DE102020111033A1

DE102020111033A1 - Überwachung des Stroms durch Leuchtdioden, System und Verfahren dafür

Info

Publication number: DE102020111033A1
Application number: DE102020111033.2A
Authority: DE
Inventors: Paolo Milanesi; Fabio Fragiacomo
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2020-10-29
Also published as: CN111867197B; US10531527B1; CN111867197A

Abstract

Diese Offenbarung umfasst Systeme, Verfahren und Techniken zum Steuern der Abgabe von Leistung an einen oder mehrere Stränge von Leuchtdioden (LEDs). Zum Beispiel ist eine Schaltung dazu ausgelegt, den Strom durch einen oder mehrere Stränge von LEDs zu überwachen. Die Schaltung umfasst eine Leistungswandlereinheit, wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, ein Eingangssignal aus einer Energiequelle zu empfangen und wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, ein Ausgangssignal an den einen oder die mehreren Stränge von LEDs abzugeben, und eine Sollwerteinheit, die dazu ausgelegt ist, ein Sollwertsignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben. Außerdem umfasst die Schaltung eine Korrektureinheit, die dazu ausgelegt ist, basierend auf dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert ein Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben.

Description

Gebiet der Technik
Diese Offenbarung betrifft Schaltungen zum Überwachen des Treibens und Steuerns von Strängen von Leuchtdioden, sowie entsprechende Systeme und Verfahren.
Hintergrund
Treiber werden häufig dazu verwendet, eine Spannung, einen Strom oder eine Leistung an einer Last zu steuern. Zum Beispiel kann ein Leuchtdioden-(LED-)Treiber die einem Strang von Leuchtdioden zugeführte Leistung steuern. Manche Treiber können einen DC-DC-Leistungswandler, wie etwa einen Tief-Hochsetzsteller, Tiefsetzsteller, Hochsetzsteller oder anderen DC-DC-Wandler umfassen. Solche DC-DC-Wandler lassen sich dazu verwenden, die Leistung an der Last basierend auf einem Charakteristikum der Last zu steuern und möglicherweise zu ändern. DC-DC-Leistungswandler können besonders zum Regulieren des Stroms durch LED-Stränge nützlich sein. In manchen Fällen können LED-Treiberschaltungen ein einen Eingangsstrom und eine Eingangsspannung umfassendes Eingangssignal entgegennehmen und ein einen Ausgangsstrom und eine Ausgangsspannung umfassendes Ausgangssignal abgeben. In manchen solchen Fällen kann eine LED-Treiberschaltung wenigstens einige Aspekte des Eingangssignals und des Ausgangssignals, wie etwa das Steuern des von der LED-Treiberschaltung emittierten Ausgangsstroms, regulieren.
Kurzfassung
Es werden eine Schaltung gemäß Anspruch 1, ein System gemäß Anspruch 12 und ein Verfahren gemäß Anspruch 13 angegeben.
Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert. Diese Offenbarung richtet sich allgemein auf Vorrichtungen, Systeme und Techniken zum Abgeben eines elektrischen Signals an einen oder mehrere Stränge von Leuchtdioden (LEDs) unter Verwendung einer Schaltung und das Regulieren von wenigstens einem Parameter des elektrischen Signals unter Verwendung der Schaltung. Zum Beispiel umfasst die Schaltung eine Leistungswandlereinheit und eine Sollwerteinheit, wobei die Sollwerteinheit dazu ausgelegt ist, ein Sollwertsignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben. Basierend auf dem Sollwertsignal kann die Leistungswandlereinheit das Ausgangssignal so regulieren, dass es proportional zu einem dem Sollwertsignal zugeordneten Sollwertparameterwert ist. In manchen Fällen kann die Schaltung, wenn sich ein dem Eingangssignal, dem Ausgangssignal oder dem Sollwertsignal zugeordneter Parameter ändert, reagieren, indem sie in einem dem Ausgangssignal zugeordneten Parameter ein Überschwingen verursacht. Die Schaltung umfasst dementsprechend eine Korrektureinheit, die dazu ausgelegt ist, einen Satz von Eingaben entgegenzunehmen, die zum Beispiel einen zum Eingangssignal proportionalen Eingangsparameterwert, einen zum Ausgangssignal proportionalen Ausgangsparameterwert und einen zum Sollwertsignal proportionalen Sollwert umfassen. Die Korrektureinheit gibt, basierend auf einem oder mehr beliebigen aus dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert, ein Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit ab, wodurch bewirkt wird, dass die Leistungswandlereinheit einen Betrag an Überschwingen im dem Ausgangssignal zugeordneten Parameter verringert. Es kann vorteilhaft sein, den Überschwingbetrag im dem Ausgangssignal zugeordneten Parameter zu verringern, da ein solches Überschwingen Schäden an dem einen oder den mehreren Strängen von LEDs verursachen kann.
Bei manchen Beispielen ist eine Schaltung dazu ausgelegt, den Strom durch einen oder mehrere Stränge von LEDs zu überwachen. Die Schaltung umfasst eine Leistungswandlereinheit, wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, ein Eingangssignal aus einer Energiequelle zu empfangen und wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, ein Ausgangssignal an den einen oder die mehreren Stränge von LEDs abzugeben, wobei das Ausgangssignal eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom umfasst, und eine Sollwerteinheit, die dazu ausgelegt ist, ein Sollwertsignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben, wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, den Ausgangsstrom so zu regulieren, dass dieser proportional zu einem dem Sollwertsignal zugeordneten Sollwertparameterwert ist. Außerdem umfasst die Schaltung eine Korrektureinheit, die dazu ausgelegt ist, einen Eingangsparameterwert zu empfangen, wobei der Eingangsparameterwert proportional zum Eingangssignal ist, einen Ausgangsparameterwert zu empfangen, wobei der Ausgangsparameterwert proportional zur Ausgangsspannung ist, einen Sollwertparameterwert zu empfangen, wobei der Sollwertparameterwert proportional zum Sollwertsignal ist, und basierend auf dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert ein Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben.
