DE102018107527A1

DE102018107527A1 - Stromversorgung, Lampe und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018107527A1
Application number: DE102018107527.8A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Ohori; Takahiro Fukui; Masanobu Murakami
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2018-10-04
Also published as: US10524322B2; CN108696962A; JP2018170136A; US20180288846A1

Abstract

Bei einer Stromversorgung (1) sind ein erster Ausgangsanschluss (T12) und ein zweiter Ausgangsanschluss (T22) elektrisch miteinander verbunden, und ein erster Masseanschluss (T13) und ein zweiter Masseanschluss (T23) sind elektrisch miteinander verbunden. Wenn ein Wert eines Aufnahmestroms (Id) eines Motors (41) gleich groß wie oder kleiner als ein Wert eines maximalen Ausgangsstroms einer zweiten Konstantspannungsschaltung (12) ist, hält die zweite Konstantspannungsschaltung (12) eine zweite Spannung (V2) auf einem Dauerspannungswert. Wenn der Wert des Aufnahmestroms (Id) des Motors (41) größer als der Wert des maximalen Ausgangsstroms ist, regelt die zweite Konstantspannungsschaltung (12) die zweite Spannung (V2) derart, dass sie einen Wert aufweist, der kleiner als ein Wert einer ersten Spannung (V1) ist, und eine erste Konstantspannungsschaltung (11) führt einen Differenzstrom (Is) zu, welcher einer Differenz zwischen dem Aufnahmestrom (Id) des Motors (41) und dem maximalen Ausgangsstrom der zweiten Konstantspannungsschaltung (12) entspricht.

Description

Technisches Gebiet
Die Offenbarung betrifft Stromversorgungen, Lampen und Fahrzeuge.
Technischer Hintergrund
Herkömmliche Stromversorgungen sind verfügbar, die dazu eingerichtet sind, eine Beleuchtungslast einzuschalten. Eine solche Stromversorgung weist einen Gleichstromwandler, der dazu eingerichtet ist, eine Eingangsgleichspannung in eine Gleichspannung mit einem gewünschten Spannungswert zu wandeln, und eine Regelung auf, die dazu eingerichtet ist, den Gleichstromwandler zu regeln. In jüngster Zeit werden aufgrund ihres niedrigen Energieverbrauchs und ihrer langen Lebensdauer zunehmend Leuchtdioden (LEDs) als Lichtquelle von Beleuchtungslasten verwendet.
Die Stromversorgung kann zwecks Abfuhr der durch die LEDs erzeugten Wärme mit einer Kühleinrichtung wie einem Gebläse versehen sein. Zum Beispiel umfasst die Stromversorgung der JP2014-60904A (nachfolgend als „Dokument Nr. 1“ bezeichnet) einen Gleichstromwandler, der dazu eingerichtet ist, die LEDs anzusteuern, und einen weiteren Gleichstromwandler, der dazu eingerichtet ist, einen Motor eines Gleichstromgebläses anzusteuern, und ist dazu eingerichtet, die Gleichstromwandler derart anzusteuern, dass die LEDs eingeschaltet werden und gleichzeitig durch das Gleichstromgebläse gekühlt werden.
Es ist bekannt, dass ein Laststrom, der zum Anlaufen eines Motors benötigt wird, (als „Anlaufstrom“ bezeichnet) im Allgemeinen größer als ein Laststrom ist, der zum Drehen des Motors bei konstanter Drehzahl benötigt wird (als „Dauerstrom“ bezeichnet) (der Anlaufstrom ist zum Beispiel etwa um ein Mehrfaches bis mehrere zehnmal größer als der Dauerstrom). Um den Anlaufstrom zu gewährleisten, muss die Stromversorgung aus Dokument Nr. 1 einen Gleichstromwandler zum Ansteuern des Gleichstromgebläses aufweisen, der einen großen maximalen Ausgangsstromwert (d. h. einen großen Ausgangsstrombereich) aufweist, was zu einer Zunahme einer Größe des Gleichstromwandlers zum Ansteuern des Gleichstromgebläses führt.
Überblick über die Erfindung
Der vorliegenden Offenbarung liegt als Aufgabe zugrunde, die Gesamtgröße einer Stromversorgung zu verringern, und eine Lampe und ein Fahrzeug bereitzustellen, welche die Stromversorgung aufweisen.
Eine Stromversorgung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen Wandler, eine Regelschaltung, eine erste Konstantspannungsschaltung und eine zweite Konstantspannungsschaltung auf. Der Wandler ist dazu eingerichtet, einer ersten Last eine Gleichstromleistung zuzuführen. Die Regelschaltung ist dazu eingerichtet, den Wandler zu regeln. Die erste Konstantspannungsschaltung umfasst einen ersten Ausgangsanschluss, der als Hochpotentialseite dient, und einen ersten Masseanschluss, der als Niederpotentialseite dient, und ist dazu eingerichtet, über den ersten Ausgangsanschluss und den ersten Masseanschluss eine erste Spannung an die Regelschaltung auszugeben. Die zweite Konstantspannungsschaltung umfasst einen zweiten Ausgangsanschluss, der als Hochpotentialseite dient, und einen zweiten Masseanschluss, der als Niederpotentialseite dient, und ist dazu eingerichtet, über den zweiten Ausgangsanschluss und den zweiten Masseanschluss eine zweite Spannung an eine zweite Last auszugeben. Der erste Ausgangsanschluss und der zweite Ausgangsanschluss sind elektrisch miteinander verbunden. Der erste Masseanschluss und der zweite Masseanschluss sind elektrisch miteinander verbunden. Die zweite Konstantspannungsschaltung ist dazu eingerichtet, wenn ein Wert eines Aufnahmestroms der zweiten Last gleich groß wie oder kleiner als ein Wert eines maximalen Ausgangsstroms der zweiten Konstantspannungsschaltung ist, die zweite Spannung auf einem Dauerspannungswert zu halten. Die zweite Konstantspannungsschaltung ist ferner dazu eingerichtet, wenn der Wert des Aufnahmestroms der zweiten Last größer als der Wert des maximalen Ausgangsstroms ist, die zweite Spannung derart zu regeln, dass sie einen Wert aufweist, der kleiner ist als ein Wert der ersten Spannung. Die erste Konstantspannungsschaltung ist dazu eingerichtet, wenn der Wert des Aufnahmestroms der zweiten Last größer als der Wert des maximalen Ausgangsstroms ist, der zweiten Last einen Differenzstrom zuzuführen, welcher definiert ist als eine Differenz zwischen dem Aufnahmestrom der zweiten Last und dem maximalen Ausgangsstrom, und gleichzeitig der Regelschaltung einen Aufnahmestrom der Regelschaltung zuzuführen.
Eine Stromversorgung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen Wandler, eine Regelschaltung, eine erste Konstantspannungsschaltung und eine zweite Konstantspannungsschaltung auf. Der Wandler ist dazu eingerichtet, einer ersten Last eine Gleichstromleistung zuzuführen. Die Regelschaltung ist dazu eingerichtet, den Wandler zu regeln. Die erste Konstantspannungsschaltung umfasst einen ersten Ausgangsanschluss, der als Hochpotentialseite dient, und einen ersten Masseanschluss, der als Niederpotentialseite dient, und ist dazu eingerichtet, über den ersten Ausgangsanschluss und den ersten Masseanschluss eine erste Spannung an die Regelschaltung auszugeben. Die zweite Konstantspannungsschaltung umfasst einen zweiten Ausgangsanschluss, der als Hochpotentialseite dient, und einen zweiten Masseanschluss, der als Niederpotentialseite dient, und ist dazu eingerichtet, über den zweiten Ausgangsanschluss und den zweiten Masseanschluss eine zweite Spannung an eine zweite Last auszugeben. Der erste Ausgangsanschluss und der zweite Ausgangsanschluss sind elektrisch miteinander verbunden. Der erste Masseanschluss und der zweite Masseanschluss sind elektrisch miteinander verbunden. Die erste Konstantspannungsschaltung ist dazu eingerichtet, wenn ein Wert eines Aufnahmestroms der Regelschaltung gleich groß wie oder kleiner als ein Wert eines maximalen Ausgangsstroms der ersten Konstantspannungsschaltung ist, die erste Spannung auf einem Dauerspannungswert zu halten. Die erste Konstantspannungsschaltung ist ferner dazu eingerichtet, wenn der Wert des Aufnahmestroms der Regelschaltung größer als der Wert des maximalen Ausgangsstroms ist, die erste Spannung derart zu regeln, dass sie einen Wert aufweist, der kleiner ist als ein Wert der zweiten Spannung. Die zweite Konstantspannungsschaltung ist dazu eingerichtet, wenn der Wert des Aufnahmestroms der Regelschaltung größer als der Wert des maximalen Ausgangsstroms ist, der Regelschaltung einen Differenzstrom zuzuführen, welcher definiert ist als eine Differenz zwischen dem Aufnahmestrom der Regelschaltung und dem maximalen Ausgangsstrom, und gleichzeitig der zweiten Last einen Aufnahmestrom der zweiten Last zuzuführen.
