15, wobei: das Steuermodul (108) weiterhin dazu ausgebildet ist, eine Zielleistung basierend auf dem Teil der Versorgungsleistung, der an dem Reihenmodul (104) dissipiert wird, zu erzeugen; und die Versorgungsleistung zu erzeugen, wobei das Leistungsmodul (106) dazu ausgebildet ist, die Versorgungsleistung basierend auf der Zielleistung zu erzeugen.
System gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei das Reihenmodul (104), um den Teil der Versorgungsleistung zu dissipieren, dazu ausgebildet ist: einen Indikator für die Lastleistung zu empfangen; einen Indikator für einen Leistungsschwellenwert zu empfangen; und den Widerstand des Reihenmoduls (104) basierend auf dem Indikator für die Lastleistung und den Leistungsschwellenwert zu ändern.
System gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei: das Steuermodul (108) dazu ausgebildet ist: einen Indikator für die Lastleistung zu empfangen; einen Indikator für einen Leistungsschwellenwert zu empfangen; und ein Steuersignal basierend auf dem Indikator für die Lastleistung und den Leistungsschwellenwert zu erzeugen; und den Teil der Versorgungsleistung zu dissipieren, wobei das Reihenmodul (104) dazu ausgebildet ist, den Widerstand des Reihenmoduls (104) basierend auf dem Steuersignal zu ändern.
System gemäß Anspruch 18, wobei ein Logikmodul dazu ausgebildet ist: einen Indikator für eine Auswahl einer Betriebsart und einen Indikator für eine Referenzleistung zu empfangen; den Leistungsschwellenwert basierend auf dem Indikator für die Auswahl der Betriebsart und dem Indikator für die Referenzleistung zu erzeugen; und den Indikator für den Leistungsschwellenwert an das Steuermodul (108) auszugeben.
System gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei das Reihenmodul (104) weiterhin dazu ausgebildet ist, das Leistungsmodul (106) von der Teilmenge von LEDs zu entkoppeln, wenn das Lastmodul (102) jede LED des Sets von LEDs selektiv überbrückt, um die Teilmenge von LEDs zu bilden.