Bei manchen Beispielen umfasst ein System einen oder mehrere Stränge von Leuchtdioden (LEDs), eine Energiequelle und eine Schaltung, die dazu ausgelegt ist, den Strom durch einen oder mehrere Stränge von LEDs zu überwachen. Die Schaltung umfasst eine Leistungswandlereinheit, wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, ein Eingangssignal aus einer Energiequelle zu empfangen und wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, ein Ausgangssignal an den einen oder die mehreren Stränge von LEDs abzugeben, wobei das Ausgangssignal eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom umfasst, eine Sollwerteinheit, die dazu ausgelegt ist, ein Sollwertsignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben, wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, den Ausgangsstrom so zu regulieren, dass dieser proportional zu einem dem Sollwertsignal zugeordneten Sollwertparameterwert ist, und eine Korrektureinheit. Die Korrektureinheit ist dazu ausgelegt, einen Eingangsparameterwert zu empfangen, wobei der Eingangsparameterwert proportional zum Eingangssignal ist, einen Ausgangsparameterwert zu empfangen, wobei der Ausgangsparameterwert proportional zur Ausgangsspannung ist, einen Sollwertparameterwert zu empfangen, wobei der Sollwertparameterwert proportional zum Sollwertsignal ist, und basierend auf dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert ein Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben.
Bei manchen Beispielen umfasst ein Verfahren ein Empfangen eines Eingangssignals aus einer Energiequelle durch eine Leistungswandlereinheit einer Schaltung, die dazu ausgelegt ist, den Strom durch einen oder mehrere Stränge von Leuchtdioden (LEDs) zu überwachen, ein Abgeben eines Ausgangssignals an den einen oder die mehreren Stränge von LEDs durch die Leistungswandlereinheit, wobei das Ausgangssignal eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom umfasst, und ein Abgeben eines Sollwertsignals an die Leistungswandlereinheit durch eine Sollwerteinheit, wobei die Leistungswandlereinheit den Ausgangsstrom so reguliert, dass er proportional zu einem dem Sollwertsignal zugeordneten Sollwertparameterwert ist. Außerdem umfasst das Verfahren ein Empfangen eines Eingangsparameterwerts durch eine Korrektureinheit, wobei der Eingangsparameterwert proportional zum Eingangssignal ist, ein Empfangen eines Ausgangsparameterwerts durch die Korrektureinheit, wobei der Ausgangsparameterwert proportional zur Ausgangsspannung ist, ein Empfangen eines Sollwertparameterwerts durch die Korrektureinheit, wobei der Sollwertparameterwert proportional zum Sollwertsignal ist, und ein Abgeben eines Korrektursignals an die Leistungswandlereinheit durch die Korrektureinheit, basierend auf dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert.
Die Zusammenfassung der Erfindung soll einen Überblick über den in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Gegenstand geben. Sie soll keine ausschließliche oder erschöpfende Erläuterung der Systeme, Vorrichtungen und Verfahren geben, die in den angefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung ausführlich beschrieben sind. Weitere Einzelheiten eines oder mehrerer Beispiele der vorliegenden Offenbarung sind in den angefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben. Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen.
Figurenliste

1 zeigt in einem Blockdiagramm ein beispielhaftes System, das eine Schaltung zum Entgegennehmen eines Eingangssignals aus einer Energiequelle und Abgeben eines Ausgangssignals an einen oder mehrere Stränge von Leuchtdioden (LEDs) gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung umfasst.
2 zeigt in einem Schaltbild ein beispielhaftes System, das eine Schaltung zum Entgegennehmen eines Eingangssignals aus einer Energiequelle und Abgeben eines Ausgangssignals an einen oder mehrere Stränge von LEDs gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung umfasst.
3 zeigt in einem Schaltbild ein weiteres beispielhaftes System, das eine Schaltung zum Entgegennehmen eines Eingangssignals aus einer Energiequelle und Abgeben eines Ausgangssignals an einen oder mehrere Stränge von LEDs gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung umfasst.
4A zeigt in einem Kurvenbild ein Ausgangsspannungsdiagramm, ein Vergleichssignaldiagramm und ein Ausgangsstromdiagramm über einen Zeitraum, in welchem gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung der Ausgangsstrom von einem ersten Ausgangsstromwert auf einen zweiten Ausgangsstromwert verringert wird.
4B zeigt in einem Kurvenbild ein erstes Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm und ein zweites Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung.
5A zeigt in einem Kurvenbild ein Ausgangsspannungsdiagramm, ein Vergleichssignaldiagramm und ein Ausgangsstromdiagramm über einen Zeitraum, in welchem gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung die Ausgangsspannung von einem ersten Ausgangsspannungswert auf einen zweiten Ausgangsspannungswert erhöht wird.
5B zeigt in einem Kurvenbild ein erstes Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm und ein zweites Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung.
6 zeigt in einem Blockdiagramm ein Beispielsystem, das einen ersten LED-Strang und einen zweiten LED-Strang und einen LED-Treiber gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung umfasst.
7 zeigt in einem Flussdiagramm einen Beispielsvorgang gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung zum Abgeben eines Korrektursignals, um ein Ausgangsstromüberschwingen zu verringern.

Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in der Beschreibung und den Figuren durchweg auf gleiche Elemente.
Ausführliche Beschreibung
Manche Systeme können einen Leistungswandler, wie etwa einen Gleichstrom-(DC-)DC-Wandler verwenden, um ein einem oder mehreren Strängen von Leuchtdioden (LEDs) zugeführtes elektrisches Signal zu steuern. Diese Offenbarung richtet sich auf eine Schaltung, die eine Leistungswandlereinheit, eine Sollwerteinheit und eine Korrektureinheit umfasst, wobei die Korrektureinheit dazu ausgelegt ist, ein Überschwingen eines von der Leistungswandlereinheit an den einen oder die mehreren Stränge von LEDs abgegebenen Ausgangssignals zu verringern. Ein solches Überschwingen kann in manchen Fällen durch eine Veränderung eines oder mehrerer der Schaltung zugeordneter Parameter, wie etwa einem von der Sollwerteinheit emittierten Sollwertsignal entsprechenden Sollwertparameterwert, verursacht werden. Die hier beschriebenen Techniken und Schaltungen können besonders nützlich sein bei Fahrzeugbeleuchtungsanwendungen, die einen oder mehrere Stränge von LEDs umfassen.