Eine Lampe gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die vorstehende Stromversorgung, eine als die erste Last dienende Beleuchtungslast und einen Lampenkörper auf, an welchem die Stromversorgung angebracht ist.
Ein Fahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist die vorstehende Lampe und eine Fahrzeugkarosserie auf, an welcher die Lampe montiert ist.
Wie vorstehend beschrieben wurde, weist die vorliegende Offenbarung einen vorteilhaften Effekt dahingehend auf, dass die Gesamtgröße der Stromversorgung verringert werden kann.
Figurenliste
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Stromversorgung gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.

2 ist ein Diagramm, das eine Strom-Spannungs-Kennlinie einer in der Stromversorgung bereitgestellten zweiten Konstantspannungsschaltung veranschaulicht.
3 ist ein Wellenformdiagramm, das einen Aufnahmestrom eines Motors veranschaulicht, der als zweite Last dient.
4 ist ein Blockschaltbild, das eine Stromversorgung gemäß einer Abwandlung veranschaulicht.
5 ist eine Querschnittansicht einer Lampe.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Fahrzeugs.

Beschreibung der Ausführungsformen
Eine nachfolgend beschriebene Ausführungsform betrifft allgemein eine Stromversorgung, eine Lampe und ein Fahrzeug. Insbesondere betrifft die Ausführungsform eine Stromversorgung, eine Lampe und ein Fahrzeug, welche eine erste Konstantspannungsschaltung zum Ansteuern einer Regelschaltung und eine zweite Konstantspannungsschaltung zum Ansteuern einer zweiten Last aufweisen.
Anhand der Zeichnungen wird eine Stromversorgung gemäß der Ausführungsform beschrieben. 1 zeigt eine Ausgestaltung einer Stromversorgung 1 gemäß der Ausführungsform.
Die Stromversorgung 1 weist eine Konstantspannungsschaltung 11, eine Konstantspannungsschaltung 12, einen Wandler 13 und eine Regelschaltung 14 auf. Die Stromversorgung 1 weist vorzugsweise ferner einen Stromsensor 15 auf.
Der Wandler 13 ist dazu eingerichtet, einer Beleuchtungslast 2 eine Gleichstromleistung zuzuführen. Die Beleuchtungslast 2 weist als Lichtquelle mehrere LEDs 21 auf und dient als eine erste Last. Der Wandler 13 ist dazu eingerichtet, eine externe Gleichstromleistung von einer externen Stromversorgung 3 wie einer Batterie zu empfangen und der Beleuchtungslast 2 einen Laststrom Io (Gleichstromleistung) zuzuführen, um die Beleuchtungslast 2 einzuschalten. Die Leuchtstärke der Beleuchtungslast 2 kann mittels Einstellen des durch den Wandler 13 zugeführten Laststroms Io auf eine gewünschte Leuchtstärke eingestellt werden.
Die Beleuchtungslast 2 umfasst die mehreren LEDs 21, die elektrisch in Reihe geschaltet sind. Alternativ kann die Beleuchtungslast 2 mehrere parallelgeschaltete Lichtquellengruppen aufweisen, wobei jede der mehreren Lichtquellengruppen elektrisch in Reihe geschaltete LEDs 21 umfasst.
Die Regelschaltung 14 ist dazu eingerichtet, einen Betrieb des Wandlers 13 zum Einschalten der Beleuchtungslast 2, zum Ausschalten der Beleuchtungslast 2 und zum Einstellen der Leuchtstärke der Beleuchtungslast 2 auf eine gewünschte Leuchtstärke zu regeln. Im Speziellen ist der Stromsensor 15 dazu eingerichtet, den Laststrom Io zu messen und an die Regelschaltung 14 ein Messsignal auszugeben, das einen gemessenen Wert des Laststroms Io angibt. Die Regelschaltung 14 ist dazu eingerichtet, das Messsignal von dem Stromsensor 15 zu empfangen. Es sei darauf hingewiesen, dass ein Stromzielwert - als Zielwert des Laststroms Io - im Voraus in der Regelschaltung 14 abgelegt wurde. Die Regelschaltung 14 ist dazu eingerichtet, an den Wandler 13 ein Regelsignal zum Regeln des Wandlers 13 derart auszugeben, dass sich der gemessene Wert des Laststroms Io dem Stromzielwert annähert. Beim Betrieb des Wandlers 13 entsprechend dem Regelsignal nähert sich der Wert des Laststroms Io dem Stromzielwert an. Die Regelschaltung 14 regelt den Wandler 13 wie vorstehend beschrieben, und ein Wert des Laststroms Io wird somit auf dem Stromzielwert gehalten.
Die Regelschaltung 14 umfasst zum Beispiel einen Computer. Der Computer umfasst eine Einrichtung, welche mindestens einen Prozessor zum Ausführen mindestens eines Programms umfasst, eine Schnittstelleneinrichtung zum Senden und Empfangen von Signalen an andere bzw. von anderen Einrichtungen und eine Speichereinrichtung zum Speichern von Programmen, Daten und dergleichen. Die Einrichtung mit mindestens einem Prozessor kann eine von der Speichereinrichtung getrennte Mikroprozessoreinheit (MPU - Micro Processing Unit) oder zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) sein, oder sie kann ein Mikrocomputer mit darin enthaltener Speichereinheit sein. Eine Speichereinrichtung kann eine Speichervorrichtung mit kurzer Zugriffszeit wie etwa ein Halbleiterspeicher sein. Programme können im Voraus auf einem Aufzeichnungsmedium wie einem computerlesbaren ROM oder einer optischen Speicherplatte gespeichert sein, oder sie können über ein Weitbereichsnetzwerk wie das Internet an ein Aufzeichnungsmedium gesendet werden. Wenn der Computer das Programm ausführt, regelt die Regelschaltung 14 den Wandler 13, wie vorliegend beschrieben.
Die Regelschaltung 14 kann einen Beleuchtungssteuerungs-IC (Integrierte Schaltung) zur Beleuchtungssteuerung einer Lichtquelle aufweisen.
Die Konstantspannungsschaltung 11 ist eine Konstantspannungs-Stromversorgungsschaltung zum Ansteuern der Regelschaltung 14 und dient in der Ausführungsform als erste Konstantspannungsschaltung. Im Folgenden wird die Konstantspannungsschaltung 11 als erste Konstantspannungsschaltung 11 bezeichnet. Man beachte, dass in 1 die Konstantspannungsschaltung 11 als die erste Konstantspannungsschaltung 11 veranschaulicht ist. Die erste Konstantspannungsschaltung 11 umfasst zum Beispiel einen Stromversorgungs-IC, der einen Low-Dropout-Regler (LDO-Regler) enthält, und sie ist dazu eingerichtet, an ihrem Ausgang eine Konstantspannungsregelung durchzuführen. Die erste Konstantspannungsschaltung 11 weist einen ersten Eingangsanschluss T11, einen ersten Ausgangsanschluss T12 und einen ersten Masseanschluss T13 auf. Über den ersten Eingangsanschluss T11 und den ersten Masseanschluss T13 wird eine von der externen Stromversorgung 3 ausgegebene Eingangsgleichspannung Vi empfangen. Die erste Konstantspannungsschaltung 11 ist dazu eingerichtet, die Eingangsspannung Vi in eine erste Gleichspannung V1 zu wandeln, welche über den ersten Ausgangsanschluss T12 und den ersten Masseanschluss T13 ausgegeben wird. Ein erster Strom I1, der als Ausgangsstrom der ersten Konstantspannungsschaltung 11 definiert ist, wird über den ersten Ausgangsanschluss T12 ausgegeben. Es sei darauf hingewiesen, dass der erste Eingangsanschluss T11 als Hochpotentialseite dient, der erste Ausgangsanschluss T12 als Hochpotentialseite dient und der erste Masseanschluss T13 als Niederpotentialseite (z. B. Erde) dient.