1 zeigt in einem Blockdiagramm ein beispielhaftes System 100, das eine Schaltung 110 zum Entgegennehmen eines Eingangssignals aus der Energiequelle 120 und Abgeben eines Ausgangssignals an einen oder mehrere Stränge von LEDs 130 gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung umfasst. Wie im Beispiel von 1 gezeigt, umfasst das System 100 die Schaltung 110, die Energiequelle 120 und die LEDs 130. Die Schaltung 110 umfasst die Leistungswandlereinheit 112, die Sollwerteinheit 114 und die Korrektureinheit 116.
Die Schaltung 110 kann Schaltungselemente umfassen, die Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten, Dioden, Halbleiterschalter und andere Halbleiterelemente umfassen. In dem in 1 gezeigten Beispiel umfasst die Schaltung 110 eine Leistungswandlereinheit 112. Die Energiequelle 120 kann ein Eingangssignal an die Leistungswandlereinheit 112 liefern, wodurch die Schaltung 110 mit Strom versorgt wird. Ferner kann die Leistungswandlereinheit 112 ein Ausgangssignal an die LEDs 130 bereitstellen, die eine von der Leistungswandlereinheit 112 mit Energie versorgte Last darstellen können. Das Eingangssignal kann in manchen Fällen einen Eingangsstrom und eine Eingangsspannung umfassen. Außerdem kann das Ausgangssignal einen Ausgangsstrom und eine Ausgangsspannung umfassen. In manchen Fällen umfasst die Leistungswandlereinheit 112 einen DC-DC-Leistungswandler, der dazu ausgelegt ist, das an die LEDs 130 abgegebene Ausgangssignal zu regulieren. Bei manchen Beispielen umfasst der DC-DC-Leistungswandler eine Schalter-/Induktivitätseinheit wie etwa eine H-Brücke. Eine H-Brücke verwendet einen Satz von Schaltern, häufig Halbleiterschalter, um elektrische Leistung umzuwandeln. Bei manchen Beispielen wirkt die Schalter-/Induktivitätseinheit als Tief-Hochsetzsteller (Buck-Boost-Converter). Beispielsweise ist ein Tief-Hochsetzsteller dazu ausgelegt, die an die LEDs 130 abgegebene Ausgangsspannung unter Verwendung von wenigstens zwei Betriebsmodi zu regulieren, die einen Tiefsetzmodus (Buck-Modus) und einen Hochsetzmodus (Boost-Modus) umfassen. Die Leistungswandlereinheit 112 kann Halbleiterschalter des Tief-Hochsetzstellers steuern, um den Modus des Tief-Hochsetzstellers zu alternieren (z. B. den Betriebsmodus des Tief-Hochsetzstellers vom Tiefsetzmodus in den Hochsetzmodus zu wechseln und umgekehrt). Im in 1 gezeigten Beispiel können die Halbleiterschalter der Leistungswandlereinheit 112 Transistoren, Dioden oder andere Halbleiterelemente umfassen. Im Tiefsetzmodus kann der Tief-Hochsetzsteller der Leistungswandlereinheit 112 die Spannung aus dem Eingang der Leistungswandlereinheit 112 zum Ausgang der Leistungswandlereinheit 112 erniedrigen und den Strom aus dem Eingang der Leistungswandlereinheit 112 zum Ausgang der Leistungswandlereinheit 112 erhöhen. Im Hochsetzmodus kann der Tief-Hochsetzsteller der Leistungswandlereinheit 112 die Spannung aus dem Eingang der Leistungswandlereinheit 112 zum Ausgang der Leistungswandlereinheit 112 erhöhen und den Strom aus dem Eingang der Leistungswandlereinheit 112 zum Ausgang der Leistungswandlereinheit 112 erniedrigen.
Die Sollwerteinheit 114 kann dazu ausgelegt sein, ein Sollwertsignal an die Leistungswandlereinheit 112 abzugeben. Bei manchen Beispielen ist die Leistungswandlereinheit 112 dazu ausgelegt, den an die LEDs 130 abgegebenen Ausgangsstrom so zu regulieren, dass er proportional zu einem dem Sollwertsignal zugeordneten Sollwertparameterwert ist. Mit anderen Worten, die Sollwerteinheit 114 kann den von der Leistungswandlereinheit 112 an die LEDs 130 abgegebenen Ausgangsstrom steuern. Zum Beispiel kann das Sollwertsignal einen Sollwertstromwert, einen Sollwertspannungswert, eine Sollwertsignalfrequenz, einen Sollwertsignaltastgrad oder eine beliebige Kombination davon umfassen. Bei manchen Beispielen, bei denen das Sollwertsignal einen Sollwertsignalspannungswert umfasst, kann der Sollwertsignalspannungswert in einem Bereich von 5 Volt (V) bis 10 V liegen. Von daher kann der Bereich von Sollwertspannungswerten (z. B. 5 V bis 10 V) einem möglichen Bereich von von der Leistungswandlereinheit 112 an die LEDs 130 abgegebenen Ausgangsströmen entsprechen. Zum Beispiel kann der mögliche Bereich von Ausgangsstromwerten von 0 Ampere (A) bis 3 A reichen. Auf diese Weise gibt die Leistungswandlereinheit 112, falls der Sollwertspannungswert 7,5 V beträgt (z. B. in der Mitte des Bereichs der Sollwertspannungswerte liegt), einen Ausgangsstrom von 1,5 A (z. B. in der Mitte des Bereichs der Ausgangsstromwerte) ab. Eine Beziehung zwischen dem Sollwertsignal und dem Ausgangsstrom kann in manchen Fällen eine lineare Beziehung sein.
Während Übergangsphasen der Schaltung 110, wie etwa nach Änderungen des Sollwertsignals, Änderungen des Eingangssignals, Änderungen des Ausgangssignals oder einer beliebigen Kombination davon, kann eine Ausgangssignalüberschwingung im von der Leistungswandlereinheit 112 an die LEDs 130 abgegebenen Ausgangssignal auftreten. Zum Beispiel kann, falls sich das Sollwertsignal so ändert, dass der Ausgangsstrom von 1,5 auf 0,3 A abfällt, der Ausgangsstrom zunächst unter 0,3 A abfallen, dann über 0,3 A anschnellen (z. B. überschwingen), bevor er sich auf 0,3 A einpendelt. Außerdem kann bei manchen Beispielen, falls sich das Ausgangssignal so ändert, dass die LEDs 130 bei längerfristig konstantem Ausgangsstrom eine größere Menge an Ausgangsspannung aus der Leistungswandlereinheit 112 ziehen, eine kurzfristige Ausgangsstromüberschwingung während der Übergangsphase auftreten, die der Erhöhung der von der Leistungswandlereinheit 112 an die LEDs 130 abgegebenen Ausgangsspannung entspricht. Eine Ausgangsstromüberschwingung kann bei manchen Beispielen Schäden an Bauelementen der Schaltung 110 und der LEDs 130 verursachen. Außerdem kann bei manchen Beispielen eine Ausgangsstromüberschwingung zu Ungenauigkeiten bei der Regulierung des von der Leistungswandlereinheit 112 abgegebenen Ausgangssignals führen. Von daher kann es dienlich sein, einen Betrag einer von einer Änderung im Eingangssignal, einer Änderung im Ausgangssignal, einer Änderung im Sollwertsignal oder einer beliebigen Kombination davon verursachten Ausgangsstromüberschwingung zu verringern.
Die Korrektureinheit 116 kann dazu ausgelegt sein, einen Betrag einer während Übergangsphasen der Schaltung 110 verursachten Ausgangsstromüberschwingung zu verringern. Zum Beispiel kann die Korrektureinheit 116 dazu ausgelegt sein, einen Eingangsparameterwert zu empfangen, wobei der Eingangsparameterwert proportional zum von der Energiequelle 120 an die Leistungswandlereinheit 112 abgegebenen Eingangssignal ist. Zum Beispiel kann der Eingangsparameterwert proportional zu einem oder mehr beliebigen aus einer Eingangsstromgröße, einer Eingangsspannungsgröße oder einer Frequenz des Eingangssignals sein. Die Korrektureinheit 116 kann einen Ausgangsparameterwert empfangen, wobei der Ausgangsparameterwert proportional zur Ausgangsspannung ist. Zum Beispiel kann der Ausgangsparameterwert proportional zu einem oder mehr aus einer Ausgangsstromgröße, einer Ausgangsspannungsgröße oder einer Frequenz des Ausgangssignals sein. Außerdem kann die Korrektureinheit 116 einen Sollwertparameterwert empfangen, wobei der Sollwertparameterwert proportional zum von der Sollwerteinheit 114 abgegebenen Sollwertsignal ist. Zum Beispiel kann der Sollwertparameterwert proportional zu einem oder mehr beliebigen aus einer Sollwertstromgröße, einer Sollwertspannungsgröße, einer Frequenz des Sollwertsignals oder einem Tastgrad des Sollwertsignals sein.
Die Korrektureinheit 116 kann, basierend auf dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert ein Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit 112 abgeben. Das Korrektursignal kann in manchen Fällen bewirken, dass die Leistungswandlereinheit 112 einen Betrag an Ausgangsstromüberschwingung verringert, der aufgrund von Übergangsphasen der Schaltung 110 auftritt. Bei manchen Beispielen kann die Korrektureinheit 116 basierend auf dem Eingangsparameterwert und dem Ausgangsparameterwert eine Verstärkung der Leistungswandlereinheit 112 bestimmen. Zum Beispiel stellt ein Verhältnis der Ausgangsspannung zur Eingangsspannung eine Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit 112 dar. Die Korrektureinheit 116 kann in manchen Fällen das Korrektursignal basierend auf der Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit 112 abgeben. Außerdem kann bei manchen Beispielen die Korrektureinheit 116 eine Differenz zwischen dem Sollwertparameterwert und einem maximalen Sollwertparameterwert bestimmen. Die Korrektureinheit 116 kann das Korrektursignal basierend auf der Differenz zwischen dem Sollwertparameterwert und einem maximalen Sollwertparameterwert abgeben.
Die Energiequelle 120 kann eine oder mehr Batterien darstellen, die dazu ausgelegt sind, der Schaltung 110 Energie (z. B. das Eingangssignal) bereitzustellen. Die Energiequelle 120 kann zum Beispiel mehrere in Reihe zueinander angeordnete Zellen umfassen. Bei manchen Beispielen umfassen die mehreren Zellen mehrere Lithium-Ionen-Zellen. Bei anderen Beispielen umfassen die mehreren Zellen Bleizellen, Nickel-Metallhydrid-Zellen oder sonstige Materialien. Bei manchen Beispielen liegt eine maximale Spannungsabgabe der Energiequelle 120 in einem Bereich von 10 V bis 14 V. Bei einem Beispiel beträgt eine maximale Spannungsabgabe der Energiequelle 120 12 V. Die maximale Spannungsabgabe der Energiequelle 120 kann jedoch ein anderer Wert oder Bereich von Werten sein.
Die LEDs 130 können einen oder mehrere Stränge von LEDs umfassen. Die LEDs 130 können eine beliebige Halbleiterlichtquelle umfassen. Bei manchen Beispielen kann eine LED einen p-n-Übergang umfassen, der dazu ausgelegt ist, bei dessen Aktivieren Licht zu emittieren. Bei manchen Beispielen können die LEDs 130 in einer Scheinwerferbaugruppe für Kraftfahrzeuganwendungen umfasst sein. Beispielsweise können die LEDs 130 eine Matrix, einen Strang oder mehr als einen Strang von Leuchtdioden umfassen, um eine Straße vor einem Fahrzeug zu beleuchten. In der vorliegenden Verwendung kann ein Fahrzeug sich auf Motorräder, Lastkraftwagen, Boote, Golfwagen, Schneemobile, Schwermaschinen oder einen beliebigen Typ von Fahrzeug beziehen, der eine gerichtete Beleuchtung verwendet. Bei manchen Beispielen umfassen die LEDs 130 einen ersten Strang von LEDs, der einen Satz von Fernlicht-LEDs und einen Satz von Abblendlicht-LEDs umfasst. In manchen Fällen kann das System 100 zwischen einem Aktivieren des Satzes von Abblendlicht-LEDs, Aktivieren des Satzes von Fernlicht-LEDs, Aktivieren sowohl des Satzes von Abblendlicht-LEDs als auch des Satzes von Fernlicht-LEDs und Deaktivieren sowohl des Satzes von Abblendlicht-LEDs als auch des Satzes von Fernlicht-LEDs hin- und herschalten. Außerdem können die LEDs 130 einen zweiten Strang von LEDs umfassen, der einen Satz von Basis-LEDs darstellt. Zum Beispiel kann, falls sowohl der Satz von Abblendlicht-LEDs als auch der Satz von Fernlicht-LEDs deaktiviert werden, die Schaltung 110 das Ausgangssignal an den zweiten Strang von LEDs abgeben, so dass der Satz von Basis-LEDs aktiviert wird. Der zweite Strang von LEDs kann in manchen Fällen eine geringere Menge an Licht abgeben als der erste Strang von LEDs und eine geringere Menge Strom aus der Schaltung 110 ziehen als der erste Strang von LEDs.