Die Konstantspannungsschaltung 12 ist eine Konstantspannungs-Stromversorgungsschaltung zum Ansteuern eines Motors 41 eines Gleichstromgebläses 4 und dient in der Ausführungsform als zweite Konstantspannungsschaltung. Im Folgenden wird die Konstantspannungsschaltung 12 als zweite Konstantspannungsschaltung 12 bezeichnet. Man beachte, dass in 1 die Konstantspannungsschaltung 12 als die zweite Konstantspannungsschaltung 12 veranschaulicht ist. Die zweite Konstantspannungsschaltung 12 umfasst zum Beispiel einen Stromversorgungs-IC, der einen LDO-Regler enthält, und sie ist dazu eingerichtet, an ihrem Ausgang eine Konstantspannungsregelung durchzuführen. Die zweite Konstantspannungsschaltung 12 weist einen zweiten Eingangsanschluss T21, einen zweiten Ausgangsanschluss T22 und einen zweiten Masseanschluss T23 auf. Über den zweiten Eingangsanschluss T21 und den zweiten Masseanschluss T23 wird die von der externen Stromversorgung 3 ausgegebene Eingangsgleichspannung Vi empfangen. Die zweite Konstantspannungsschaltung 12 ist dazu eingerichtet, die Eingangsspannung Vi in eine zweite Gleichspannung V2 zu wandeln und die zweite Spannung V2 über den zweiten Ausgangsanschluss T22 und den zweiten Masseanschluss T23 auszugeben. Ein zweiter Strom I2, der als Ausgangsstrom der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 definiert ist, wird über den zweiten Ausgangsanschluss T22 ausgegeben. Es sei daraufhingewiesen, dass der zweite Eingangsanschluss T21 als Hochpotentialseite dient, der zweite Ausgangsanschluss T22 als Hochpotentialseite dient und der zweite Masseanschluss T23 als Niederpotentialseite (mit Erde verbunden) dient.
Das Gleichstromgebläse 4 weist den Motor 41 auf, wobei der Motor 41 als eine zweite Last dient. Der Motor 41 empfängt die zweite Spannung V2, um sich zu drehen. Blätter des Gleichstromgebläses 4 drehen sich entsprechend der Drehung des Motors 41, um die Beleuchtungslast 2 zu kühlen. Optional kann das Gleichstromgebläse 4 dazu eingerichtet sein, zusätzlich zur Beleuchtungslast 2 auch die Stromversorgung 1 zu kühlen.
Es sei daraufhingewiesen, dass in der Stromversorgung 1 der erste Ausgangsanschluss T12 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und der zweite Ausgangsanschluss T22 der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 elektrisch miteinander verbunden sind. Gemäß der Stromversorgung 1 mit dieser Ausgestaltung kann einer von dem Ausgang der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und dem Ausgang der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 durch den jeweils anderen Ausgang kompensiert werden.
Im Folgenden wird ein Betrieb der Stromversorgung 1 beschrieben.
Im Gleichstromgebläse 4 fließt ein Aufnahmestrom Id über den Motor 41. Ein Aufnahmestrom Id des Motors 41 beim Anlaufen des Motors 41 ist größer als ein Aufnahmestrom Id des Motors 41 im Normalbetrieb des Motors 41. Im Allgemeinen ist der Aufnahmestrom Id beim Anlaufen etwa um ein Mehrfaches bis mehrere zehnmal größer als der Aufnahmestrom Id im Normalbetrieb.
Hier wird ein Vergleichsbeispiel betrachtet, bei welchem der erste Ausgangsanschluss T12 und der zweite Ausgangsanschluss T22 nicht elektrisch miteinander verbunden sind. In diesem Fall wird der Aufnahmestrom Id des Motors 41 nur durch die zweite Konstantspannungsschaltung 12 zugeführt. In diesem Fall muss also die zweite Konstantspannungsschaltung 12 derart eingerichtet sein, dass sie den zum Anlaufen benötigten Aufnahmestrom Id zuführen kann. Somit muss ein Wert eines maximalen Ausgangsstroms Im der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 groß sein, wobei der maximale Ausgangsstromwert Im als ein Maximalwert des zweiten Stroms I2 definiert ist, den die zweite Konstantspannungsschaltung 12 zuführen kann. Als Ergebnis müssen Komponenten (zum Beispiel der Stromversorgungs-IC, der den LDO-Regler und dergleichen enthält) der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 vergleichsweise groß sein.
Angesichts des vorstehend Erwähnten sind bei der Stromversorgung 1 der Ausführungsform der erste Ausgangsanschluss T12 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und der zweite Ausgangsanschluss T22 der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 elektrisch miteinander verbunden. Bei dieser Ausgestaltung können sowohl die erste Konstantspannungsschaltung 11 als auch die zweite Konstantspannungsschaltung 12 dem Motor 41 zur Gewährleistung des Aufnahmestroms Id Strom zuführen. Demgemäß kann der maximale Ausgangsstromwert Im der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 kleiner als beim Vergleichsbeispiel gemacht werden.
In der Ausführungsform weist die Regelschaltung 14 einen Nennwert einer Eingangsspannung von 5 V auf. Die erste Konstantspannungsschaltung 11 ist somit dazu eingerichtet, eine Konstantspannungsregelung zum Halten der ersten Spannung V1 auf 5 V durchzuführen. In der Ausführungsform weist der Motor 41 einen Nennwert einer Eingangsspannung von 5 V auf. Die zweite Konstantspannungsschaltung 12 ist somit dazu eingerichtet, eine Konstantspannungsregelung zum Halten der zweiten Spannung V2 auf 5 V durchzuführen.
Das heißt, der Dauerspannungswert der zweiten Spannung V2 der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 ist unter der Konstantspannungsregelung gleich dem Dauerspannungswert der ersten Spannung V1 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 unter der Konstantspannungsregelung. In einem Dauerzustand, in welchem ein Wert des Aufnahmestroms Id gleich groß wie oder kleiner als der maximale Ausgangsstromwert Im ist, ist demgemäß der von der ersten Konstantspannungsschaltung 11 ausgegebene erste Strom I1 gleich einem an die Regelschaltung 14 eingegebenen Aufnahmestrom Ic und der von der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 ausgegebene zweite Strom I2 ist gleich dem an den Motor 41 eingegebenen Aufnahmestrom Id.
Wenn ein Wert des Aufnahmestroms Id zunimmt und größer als der maximale Ausgangsstromwert Im wird, geht die zweite Konstantspannungsschaltung 12 in einen Überlastzustand über. Im Überlastzustand der zweiten Konstantspannungsschaltung 12, wenn der Wert der zweiten Spannung V2 der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 abnimmt und unter den Dauerspannungswert der zweiten Spannung V2 fällt, nimmt der Wert des von der ersten Konstantspannungsschaltung 11 ausgegebenen ersten Stroms I1 entsprechend der Abnahme der zweiten Spannung V2 zu und wird größer als im Dauerzustand. Je größer der Abnahmebetrag der zweiten Spannung V2 ist, desto größer wird der Zunahmebetrag des ersten Stroms I1. Der Zunahmebetrag des ersten Stroms I1 wird dem Motor 41 zugeführt, um als Teil des Aufnahmestroms Id zu dienen.
Angesichts des Vorstehenden ist in der Ausführungsform die zweite Konstantspannungsschaltung 12 derart eingerichtet, dass eine Beziehung zwischen dem zweiten Strom I2 und der zweiten Spannung V2 der in 2 gezeigten Kennlinie folgt.
Bei einer Abnahme einer Impedanz einer Last, die elektrisch zwischen den zweiten Ausgangsanschluss T22 und den zweiten Masseanschluss T23 der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 geschaltet ist, nimmt, von einem Zustand ausgehend, in welchem der zweite Strom I2 0 A beträgt (einem Zustand äquivalent, in welchem der zweite Ausgangsanschluss T22 und der zweite Masseanschluss T23 der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 nicht verbunden sind), der Wert des zweiten Stroms I2 von 0 A ausgehend zu. In einem Abschnitt, in welchem der Wert des zweiten Stroms I2 von 0 A ausgehend bis zum Erreichen des maximalen Ausgangsstromwerts Im zunimmt, wird der Wert der zweiten Spannung V2 unter der Konstantspannungsregelung auf dem Dauerspannungswert V21 (5 V in der Ausführungsform) gehalten. Bei einer weiteren Abnahme der Impedanz der Last, nachdem der Wert des zweiten Stroms I2 den maximalen Ausgangsstromwert Im erreicht hat, nimmt der Wert der zweiten Spannung V2 von dem Dauerspannungswert V21 ausgehend ab, während der Wert des zweiten Stroms I2 auf dem maximalen Ausgangsstromwert Im gehalten wird. Bei einer weiteren Abnahme der Impedanz der Last, nachdem der Wert der zweiten Spannung V2 bis auf einen Spannungswert V22 abgenommen hat, nimmt sowohl der Wert der zweiten Spannung V2 als auch der Wert des zweiten Stroms I2 ab. Bei einer weiteren Abnahme der Impedanz der Last, nachdem der Wert des zweiten Stroms I2 bis auf einen Stromwert I21 abgenommen hat, nimmt die zweite Spannung V2 langsam ab, während der Wert des zweiten Stroms I2 auf dem Stromwert I21 gehalten wird.
Wenn die zweite Konstantspannungsschaltung 12 derart eingerichtet ist, dass ihr zweiter Strom I2 und ihre zweite Spannung V2 der in 2 gezeigten I-V-Kennlinie folgen, ist der Wert der zweiten Spannung V2 im Überlastzustand kleiner als der Wert der zweiten Spannung V2 im Dauerzustand (der Dauerspannungswert V21). Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn eine Situation vorliegt, in welcher der Wert der zweiten Spannung V2 der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 kleiner als der Wert der ersten Spannung V1 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 ist, nicht nur der von der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 ausgegebene zweite Strom I2, sondern auch ein Teil des von der ersten Konstantspannungsschaltung 11 ausgegebenen ersten Stroms I1 dem Motor 41 zugeführt wird. Das heißt, bei dem Aufnahmestrom Id des Motors 41 im Überlastzustand wird ein Differenzstrom Is (siehe 1) von dem Teil des ersten Stroms I1 kompensiert. Es sei darauf hingewiesen, dass der Differenzstrom Is als Stromdifferenz definiert ist, die man durch Subtrahieren des maximalen Ausgangsstromwerts Im von dem Wert des Aufnahmestroms Id im Überlastzustand erhält (d. h. ein über den maximalen Ausgangsstromwert Im hinausgehendes Defizit des zweiten Stroms I2).
In der Ausführungsform ist ein Nennwert des ersten Stroms I1 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 vorzugsweise größer als eine Summe aus einem Maximalwert des Aufnahmestroms Ic der Regelschaltung 14 und einem Wert eines maximalen Differenzstroms (maximalen Defizitstromwerts). Der Wert des maximalen Differenzstroms ist als ein Wert definiert, den man durch Subtrahieren des maximalen Ausgangsstromwerts Im von einem Maximalwert des Aufnahmestroms Id des Motors 41 erhält. Bei dieser Ausgestaltung kann der erste Strom I1 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 zusätzlich zum Aufnahmestrom Ic der Regelschaltung 14 den Differenzstrom Is decken, den die zweite Konstantspannungsschaltung 12 nicht zuführen kann.
In der Ausführungsform wird der Differenzstrom Is des Aufnahmestroms Id des Motors 41, den die zweite Konstantspannungsschaltung 12 nicht zuführen kann, durch die erste Konstantspannungsschaltung 11 zugeführt. Daher sollte die erste Konstantspannungsschaltung 11 die Fähigkeit zum gleichzeitigen Zuführen des Differenzstroms Is und des Aufnahmestroms Ic der Regelschaltung 14 aufweisen. Dies kann eine Zunahme des Nennwerts des ersten Stroms I1 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 verursachen, was zu einer Zunahme der Größe der ersten Konstantspannungsschaltung 11 führen kann. Daher ist es notwendig, unter Berücksichtigung des Maximalwerts des Aufnahmestroms Id des Motors 41 einen Quotienten aus dem Wert des zweiten Stroms I2, den die zweite Konstantspannungsschaltung 12 zuführt, und dem Wert des Differenzstroms Is, den die erste Konstantspannungsschaltung 11 zuführt, geeignet einzurichten. Anders ausgedrückt sollte berücksichtigt werden, wie ein Quotient aus dem Wert des Differenzstroms Is und dem Wert des zweiten Stroms I2 unter Berücksichtigung des Maximalwerts des Aufnahmestroms Id eine Gesamtgröße der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 verringern kann.
In der Ausführungsform nimmt, wie in 3 gezeigt ist, wenn der Motor 41 anläuft (Zeitpunkt t1), der Wert des Aufnahmestroms Id des Motors 41 direkt nach dem Anlaufen rasch zu. In 3 nimmt der Wert des Aufnahmestroms Id bis zu einem Überlaststromwert Id1 zu, der größer als der maximale Ausgangsstromwert Im ist, und die zweite Konstantspannungsschaltung 12 geht in den Überlastzustand über. Während eines Überlastzeitraums W1, welcher als Zeitraum definiert ist, in dem sich die zweite Konstantspannungsschaltung 12 im Überlastzustand befindet, nimmt der Wert der zweiten Spannung V2 von dem Dauerspannungswert V21 ausgehend bis unter den Wert der ersten Spannung V1 ab. Als Ergebnis wird ein Teil des ersten Stroms I1 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 als Differenzstrom Is dem Motor 41 zugeführt. Kurz gesagt wird in dem Überlastzeitraum W1 ein Teil des Aufnahmestroms, der dem maximalen Ausgangsstromwert Im entspricht, durch den zweiten Strom I2 gedeckt. Darüber hinaus wird der Differenzstrom Is (die Differenz, die man durch Subtrahieren des maximalen Ausgangsstromwerts Im von dem Überlaststromwert Id1 erhält) durch einen Teil des ersten Stroms I1 gedeckt.
Der Wert des Aufnahmestroms Id nimmt direkt nach dem Anlaufen bis zu dem Überlaststromwert Id1 zu und nimmt dann bis auf einen Dauerstromwert Id2 ab, der kleiner als der maximale Ausgangsstromwert Im ist, sodass die zweite Konstantspannungsschaltung 12 in einen Dauerzustand übergeht. Während eines Dauerzustandszeitraums W2, in welchem sich die zweite Konstantspannungsschaltung 12 im Dauerzustand befindet, wird der Wert der zweiten Spannung V2 unter der Konstantspannungsregelung auf dem Dauerspannungswert V21 gehalten. Demgemäß wird der Aufnahmestrom Id im Dauerzustandszeitraum W2 nur durch den zweiten Strom I2 gedeckt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann bei der Stromversorgung 1 die zweite Last (der Motor 41) zumindest einen Teil des Aufnahmestroms Id von der ersten Konstantspannungsschaltung 11 sowie von der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 empfangen. Somit kann der maximale Ausgangsstromwert Im der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 kleiner als im Vergleichsbeispiel gemacht werden. Als Ergebnis können Komponenten der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 verglichen mit jenen aus dem Vergleichsbeispiel kleiner ausgeführt sein, was zur Verringerung der Größe der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 führt. Weiterhin kann die Verringerung der Größe der Komponenten (zum Beispiel des Stromversorgungs-ICs, der den LDO-Regler enthält) der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 einen Vorteil dahingehend bieten, dass Kosten gesenkt werden und eine Bestückungsfläche von Schaltungen der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 verkleinert wird.
Folglich kann die Stromversorgung 1 mit der ersten Konstantspannungsschaltung 11 zum Ansteuern der Regelschaltung 14 und mit der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 zum Ansteuern des Motors 41 (der zweiten Last) einen Vorteil dahingehend bieten, dass die Größe der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 verringert wird.
Vorzugsweise ist der erste Eingangsanschluss T11 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und/oder der zweite Eingangsanschluss T21 der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 elektrisch mit der externen Stromversorgung 3 verbunden, um die Eingangsgleichspannung Vi von der externen Stromversorgung 3 zu empfangen. In der Ausführungsform ist sowohl der erste Eingangsanschluss T11 als auch der zweite Eingangsanschluss T21 elektrisch mit der externen Stromversorgung 3 verbunden, um von dieser die Eingangsgleichspannung Vi zu empfangen.
Bei dieser Ausgestaltung wird zum Betrieb der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 außer der externen Stromversorgung 3 keine weitere Stromversorgung benötigt, was zur Vereinfachung der Ausgestaltung führt.
Eine Abwandlung der Stromversorgung 1 wird anhand von 4 beschrieben.
Gemäß der Abwandlung weist die Stromversorgung 1 ferner eine Diode 16 auf. Die Diode 16 ist in einem elektrischen Pfad vorgesehen, welcher den ersten Ausgangsanschluss T12 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und den zweiten Ausgangsanschluss T22 der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 elektrisch verbindet. Die Diode 16 weist eine Anode, die mit dem ersten Ausgangsanschluss T12 elektrisch verbunden ist, und eine Kathode auf, die mit dem zweiten Ausgangsanschluss T22 elektrisch verbunden ist. Das heißt, die Durchlassrichtung der Diode 16 entspricht einer Richtung, die von dem ersten Ausgangsanschluss T12 zu dem zweiten Ausgangsanschluss T22 gerichtet ist.