2 zeigt in einem Schaltbild ein beispielhaftes System 200, das eine Schaltung 210 zum Entgegennehmen eines Eingangssignals aus der Energiequelle 220 und Abgeben eines Ausgangssignals an einen oder mehrere Stränge von LEDs 230 gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung umfasst. Wie in 2 gezeigt, umfasst das System 200 die Schaltung 210, die Energiequelle 220 und die LEDs 230. Die Schaltung 210 umfasst die Leistungswandlereinheit 212, die Sollwerteinheit 214 und die Korrektureinheit 216. Die Leistungswandlereinheit 212 umfasst das erste Schaltelement 242, die erste Diode 244, das zweite Schaltelement 246, die zweite Diode 248, die Induktivität 250, den ersten Stromsensor 252, den zweiten Stromsensor 262, den Knoten 270, den Verstärker 282, den Verstärker 284, den Verstärker 286 und die Offset-Einheit 288. Der erste Stromsensor 252 umfasst den ersten Strommesswiderstand 254 und den ersten Strommessverstärker 256. Der zweite Stromsensor 262 umfasst den zweiten Strommesswiderstand 264 und den zweiten Strommessverstärker 266. Die Schaltung 210 kann ein Beispiel für die Schaltung 110 von 1 sein. Die Leistungswandlereinheit 212 kann ein Beispiel für die Leistungswandlereinheit 112 von 1 sein. Die Sollwerteinheit 214 kann ein Beispiel für die Sollwerteinheit 114 von 1 sein. Die Korrektureinheit 216 kann ein Beispiel für die Korrektureinheit 116 von 1 sein. Die Energiequelle 220 kann ein Beispiel für die Energiequelle 120 von 1 sein. Die LEDs 230 können ein Beispiel für die LEDs 130 von 1 sein.
Die Leistungswandlereinheit 212 kann eine Schalter-/Induktivitätseinheit umfassen, die als Tief-Hochsetzsteller wirkt. Die H-Brücke kann durch das erste Schaltelement 242, die erste Diode 244, das zweite Schaltelement 246, die zweite Diode 248 und die Induktivität 250 dargestellt sein. Das erste Schaltelement 242 und zweite Schaltelement 246 (zusammen als „Schaltelemente“ 242, 246 bezeichnet) können in manchen Fällen Leistungsschalter, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, ein beliebiger Typ von Feldeffekttransistor (FET) sein, die eine beliebige Kombination von Metall-Oxid-Silicium-Feldeffekttransistoren (MOSFETS), bipolaren Sperrschichttransistoren (BJTs), Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs), Sperrschichtfeldeffekttransistoren (JFETs), superschnellen Transistoren (HEMTs) oder sonstigen Elementen, die Spannung zum Steuern verwenden, umfassen. Außerdem können die Schaltelemente 242, 246 Transistoren vom n-Typ, Transistoren vom p-Typ und Leistungstransistoren oder eine beliebige Kombination davon umfassen. Bei manchen Beispielen umfassen die Schaltelemente 242, 246 Vertikaltransistoren, Lateraltransistoren und/oder Horizontaltransistoren. Bei manchen Beispielen umfassen die Schaltelemente 242, 246 sonstige Analogvorrichtungen wie Dioden und/oder Thyristoren. Bei manchen Beispielen können die Schaltelemente 242, 246 als Schalter und/oder als Analogvorrichtungen wirken.
Bei manchen Beispielen umfassen die Schaltelemente 242, 246 jeweils drei Anschlüsse: zwei Lastanschlüsse und einen Steueranschluss. Für MOSFET-Schalter können die Schaltelemente 242, 246 jeweils einen Drain-Anschluss, einen Source-Anschluss und wenigstens einen Gate-Anschluss umfassen, wobei der Steueranschluss ein Gate-Anschluss ist. Für BJT-Schalter kann der Steueranschluss ein Basisanschluss sein. Zwischen den beiden Lastanschlüssen jedes der Schaltelemente 242, 246 kann Strom basierend auf der Spannung am jeweiligen Steueranschluss fließen. Deshalb kann elektrischer Strom über die Schaltelemente 242, 246 basierend auf an die jeweiligen Steueranschlüsse der Schaltelemente 242, 246 abgegebenen Steuersignalen fließen. Bei einem Beispiel können, falls eine an die Steueranschlüsse der Schaltelemente 242, 246 angelegte Spannung größer oder gleich einem Spannungsschwellenwert ist, die Schaltelemente 242, 246 aktiviert werden, wodurch die Schaltelemente 242, 246 Elektrizität leiten können. Ferner können die Schaltelemente 242, 246 deaktiviert werden, wenn die an die jeweiligen Steueranschlüsse der Schaltelemente 242, 246 angelegte Spannung unter der Schwellenwertspannung liegt, wodurch verhindert wird, dass die Schaltelemente 242, 246 Elektrizität leiten. Die Leistungswandlereinheit 112 kann dazu ausgelegt sein, die Schaltelemente 242, 246 unabhängig voneinander zu steuern, so dass zu einem Zeitpunkt eines, beide oder keines der Schaltelemente 242, 246 aktiviert sein kann.
Die Schaltelemente 242, 246 können verschiedene Materialverbindungen wie Silizium, Siliziumcarbid, Galliumnitrid oder eine beliebige andere Kombination aus einem oder mehreren Halbleitermaterialien umfassen. Bei manchen Beispielen können Siliziumkarbidschalter geringeren Schaltleistungsverlusten unterliegen. Verbesserungen bei der Magnetik und schnelleres Schalten, wie bei Galliumnitridschaltern, können ermöglichen, dass die Schaltelemente 242, 246 kurze Strom-Bursts aus der Energiequelle 220 ziehen können. Diese höherfrequenten Schaltelemente können erfordern, dass Steuersignale (z. B. von der Leistungswandlereinheit 212 an jeweilige Steueranschlüsse der Schaltelemente 242, 246 abgegebene Spannungssignale), verglichen mit niederfrequenteren Schaltelementen, mit einer präziseren Zeitsteuerung gesandt werden.