In der Abwandlung nimmt, wie für die Ausführungsform erläutert wurde, der Wert der zweiten Spannung V2 während des Überlastzeitraums W1 von dem Dauerspannungswert V21 derart ab, dass der Wert der zweiten Spannung V2 unter den Wert der ersten Spannung V1 fällt. Die Diode 16 ist also in Vorwärtsrichtung vorgespannt und leitet zwischen Anode und Kathode, um so zu ermöglichen, dass ein Teil des ersten Stroms I1 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 dem Motor 41 als Differenzstrom Is zugeführt wird.
Wenn hingegen der Wert der ersten Spannung V1 von dem Dauerspannungswert ausgehend derart abnimmt, dass der Wert der ersten Spannung V1 unter den Wert der zweiten Spannung V2 fällt, ist die Diode 16 in Sperrrichtung vorgespannt und unterbricht die elektrische Verbindung zwischen der Anode und der Kathode. Dies verhindert einen Stromfluss in einer Richtung von dem zweiten Ausgangsanschluss T22 der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 zu der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und der Regelschaltung 14, und als Ergebnis kann dem Auftreten eines unerwünschten Betriebs in der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und der Regelschaltung 14 entgegengewirkt werden.
Außerdem ist es gemäß der Abwandlung möglich, den Wert der zweiten Spannung V2 größer als den Wert der ersten Spannung V1 einzustellen. Demgemäß erweitern sich die Möglichkeiten zur Wahl einer Einrichtung für die zweite Last als Last der zweiten Konstantspannungsschaltung 12.
In einem konkreten Beispiel kann der Wert der ersten Spannung V1 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 unter der Konstantspannungsregelung auf 3,3 V eingestellt sein und der Wert der zweiten Spannung V2 (der Dauerspannungswert V21) der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 unter der Konstantspannungsregelung kann auf 5,0 V eingestellt sein. Da die Stromversorgung 1 die Diode 16 aufweist, ist es in diesem Fall möglich, einen Stromfluss von dem zweiten Ausgangsanschluss T22 der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 zu der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und der Regelschaltung 14 im Dauerzustand der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 zu verhindern. Da die Stromversorgung 1 die Diode 16 aufweist, ist es ferner möglich, dass im Überlastzustand der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 der Differenzstrom Is von dem ersten Ausgangsanschluss T12 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 zu dem Motor 41 des Gleichstromgebläses 4 fließt.
In der Abwandlung ist die Diode 16 vorzugsweise eine Schottky-Diode mit einer kleinen Durchlassspannung.
Die Diode 16 kann eine Diodeneinheit sein, welche zwei oder mehr in Reihe geschaltete Dioden aufweist.
Die Stromversorgung 1 gemäß der Ausführungsform und der Abwandlung kann als Lampe 100, etwa als Scheinwerfer eines Fahrzeugs, verwendet werden. 5 zeigt eine Lampe 100, die als Scheinwerfer dient.
Die Lampe 100 weist die Stromversorgung 1, die Beleuchtungslast 2, das Gleichstromgebläse 4, eine Wärmesenke 111, eine optische Einheit 112 und einen Lampenkörper 131 auf, in welchem diese Komponenten untergebracht sind. Die Beleuchtungslast 2 ist auf der Wärmesenke 111 montiert, und die in der Beleuchtungslast 2 erzeugte Wärme wird durch die Wärmesenke 111 hindurch nach außen abgeführt. Die optische Einheit 112 weist zum Beispiel eine Linse, einen Reflektor und dergleichen auf, und sie ist auf einer Vorderseite (links in 5) der Beleuchtungslast 2 angeordnet. Die optische Einheit 112 steuert die Verteilung des von der Beleuchtungslast 2 ausgegebenen Lichts. Die Stromversorgung 1 ist an einer Unterseite des Lampenkörpers 131 angeordnet und wird mit Strom betrieben, den eine als externe Stromversorgung 3 dienende Fahrzeugbatterie zuführt. Das Gleichstromgebläse 4 ist an der Wärmesenke 111 angebracht. Die Flügel des Gleichstromgebläses 4 werden gedreht, wodurch die von der Wärmesenke 111 abgeführte Wärmemenge zunimmt. Das Gleichstromgebläse 4 kann das Wärmeabfuhrvermögen der Beleuchtungslast 2 verbessern. Das Gleichstromgebläse 4 kann dazu eingerichtet sein, die Wärmesenke 111 zu beblasen, um die Beleuchtungslast 2, wie in 5 gezeigt ist, indirekt abzukühlen, oder es kann alternativ dazu eingerichtet sein, die Beleuchtungslast 2 zu beblasen, um die Beleuchtungslast 2 direkt abzukühlen.
Die Stromversorgung 1 und die Beleuchtungslast 2 sind mittels einer Ausgangsleitung 121 elektrisch miteinander verbunden, und die Beleuchtungslast 2 ist dazu eingerichtet, über die Ausgangsleitung 121 elektrische Beleuchtungsleistung (einen Laststrom Io) zu empfangen. Die Stromversorgung 1 ist dazu eingerichtet, externe eine elektrische Leistung (die Eingangsgleichspannung Vi) über eine Stromleitung 122 aus der Fahrzeugbatterie zu empfangen, die als externe Stromversorgung 3 im Fahrzeug bereitgestellt ist.
Die Stromversorgung 1 und der Motor 41 des Gleichstromgebläses 4 sind mittels einer Ausgangsleitung 123 elektrisch miteinander verbunden, und der Motor 41 ist dazu eingerichtet, über die Ausgangsleitung 123 elektrische Antriebsleistung (einen Aufnahmestrom Id) zu empfangen.
Da die Lampe 100 auf dem Lampenkörper 131 mit der vorstehend beschriebenen Stromversorgung 1 versehen ist, kann die zweite Konstantspannungsschaltung 12 verkleinert werden. Als Ergebnis kann die Lampe 100 verkleinert werden.
Die Lampe 100 kann durch selektives Ein- oder Ausschalten mancher der mehreren LEDs 21 der Beleuchtungslast 2 als Abblendlicht oder als Fernlicht dienen.
6 ist eine perspektivische Außenansicht eines Fahrzeugs 200, das mit einem Paar Lampen 100 versehen ist, die auf der rechten und linken Seite als Scheinwerfer dienen. Das Paar Lampen 100 ist an einer Vorderseite einer Fahrzeugkarosserie 201 des Fahrzeugs 200 montiert. Die Lampe 100 mit der Stromversorgung 1 ist nicht auf die Verwendung als Scheinwerfer eingeschränkt, sondern kann als Blinker, Rücklicht und dergleichen des Fahrzeugs oder als andere Lampe verwendet werden.
In der Ausführungsform und der Abwandlung, die vorstehend beschrieben wurden, dient die Konstantspannungsschaltung 11 als erste Konstantspannungsschaltung, die Konstantspannungsschaltung 12 als zweite Konstantspannungsschaltung und der Motor 41 des Gleichstromgebläses 4, der eine Last der Konstantspannungsschaltung 12 ist, als zweite Last. Außerdem führt die erste Konstantspannungsschaltung 11 im Überlastzustand der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 dem Motor 41 den Differenzstrom Is zu.
In einem Alternativbeispiel kann die erste Konstantspannungsschaltung 11 derart eingerichtet sein, dass ein Verhältnis zwischen dem ersten Strom I1 und der ersten Spannung V1 der in 2 gezeigten I-V-Kennlinie folgt, und während eines Überlastzustands der ersten Konstantspannungsschaltung 11 kann der Wert der ersten Spannung V1, verglichen mit dem eines Dauerzustands, abgenommen haben (oder bis unter einen Wert der zweiten Spannung V2 abnehmen). In diesem Fall wird die erste Konstantspannungsschaltung 11 auf eine ähnliche Weise betrieben wie ein vorstehend anhand von 1 oder 4 beschriebener Betrieb der zweiten Konstantspannungsschaltung 12, und die zweite Konstantspannungsschaltung 12 wird auf eine ähnliche Weise betrieben wie ein vorstehend anhand von 1 oder 4 beschriebener Betrieb der ersten Konstantspannungsschaltung 11. Die Konstantspannungsschaltung 12 führt der Regelschaltung 14 somit während des Überlastzustands der Konstantspannungsschaltung 11 einen Differenzstrom zu. In diesem Fall kann die Diode 16 in dem elektrischen Pfad vorgesehen sein, welcher den ersten Ausgangsanschluss T12 und den zweiten Ausgangsanschluss T22 elektrisch verbindet, sodass eine Durchlassrichtung der Diode 16 einer Richtung entspricht, welche von dem zweiten Ausgangsanschluss T22 zu dem ersten Ausgangsanschluss T12 gerichtet ist.
Bei der Ausführungsform und der Abwandlung, die vorstehend beschrieben sind, ist die Regelschaltung 14 dazu eingerichtet, den Wandler 13 derart zu regeln, dass sich der gemessene Wert des Laststroms Io dem Stromzielwert annähert. Die Regelschaltung 14 kann alternativ dazu eingerichtet sein, den Wandler 13 derart zu regeln, dass sich der gemessene Wert einer Ausgangsspannung des Wandlers 13 einem Spannungszielwert annähert.
Die Lichtquelle der Beleuchtungslast 2 ist nicht auf die LEDs 21 eingeschränkt. Die Beleuchtungslast 2 kann als Lichtquelle andere Festkörper-Leuchteinrichtungen wie etwa eine oder mehrere organische Elektrolumineszenz- (OEL-) Einrichtungen, eine oder mehrere Laserdioden (LD) und dergleichen aufweisen.
Bei der Ausführungsform und der Abwandlung, die vorstehend beschrieben sind, weist sowohl die erste Konstantspannungsschaltung 11 als auch die zweite Konstantspannungsschaltung 12 einen Stromversorgungs-IC auf, der einen LDO-Wandler zum Durchführen einer Konstantspannungsregelung an seinem Ausgang enthält. Die erste Konstantspannungsschaltung 11 und/oder die zweite Konstantspannungsschaltung 12 können alternativ einen Schaltregler mit einem Schaltsteuerungs-IC aufweisen.
Bei der Ausführungsform und der Abwandlung, die vorstehend beschrieben sind, wird der Motor 41 des Gleichstromgebläses 4 als zweite Last verwendet. Die zweite Last ist jedoch nicht auf den Motor 41 des Gleichstromgebläses 4 eingeschränkt, sondern kann ein Motor einer anderen Einrichtung sein. Die zweite Last kann alternativ eine Last sein, die kein Motor ist, solange sie eine induktive Last oder eine kapazitive Last ist.
In der Ausführungsform und der Abwandlung, die vorstehend beschrieben sind, sind die erste Konstantspannungsschaltung 11 und die Regelschaltung 14 separat ausgebildet, die erste Konstantspannungsschaltung 11 und die Regelschaltung 14 können jedoch integriert ausgebildet sein.
Bei der Ausführungsform und der Abwandlung, die vorstehend beschrieben sind, weist die Stromversorgung 1 zwei Konstantspannungsschaltungen auf, nämlich die erste Konstantspannungsschaltung 11 und die zweite Konstantspannungsschaltung 12. Die Stromversorgung 1 kann alternativ hierzu auch drei oder mehr Konstantspannungsschaltungen aufweisen. In diesem Fall können die drei oder mehr Konstantspannungsschaltungen dazu eingerichtet sein, Aufnahmeströme ihrer Lasten gegenseitig zu kompensieren.
In der Ausführungsform wurde eine konkrete Stromwellenform und eine konkrete Spannungswellenform beschrieben, die Stromwellenform und/oder die Spannungswellenform sind jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen eingeschränkt.
Wie vorstehend beschrieben ist, weist die Stromversorgung 1 des von der Ausführungsform abgeleiteten ersten Aspekts den Wandler 13, die Regelschaltung 14, die erste Konstantspannungsschaltung 11 und die zweite Konstantspannungsschaltung 12 auf. Der Wandler 13 ist dazu eingerichtet, der ersten Last (der Beleuchtungslast 2) die Gleichstromleistung zuzuführen. Die Regelschaltung 14 ist dazu eingerichtet, den Wandler 13 zu regeln. Die erste Konstantspannungsschaltung 11 weist den ersten Ausgangsanschluss T12, der als Hochpotentialseite dient, und den ersten Masseanschluss T13, der als Niederpotentialseite dient, auf und ist dazu eingerichtet, über den ersten Ausgangsanschluss T12 und den ersten Masseanschluss T13 eine erste Spannung V1 an die Regelschaltung 14 auszugeben. Die zweite Konstantspannungsschaltung 12, weist den zweiten Ausgangsanschluss T22, der als Hochpotentialseite dient, und einen zweiten Masseanschluss T23, der als Niederpotentialseite dient, auf und ist dazu eingerichtet, über den zweiten Ausgangsanschluss T22 und den zweiten Masseanschluss T23 eine zweite Spannung an eine zweite Last (den Motor 41 des Gleichstromgebläses 4) auszugeben. Der erste Ausgangsanschluss T12 und der zweite Ausgangsanschluss T22 sind elektrisch miteinander verbunden. Der erste Masseanschluss T13 und der zweite Masseanschluss T23 sind elektrisch miteinander verbunden. Die zweite Konstantspannungsschaltung 12 ist dazu eingerichtet, wenn der Wert des Aufnahmestroms Id der zweiten Last gleich groß wie oder kleiner als der Ausgangsstromwert Im der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 ist, die zweite Spannung V2 auf dem Dauerspannungswert zu halten. Die zweite Konstantspannungsschaltung 12 ist ferner dazu eingerichtet, wenn der Wert des Aufnahmestroms Id der zweiten Last größer als der maximale Ausgangsstromwert Im ist, die zweite Spannung derart zu regeln, dass sie einen Wert aufweist, der kleiner ist als der Wert der ersten Spannung V1. Die erste Konstantspannungsschaltung 11 ist dazu eingerichtet, wenn der Wert des Aufnahmestroms Id der zweiten Last größer als der maximale Ausgangsstromwert Im ist, der zweiten Last den Differenzstrom (Defizitstrom) Is zuzuführen, welcher einer Differenz zwischen dem Aufnahmestrom Id der zweiten Last und dem maximalen Ausgangsstrom entspricht, und gleichzeitig der Regelschaltung 14 den Aufnahmestrom Ic der Regelschaltung 14 zuzuführen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann bei der Stromversorgung 1 die zweite Last mindestens einen Teil des Aufnahmestroms Id von der ersten Konstantspannungsschaltung 11 sowie von der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 empfangen. Somit kann der maximale Ausgangsstromwert Im der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 kleiner als derjenige der herkömmlichen gemacht werden. Als Ergebnis können Komponenten der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 im Vergleich zu denjenigen der herkömmlichen kleiner ausgeführt sein, was zu einer Verringerung der Größe der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 führt. Außerdem kann die Verringerung der Größe der Komponenten (zum Beispiel des Stromversorgungs-ICs, der den LDO-Regler enthält) der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 einen Vorteil dahingehend bieten, dass Kosten gesenkt werden und eine Bestückungsfläche von Schaltungen der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 verkleinert wird.
Infolgedessen kann die Gesamtgröße der Stromversorgung 1 verringert werden.
Die Stromversorgung 1 des zweiten Aspekts, in Kombination mit dem ersten Aspekt verwirklicht, weist ferner die zweite Last auf. Die zweite Last kann vorzugsweise eine induktive Last oder eine kapazitive Last sein.
Bei der Stromversorgung 1 des dritten Aspekts, in Kombination mit dem zweiten Aspekt verwirklicht, kann die zweite Last vorzugsweise der Motor 41 sein.
In diesem Fall kann die Stromversorgung 1 den Einschaltstromstoß, der beim Anlaufen des Motors 41 auftritt, durch Verwendung der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 mit verringerter Größe zuführen.
Ferner kann bei der Stromversorgung 1 des vierten Aspekts, in Kombination mit einem der Aspekte eins bis drei verwirklicht, der Dauerspannungswert der zweiten Spannung V2 vorzugsweise gleich groß wie oder größer als der Wert der ersten Spannung V1 sein.
In diesem Fall erweitern sich die Möglichkeiten zur Wahl einer Einrichtung für die zweite Last als Last der zweiten Konstantspannungsschaltung 12.
Ferner kann die Stromversorgung 1 des fünften Aspekts, in Kombination mit einem der Aspekte eins bis vier verwirklicht, vorzugsweise die Diode 16 aufweisen, welche entweder zwischen dem ersten Ausgangsanschluss T12 und dem zweiten Ausgangsanschluss T22 oder zwischen dem ersten Masseanschluss T13 und dem zweiten Masseanschluss T23 angeordnet ist. Die Durchlassrichtung der Diode 16 ist so gewählt, dass der Differenzstrom Is von der ersten Konstantspannungsschaltung 11 zur zweiten Konstantspannungsschaltung 12 fließen kann.