Im in 2 gezeigten Beispiel stellen die erste Diode 244 und die zweite Diode 248 (zusammen als „Dioden 244, 248“ bezeichnet) Halbleiterbauelemente dar. Auf dem Gebiet der Schaltungselektronik umfassen Dioden Halbleiterbauelemente, die ermöglichen, dass Strom über die Diode in einer ersten Richtung (z. B. „Vorwärtsrichtung) fließt und verhindern, dass Strom über die Diode in einer zweiten Richtung (z. B. „Rückwärtsrichtung“) fließt. Eine Diode kann eine Anode und eine Kathode umfassen, und es kann dem Strom möglich sein, in der Vorwärtsrichtung von der Anode zur Kathode durch die Diode hindurchzutreten. Es kann dem Strom jedoch unmöglich sein, durch die Diode in der Rückwärtsrichtung von der Kathode zur Anode hindurchzutreten. Zum Beispiel kann eine Kathode der ersten Diode 244 elektrisch mit dem ersten Schaltelement 242 und der Induktivität 250 verbunden sein und eine Anode der ersten Diode 244 kann elektrisch mit Masse verbunden sein. Außerdem kann eine Kathode der zweiten Diode 248 elektrisch mit dem zweiten Stromsensor 262 verbunden sein und eine Anode der zweiten Diode 248 kann elektrisch mit dem ersten Stromsensor 252 und dem zweiten Schaltelement 246 verbunden sein.
Die Induktivität 250 ist ein Bauelement der Leistungswandlereinheit 212 gemäß dem in 2 gezeigten Beispiel. Induktivitäten sind elektrische Schaltungsbauelemente, die sich einer Änderung in der durch die Induktivität hindurchtretenden Strommenge widersetzen. Bei manchen Beispielen umfassen Induktivitäten einen in eine Spule gewickelten elektrisch leitfähigen Draht. Wenn Strom durch die Spule hindurchtritt wird in der Spule ein Magnetfeld erzeugt und das Magnetfeld induziert eine Spannung über die Induktivität. Eine Induktivität definiert einen induktiven Blindwiderstandswert, und der induktive Blindwiderstandswert ist das Verhältnis der Spannung über die Induktivität zur Änderungsrate des durch die Induktivität hindurchtretenden Stroms. Daher ist, wenn die Induktivität 250 mit einem Magnetfeld aufgeladen und zu der Energiequelle 220 und den LEDs 230 in Reihe platziert wird, die Spannung über die Induktivität 250 ausgelegt, die Größe der an die Last-LEDs 230 abgegebene Ausgangsspannung hochzusetzen. Die Induktivität 250 ist auch dazu ausgelegt, die Größe der Ausgangsspannung, die an die LEDs 230 abgegeben wird, wenn das erste Schaltelement 242 deaktiviert ist, tiefzusetzen, wodurch die LEDs 230 von der Energiequelle 220 isoliert werden und die an die LEDs 230 abgegebene Ausgangsspannung auf die Spannung über die mit einem Magnetfeld aufgeladene Induktivität 250 zu verringern.
Die Schalter-/Induktivitätseinheit (z. B. das erste Schaltelement 242, die erste Diode 244, das zweite Schaltelement 246, die zweite Diode 248 und die Induktivität 250) ist dazu ausgelegt, die an die LEDs 230 abgegebene Ausgangsspannung unter Verwendung wenigstens zweier Betriebsmodi zu regulieren, die einen Tiefsetzmodus und einen Hochsetzmodus umfassen. Die Leistungswandlereinheit 212 kann das erste Schaltelement 242 und das zweite Schaltelement 246 steuern, um den Modus der Schalter-/Induktivitätseinheit zu alternieren (z. B. den Betriebsmodus der Schalter-/Induktivitätseinheit vom Tiefsetzmodus in den Hochsetzmodus zu wechseln und umgekehrt). Im in 1 gezeigten Beispiel können das erste Schaltelement 242 und das zweite Schaltelement 246 Transistoren, Dioden oder andere Halbleiterelemente umfassen. Im Tiefsetzmodus kann die Schalter-/Induktivitätseinheit die Spannung aus dem Eingang der Leistungswandlereinheit 212 zum Ausgang der Leistungswandlereinheit 212 erniedrigen und den Strom aus dem Eingang der Leistungswandlereinheit 212 zum Ausgang der Leistungswandlereinheit 212 erhöhen. Im Hochsetzmodus kann die Schalter-/Induktivitätseinheit die Spannung aus dem Eingang der Leistungswandlereinheit 212 zum Ausgang der Leistungswandlereinheit 212 erhöhen und den Strom aus dem Eingang der Leistungswandlereinheit 112 zum Ausgang der Leistungswandlereinheit 212 erniedrigen.
Bei manchen Beispielen wird, während sich die Schalter-/Induktivitätseinheit im Tiefsetzmodus befindet, das zweite Schaltelement 246 deaktiviert und das erste Schaltelement 242 alterniert zwischen aktiviert und deaktiviert. Wenn das erste Schaltelement 242 aktiviert ist, tritt ein elektrischer Strom durch das erste Schaltelement 242, die Induktivität 250 und die zweite Diode 248, wodurch die Induktivität 250 aufgeladen wird. Wenn das erste Schaltelement 242 deaktiviert ist, ist die Leistungswandlereinheit 212 von der Energiequelle 220 abgetrennt und die Induktivität 250 entlädt sich, was bewirkt, dass ein elektrischer Strom von Masse durch die erste Diode 244, die Induktivität 250 und die zweite Diode 248 fließt. Wenn sich die Induktivität 250 entlädt, kann die Leistungswandlereinheit 212 eine von der Leistungswandlereinheit 212 an die LEDs 230 abgegebene Ausgangsspannung erniedrigen oder tiefsetzen („buck“). Außerdem kann die Leistungswandlereinheit 212 einen von der Leistungswandlereinheit 212 an die LEDs 230 abgegebenen Ausgangsstrom erhöhen.