In diesem Fall fließt der Strom nicht in einer Richtung von dem zweiten Ausgangsanschluss T22 der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 zu der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und der Regelschaltung 14, und als Ergebnis kann dem Auftreten eines unerwünschten Betriebs in der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und der Regelschaltung 14 entgegengewirkt werden.
Ferner kann bei der Stromversorgung 1 des sechsten Aspekts, in Kombination mit dem fünften Aspekt verwirklicht, die Diode 16 vorzugsweise zwischen dem ersten Ausgangsanschluss T12 und dem zweiten Ausgangsanschluss T22 angeordnet sein.
Ferner kann bei der Stromversorgung 1 des siebten Aspekts, in Kombination mit dem sechsten Aspekt verwirklicht, der Wert der ersten Spannung V1 vorzugsweise kleiner als der Dauerspannungswert der zweiten Spannung V2 sein.
Ferner kann bei der Stromversorgung 1 des achten Aspekts, in Kombination mit einem der Aspekte fünf bis sieben verwirklicht, die Diode 16 vorzugsweise eine Diodeneinheit sein, welche zwei oder mehr in Reihe geschaltete Dioden enthält.
Ferner kann bei der Stromversorgung 1 des neunten Aspekts, in Kombination mit einem der Aspekte fünf bis sieben verwirklicht, die Diode 16 vorzugsweise eine Schottky-Diode sein.
Ferner kann bei der Stromversorgung 1 des zehnten Aspekts, in Kombination mit einem der Aspekte eins bis neun verwirklicht, der Wandler 13 vorzugsweise dazu eingerichtet sein, die externe Leistung von der externen Stromversorgung 3 zu empfangen, um die externe Leistung in die Gleichstromleistung zu wandeln. Die erste Konstantspannungsschaltung 11 und/oder die zweite Konstantspannungsschaltung 12 können vorzugsweise dazu eingerichtet sein, die externe Leistung zu empfangen.
In diesem Fall wird zum Betrieb der ersten Konstantspannungsschaltung 11 und der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 außer der externen Stromversorgung 3 keine weitere Stromversorgung benötigt, was zur Vereinfachung der Ausgestaltung führt.
Ferner sind bei der Stromversorgung 1 des elften Aspekts, in Kombination mit dem zehnten Aspekt verwirklicht, sowohl die erste Konstantspannungsschaltung 11 als auch die zweite Konstantspannungsschaltung 12 dazu eingerichtet, die externe Leistung zu empfangen.
Ferner kann bei der Stromversorgung 1 des zwölften Aspekts, in Kombination mit einem der Aspekte eins bis elf verwirklicht, die erste Konstantspannungsschaltung 11 vorzugsweise einen Nennwert eines Ausgangsstroms (eines ersten Stroms I1) aufweisen, welcher größer als eine Summe eines Maximalwerts des Ausgangsstroms Ic der Regelschaltung 14 und des Werts des maximalen Differenzstroms ist. Der Wert des maximalen Differenzstroms kann vorzugsweise der Wert sein, den man durch Subtrahieren des maximalen Ausgangsstromwerts Im von dem Maximalwert des Aufnahmestroms Id der zweiten Last erhält.
In diesem Fall kann der erste Strom I1 der ersten Konstantspannungsschaltung 11 zusätzlich zum Aufnahmestrom Ic der Regelschaltung 14 auch den Differenzstrom Is decken, den die zweite Konstantspannungsschaltung 12 nicht zuführen kann.
Ferner wiest die Stromversorgung 1 des dreizehnten Aspekts den Wandler 13, die Regelschaltung 14, die erste Konstantspannungsschaltung 11 und die zweite Konstantspannungsschaltung 14 auf. Der Wandler 13 ist dazu eingerichtet, der ersten Last (der Beleuchtungslast 2) die Gleichstromleistung zuzuführen. Die Regelschaltung 14 ist dazu eingerichtet, den Wandler 13 zu regeln. Die erste Konstantspannungsschaltung 11 weist den ersten Ausgangsanschluss T12, der als Hochpotentialseite dient, und den ersten Masseanschluss T13, der als Niederpotentialseite dient, auf und ist dazu eingerichtet, über den ersten Ausgangsanschluss T12 und den ersten Masseanschluss T13 eine erste Spannung V1 an die Regelschaltung 14 auszugeben. Die zweite Konstantspannungsschaltung 12 weist den zweiten Ausgangsanschluss T22, der als Hochpotentialseite dient, und den zweiten Masseanschluss T23, der als Niederpotentialseite dient, auf und ist dazu eingerichtet, über den zweiten Ausgangsanschluss T22 und den zweiten Masseanschluss T23 die zweite Spannung V2 an die zweite Last (den Motor 41 des Gleichstromgebläses 4) auszugeben. Der erste Ausgangsanschluss T12 und der zweite Ausgangsanschluss T22 sind elektrisch miteinander verbunden. Der erste Masseanschluss T13 und der zweite Masseanschluss T23 sind elektrisch miteinander verbunden. Die erste Konstantspannungsschaltung 11 ist dazu eingerichtet, wenn der Wert des Aufnahmestroms Ic der Regelschaltung 14 gleich groß wie oder kleiner als der Wert des maximalen Ausgangsstroms der ersten Konstantspannungsschaltung 11 ist, die erste Spannung V1 auf dem Dauerspannungswert zu halten. Die erste Konstantspannungsschaltung 11 ist ferner dazu eingerichtet, wenn der Wert des Aufnahmestroms Ic der Regelschaltung 14 größer als der Wert des maximalen Ausgangsstroms ist, die erste Spannung V1 derart zu regeln, dass ihr Wert kleiner als der Wert der zweiten Spannung V2 ist. Die zweite Konstantspannungsschaltung 12 ist dazu eingerichtet, wenn der Wert des Aufnahmestroms Ic der Regelschaltung 14 größer als der Wert des maximalen Ausgangsstroms ist, der Regelschaltung 14 den Differenzstrom zuzuführen, welcher definiert ist als eine Differenz zwischen dem Aufnahmestrom Ic der Regelschaltung 14 und dem maximalen Ausgangsstrom, und gleichzeitig der zweiten Last den Aufnahmestrom Id der zweiten Last zuzuführen.
Ferner kann die Lampe 100 des vierzehnten Aspekts vorzugsweise die Stromversorgung eines der Aspekte eins bis dreizehn, wobei die Beleuchtungslast 2 als die erste Last dient, und den Lampenkörper 131 aufweisen, an welchem die Stromversorgung 1 angebracht ist.
Die Lampe 100 weist die Stromversorgung 1 auf. Demgemäß ist es möglich, die Größe der zweiten Konstantspannungsschaltung 12 der Lampe 100 zu verringern, was zur Verringerung der Größe der Lampe 100 führt.
Ferner kann das Fahrzeug 200 des fünfzehnten Aspekts vorzugsweise die Lampe 100 des vierzehnten Aspekts und die Fahrzeugkarosserie 201 aufweisen, auf welcher die Lampe 100 montiert ist.
Das Fahrzeug 200 weist die Lampe 100 auf. Demgemäß ist es möglich, die Größe der Lampe 100 des Fahrzeugs 200 zu verringern, was zur Verringerung der Größe des Montageraums der Lampe 100 führt.
Ferner kann die Lampe 100 bei dem Fahrzeug 200 des sechzehnten Aspekts, in Kombination mit dem fünfzehnten Aspekt verwirklicht, vorzugsweise dazu eingerichtet sein, als Scheinwerfer zu dienen.
Zwar sind vorstehend bevorzugte Ausführungsformen und/oder anderweitige Beispiele beschreiben, es versteht sich jedoch, dass diverse Abwandlungen möglich sind, und dass der hier offenbarte Gegenstand in diversen Formen und Beispielen umgesetzt werden kann, und dass diese in zahlreichen Anwendungsfällen angewendet werden können, von denen nur manche vorliegend beschrieben wurden. Durch die folgenden Ansprüche wird beabsichtigt, beliebige und alle Abwandlungen zu beanspruchen, die in den Rahmen des Umfangs der vorliegenden Lehre fallen.