Bei manchen Beispielen ist, während sich die Schalter-/Induktivitätseinheit im Hochsetzmodus befindet, das erste Schaltelement 242 an und das zweite Schaltelement 246 alterniert zwischen aktiviert und deaktiviert. Wenn das zweite Schaltelement 246 aktiviert ist, fließt ein elektrischer Strom von der Energiequelle 220 durch das erste Schaltelement 242, die Induktivität 250 und das zweite Schaltelement 246, wodurch die Induktivität 250 aufgeladen wird. Wenn das zweite Schaltelement 246 deaktiviert ist, entlädt sich die Induktivität 250 und es fließt ein elektrischer Strom von der Energiequelle 220 durch das erste Schaltelement 242, die Induktivität 250 und die zweite Diode 248 zu den LEDs 230, wodurch eine an die LEDs 130 abgegebene Ausgangsspannung angehoben oder hochgesetzt („boost“) wird. Außerdem kann im Hochsetzmodus die Leistungswandlereinheit 121 einen an die LEDs 230 abgegebenen Strom erniedrigen.
Um einen oder mehrere Aspekte des an die LEDs 230 abgegebenen Ausgangssignals (z. B. den Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung) zu regulieren, kann es dienlich sein, wenn die Leistungswandlereinheit 212 einen den Strom über die Induktivität 250 anzeigenden Parameter und einen einen an die LEDs 230 abgegebenen Ausgangsstrom anzeigenden Parameter erhält. Durch Erhalten solcher Parameter kann die Leistungswandlereinheit 212 den einen oder die mehreren Aspekte des Ausgangssignals genauer regulieren.
Der erste Stromsensor 252 kann einen Strom über die Induktivität 250 erfassen, und der zweite Stromsensor 262 kann einen von der Leistungswandlereinheit 212 an die LEDs 230 abgegebenen Ausgangsstrom erfassen. In dem in 2 gezeigten Beispiel umfasst der erste Stromsensor 252 den ersten Strommesswiderstand 254 und den ersten Strommessverstärker 256. Der zweite Stromsensor 264 umfasst den zweiten Strommesswiderstand 264 und den zweiten Strommessverstärker 266. Das Ohm'sche Gesetz besagt, dass eine Spannung über einen Widerstand gleich dem Wirkwiderstand des Widerstands mal einer Stärke des Stroms über den Widerstand (V = I*R) ist. Von daher ist ein Strom über den ersten Strommesswiderstand 254 gleich einer Spannung über den ersten Strommesswiderstand 254 geteilt durch einen Widerstandswert (in Ohm (Ω)) des ersten Strommesswiderstands 254. Der erste Strommessverstärker 256 kann in manchen Fällen ein mit einem Strom über den ersten Strommesswiderstand 254 korreliertes erstes Stromerfassungssignal ausgeben. Von daher kann ein erster Strommessverstärker 256 das mit einem Strom über die Induktivität 250 korrelierte erste Stromerfassungssignal ausgeben. Außerdem ist ein Strom über den zweiten Strommesswiderstand 264 gleich einer Spannung über den zweiten Strommesswiderstand 264 geteilt durch einen Widerstandswert (in Ohm (Ω)) des zweiten Strommesswiderstands 264. Der zweite Strommessverstärker 266 kann in manchen Fällen ein mit einem Strom über den zweiten Strommesswiderstand 264 korreliertes zweites Stromerfassungssignal ausgeben. Von daher kann ein zweiter Strommessverstärker 266 das mit einem an die LEDs 230 abgegebenen Ausgangstrom korrelierte zweite Stromerfassungssignal ausgeben.
Bei manchen Beispielen empfängt der Knoten 270 das erste Stromerfassungssignal und empfängt ein Vergleichssignal, wobei das Vergleichssignal mit einer Differenz zwischen dem von der Sollwerteinheit 214 abgegebenen Sollwertsignal und dem vom zweiten Stromsensor 262 abgegebenen zweiten Stromerfassungssignal korreliert ist. Zum Beispiel kann der Verstärker 282 das Vergleichssignal erzeugen, das mit der Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem zweiten Stromerfassungssignal korreliert ist, und der Verstärker 282 kann das Vergleichssignal an den Knoten 270 abgeben. Außerdem empfängt der Knoten 270 ein Korrektursignal von der Korrektureinheit 216 und gibt ein Korrektursignal an einen oder mehr beliebige aus dem Verstärker 284 und dem Verstärker 286 ab. Das Steuersignal treibt in manchen Fällen die Aktivierung und Deaktivierung der Schaltelemente 242, 246, so dass die Leistungswandlereinheit 212 einen oder mehrere Aspekte des an die LEDs 130 abgegebenen Ausgangssignals genau regulieren kann. Bei manchen Beispielen stellt das Steuersignal eine Subtraktion des Korrektursignals und des ersten Stromerfassungssignals vom Vergleichssignal dar.
Bei manchen Beispielen, bei denen die Schalter-/Induktivitätseinheit der Leistungswandlereinheit 212 im Hochsetzmodus wirkt, lässt sich das Vergleichssignal (V_comp) durch folgende Gleichung angeben: $V_{c o m p} - V_{o f f s e t} + V_{s l o p e} \cdot D + V_{p e a k} - V_{c o r r e c t i o n}$
In Gleichung 1 kann V_comp das Vergleichssignal darstellen, V_offset kann ein von der Offset-Einheit 288 gegebenes Offsetsignal darstellen, V_slope kann eine Eingabe 290 in den Verstärker 284 darstellen, D kann einen Tastgrad des zweiten Schaltelements 246 darstellen, Vp_eak kann die erste Stromerfassungssignalausgabe des ersten Stromsensors 252 darstellen und V_correction kann das von der Korrektureinheit 216 abgegebene Korrektursignal darstellen.
Wenn die Schalter-/Induktivitätseinheit der Leistungswandlereinheit 212 im Tiefsetzmodus arbeitet, kann eine lineare Beziehung zwischen einer Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit 212 (z. B. einem Verhältnis der Ausgangsspannung der Leistungswandlereinheit 212 zur Eingangsspannung der Leistungswandlereinheit 212) und dem vom Knoten 270 empfangenen Vergleichssignal bestehen. Außerdem kann, wenn die Schalter-/Induktivitätseinheit der Leistungswandlereinheit 212 im Hochsetzmodus arbeitet, eine nichtlineare Beziehung zwischen der Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit 212 und dem vom Knoten 270 empfangenen Vergleichssignal bestehen. In manchen Fällen kann die nichtlineare Beziehung zwischen der Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit 212 und dem vom Knoten 270 empfangenen Vergleichssignal vom von der Leistungswandlereinheit 212 an die LEDs 230 abgegebenen Ausgangsstrom abhängen.