Bezugszeichenliste

1: Stromversorgungseinrichtung
11: erste Konstantspannungsschaltung
12: zweite Konstantspannungsschaltung
13: Wandler
14: Regelschaltung (zweite Last der ersten Konstantspannungsschaltung 11)
16: Diode
2: Beleuchtungslast (erste Last)
21: LED
3: externe Stromversorgung
4: Gleichstromgebläse
41: Motor (zweite Last der zweiten Konstantspannungsschaltung 12)
100: Lampe
131: Lampenkörper
200: Fahrzeug
201: Fahrzeugkarosserie
T12: erster Ausgangsanschluss
T13: erster Masseanschluss
V1: erste Spannung
V2: zweite Spannung
I1: erster Strom (Ausgangsstrom der ersten Konstantspannungsschaltung 11)
Ic: Aufnahmestrom der Regelschaltung 14
Id: Aufnahmestrom der zweiten Last
Im: maximaler Ausgangsstromwert
Is: Differenzstrom

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014060904 A [0003]

Claims

Stromversorgung (1), umfassend: einen Wandler (13), welcher dazu eingerichtet ist, einer ersten Last eine Gleichstromleistung zuzuführen; eine Regelschaltung (14), welche dazu eingerichtet ist, den Wandler (13) zu regeln; eine erste Konstantspannungsschaltung (11) mit einem ersten Ausgangsanschluss (T12), der als Hochpotentialseite dient, und einem ersten Masseanschluss (T13), der als Niederpotentialseite dient, die dazu eingerichtet ist, über den ersten Ausgangsanschluss (T12) und den ersten Masseanschluss (T13) eine erste Spannung (V1) an die Regelschaltung (14) auszugeben; und eine zweite Konstantspannungsschaltung (12) mit einem zweiten Ausgangsanschluss (T22), der als Hochpotentialseite dient, und einem zweiten Masseanschluss (T23), der als Niederpotentialseite dient, die dazu eingerichtet ist, über den zweiten Ausgangsanschluss (T22) und den zweiten Masseanschluss (T23) eine zweite Spannung (V2) an eine zweite Last auszugeben, wobei der erste Ausgangsanschluss (T12) und der zweite Ausgangsanschluss (T22) elektrisch miteinander verbunden sind, der erste Masseanschluss (T13) und der zweite Masseanschluss (T23) elektrisch miteinander verbunden sind, die zweite Konstantspannungsschaltung (12) dazu eingerichtet ist, wenn ein Wert eines Aufnahmestroms (Id) der zweiten Last gleich groß wie oder kleiner als ein Wert eines maximalen Ausgangsstroms (Im) der zweiten Konstantspannungsschaltung (12) ist, die zweite Spannung (V2) auf einem Dauerspannungswert zu halten, und, wenn der Wert des Aufnahmestroms (Id) der zweiten Last größer als der Wert des maximalen Ausgangsstroms (Im) ist, zu ermöglichen, dass die zweite Spannung (V2) einen Wert aufweist, der kleiner ist als ein Wert der ersten Spannung (V1), und die erste Konstantspannungsschaltung (11) dazu eingerichtet ist, wenn der Wert des Aufnahmestroms (Id) der zweiten Last größer als der Wert des maximalen Ausgangsstroms (Im) ist, der zweiten Last einen Differenzstrom (Is) zuzuführen, welcher einer Differenz zwischen dem Aufnahmestrom (Id) der zweiten Last und dem maximalen Ausgangsstrom entspricht, und gleichzeitig der Regelschaltung (14) einen Aufnahmestrom (Ic) der Regelschaltung (14) zuzuführen.
Stromversorgung (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend die zweite Last, wobei die zweite Last eine induktive Last oder eine kapazitive Last ist.
Stromversorgung (1) nach Anspruch 2, wobei die zweite Last ein Motor ist.
Stromversorgung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Dauerspannungswert der zweiten Spannung (V2) gleich groß wie oder größer als ein Wert der ersten Spannung (V1) ist.
Stromversorgung (1) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Diode (16), welche entweder zwischen dem ersten Ausgangsanschluss (T12) und dem zweiten Ausgangsanschluss (T22) oder zwischen dem ersten Masseanschluss (T13) und dem zweiten Masseanschluss (T23) derart angeordnet ist, dass die Diode (16) eine Durchlassrichtung derart aufweist, dass der Differenzstrom (Is) von der ersten Konstantspannungsschaltung (11) zu der zweiten Konstantspannungsschaltung (12) fließen kann.
Stromversorgung (1) nach Anspruch 5, wobei die Diode (16) zwischen dem ersten Ausgangsanschluss (T12) und dem zweiten Ausgangsanschluss (T22) angeordnet ist.
Stromversorgung (1) nach Anspruch 6, wobei ein Wert der ersten Spannung (V1) kleiner als der Dauerspannungswert der zweiten Spannung (V2) ist.
Stromversorgung (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Diode eine Diodeneinheit ist, welche zwei oder mehr in Reihe geschaltete Dioden aufweist.
Stromversorgung (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Diode eine Schottky-Diode ist.
Stromversorgung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wandler (13) dazu eingerichtet ist, eine externe Leistung von einer externen Stromversorgung (3) zu empfangen, um die externe Leistung in die Gleichstromleistung zu wandeln, und die erste Konstantspannungsschaltung (11) und/oder die zweite Konstantspannungsschaltung (12) dazu eingerichtet sind, die externe Leistung zu empfangen.
Stromversorgung (1) nach Anspruch 10, wobei sowohl die erste Konstantspannungsschaltung (11) als auch die zweite Konstantspannungsschaltung (12) dazu eingerichtet sind, die externe Leistung zu empfangen.
Stromversorgung (1) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend die zweite Last, wobei die erste Konstantspannungsschaltung (11) einen Nennwert eines Ausgangsstroms aufweist, welcher größer als eine Summe eines Maximalwerts des Aufnahmestroms (Ic) der Regelschaltung (14) und eines Werts eines maximalen Differenzstroms ist, wobei der Wert des maximalen Differenzstroms ein Wert ist, der durch Subtrahieren des Werts des maximalen Ausgangsstroms (Im) von einem Maximalwert des Aufnahmestroms (Id) der zweiten Last erhalten wird.
Stromversorgung (1), umfassend: einen Wandler (13), welcher dazu eingerichtet ist, einer ersten Last eine Gleichstromleistung zuzuführen; eine Regelschaltung (14), welche dazu eingerichtet ist, den Wandler (13) zu regeln; eine erste Konstantspannungsschaltung (11) mit einem ersten Ausgangsanschluss (T12), der als Hochpotentialseite dient, und einem ersten Masseanschluss (T13), der als Niederpotentialseite dient, die dazu eingerichtet ist, über den ersten Ausgangsanschluss (T12) und den ersten Masseanschluss (T13) eine erste Spannung (V1) an die Regelschaltung (14) auszugeben; und eine zweite Konstantspannungsschaltung (12) mit einem zweiten Ausgangsanschluss (T22), der als Hochpotentialseite dient, und einem zweiten Masseanschluss (T23), der als Niederpotentialseite dient, die dazu eingerichtet ist, über den zweiten Ausgangsanschluss (T22) und den zweiten Masseanschluss (T23) eine zweite Spannung (V2) an eine zweite Last auszugeben, wobei der erste Ausgangsanschluss (T12) und der zweite Ausgangsanschluss (T22) elektrisch miteinander verbunden sind, der erste Masseanschluss (T13) und der zweite Masseanschluss (T23) elektrisch miteinander verbunden sind, die erste Konstantspannungsschaltung (11) dazu eingerichtet ist, wenn ein Wert eines Aufnahmestroms (Ic) der Regelschaltung (14) gleich groß wie oder kleiner als ein Wert eines maximalen Ausgangsstroms der ersten Konstantspannungsschaltung (11) ist, die erste Spannung (V1) auf einem Dauerspannungswert zu halten, und, wenn der Wert des Aufnahmestroms (Ic) der Regelschaltung (14) größer als der Wert des maximalen Ausgangsstroms ist, die erste Spannung (V1) derart zu regeln, dass ihr Wert kleiner als ein Wert der zweiten Spannung (V2) ist, und die zweite Konstantspannungsschaltung (12) dazu eingerichtet ist, wenn der Wert des Aufnahmestroms (Ic) der Regelschaltung (14) größer als der Wert des maximalen Ausgangsstroms ist, der Regelschaltung (14) einen Differenzstrom zuzuführen, welcher definiert ist als eine Differenz zwischen dem Aufnahmestrom (Ic) der Regelschaltung (14) und dem maximalen Ausgangsstrom, und gleichzeitig der zweiten Last einen Aufnahmestrom (Id) der zweiten Last zuzuführen.
Lampe (100), umfassend: die Stromversorgung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13; eine Beleuchtungslast (2), welche als die erste Last dient; und einen Lampenkörper (131), an welchem die Stromversorgung (1) angebracht ist.
Fahrzeug (200), umfassend: die Lampe (100) nach Anspruch 14; und eine Fahrzeugkarosserie (201), an welcher die Lampe (100) befestigt ist.
Fahrzeug (200) nach Anspruch 15, wobei die Lampe (100) dazu eingerichtet ist, als Scheinwerfer zu dienen.