Zum Beispiel lassen sich, wenn die Schalter-/Induktivitätseinheit der Leistungswandlereinheit 212 im Tiefsetzmodus arbeitet, das erste Stromerfassungssignal V_peak und das Vergleichssignal V_comp durch die beiden folgenden Gleichungen angeben: $V_{p e a k} = I_{L, p e a k} \cdot R_{e x t}$
$V_{c o m p} - V_{o f f s e t} + V_{s l o p e} \cdot D + I_{L, p e a k} \cdot R_{e x t} + V_{c o r r e c t i o n}$
In den Gleichungen 2 und 3 steht I_L,peak, für einen Spitzenstrom über die Induktivität 250. Von daher steht I_L,peak für einen Spitzenstrom über den ersten Strommesswiderstand 254 des ersten Stromsensors 252, der den Strom über die Induktivität 250 misst. Außerdem steht R_ext für den Widerstandswert des ersten Strommesswiderstands 254. Im Beispiel von 2 kann ein dem Strom über die Induktivität 250 zugeordneter Stromwelligkeitsfaktor weniger als 30 % betragen. Von daher können der Spitzenstrom über die Induktivität 250 (I_L,peak), ein mittlerer Strom über die Induktivität 250 und ein Talstrom über die Induktivität 250 im Wesentlichen gleich sein. Von daher kann, in Beispielen, in denen die Schalter-/Induktivitätseinheit der Leistungswandlereinheit 212 im Tiefsetzmodus arbeitet und in Beispielen, in denen die Schalter-/Induktivitätseinheit der Leistungswandlereinheit 212 im Hochsetzmodus arbeitet, der Spitzenstrom über die Induktivität 250 in manchen Fällen für den mittleren Strom über die Induktivität 250 und/oder den Talstrom über die Induktivität eingesetzt werden (z. B. an deren Stelle gesetzt werden). Wenn die Schalter-/Induktivitätseinheit der Leistungswandlereinheit 212 im Hochsetzmodus arbeitet, lassen sich das erste Stromerfassungssignal V_peak und das Vergleichssignal V_comp durch die beiden folgenden Gleichungen angeben: $V_{p e a k} = I_{o u t} \cdot R_{e x t} \cdot \frac{V_{o}}{V_{i}}$
$V_{c o m p} = V_{o f f s e t} + V_{s l o p e} \cdot D + I_{o u t} \cdot R_{e x t} \cdot \frac{V_{o}}{V_{i}} + V_{c o r r e c t i o n}$
In den Gleichungen 4 und 5 steht I_out für den von der Leistungswandlereinheit 212 an die LEDs 230 abgegebenen Ausgangsstrom, R_ext steht für den Widerstandswert des ersten Strommesswiderstands 254, V_o steht für die von der Leistungswandlereinheit 212 an die LEDs 230 abgegebene Ausgangsspannung, und V_i steht für die von der Leistungswandlereinheit 212 von der Energiequelle 220 empfangene Eingangsspannung. Wie aus den Gleichungen 4 und 5 zu ersehen ist, hängt, während die Schalter-/Induktivitätseinheit der Leistungswandlereinheit 212 im Hochsetzmodus arbeitet, das Vergleichssignal (V_comp) von einer Funktion der Spannungsverstärkung $(\frac{V_{o}}{V_{i}})$
der Leistungswandlereinheit 212 und dem Ausgangsstrom (I_out) der Leistungswandlereinheit 212 ab. Von daher weisen, während der Hochsetzmodus aktiviert ist, V_comp und $(\frac{V_{o}}{V_{i}})$
eine nichtlineare Beziehung auf, wobei die nichtlineare Beziehung von I_out abhängt. Zum Beispiel kann für jeden Wert von I_out eine separate Kurve für V_comp gegenüber $\frac{V_{o}}{V_{i}}$
existieren.
Auf diese Weise kann sich, falls die Sollwerteinheit 214 das Sollwertsignal so verringert, dass der Ausgangsstrom von einem ersten Ausgangsstromwert auf einen zweiten Ausgangsstromwert abnimmt, die Ausgangsspannung der Leistungswandlereinheit 212 erhöhen, während das vom Knoten 270 empfangene Vergleichssignal abnimmt. Eine solche Abnahme des Vergleichssignals und Erhöhung der Ausgangsspannung kann bewirken, dass der erste Ausgangsstrom vom ersten Ausgangsstromwert auf unter den zweiten Ausgangsstromwert abnimmt, dann den zweiten Ausgangsstromwert überschwingt, bevor er sich auf den zweiten Ausgangsstromwert einpendelt. Außerdem kann, falls sich das Ausgangssignal so ändert, dass die LEDs 230 bei längerfristig konstantem Ausgangsstrom eine größere Menge an Ausgangsspannung aus der Leistungswandlereinheit 212 ziehen, eine kurzfristige Ausgangsstromüberschwingung während der Übergangsphase auftreten, die der Erhöhung der von der Leistungswandlereinheit 212 an die LEDs 230 abgegebenen Ausgangsspannung entspricht. Eine Ausgangsstromüberschwingung kann bei manchen Beispielen Schäden an Bauelementen der Schaltung 210 und der LEDs 230 verursachen. Außerdem kann bei manchen Beispielen eine Ausgangsstromüberschwingung zu Ungenauigkeiten bei der Regulierung des von der Leistungswandlereinheit 212 abgegebenen Ausgangssignals führen. Von daher kann es dienlich sein, einen Betrag einer von einer Änderung im Eingangssignal, einer Änderung im Ausgangssignal, einer Änderung im Sollwertsignal oder einer beliebigen Kombination davon verursachten Ausgangsstromüberschwingung zu verringern.
Die Korrektureinheit 216 kann einen Betrag an Ausgangsstromüberschwingung verringern, der aufgrund von Änderungen des Eingangssignals, Änderungen des Ausgangssignals, Änderungen des Sollwertsignals oder einer beliebigen Kombination davon auftritt. Zum Beispiel kann die Korrektureinheit 216 dazu ausgelegt sein, einen Eingangsparameterwert zu empfangen, wobei der Eingangsparameterwert proportional zum von der Energiequelle 220 an die Leistungswandlereinheit 212 abgegebenen Eingangssignal ist. Zum Beispiel kann der Eingangsparameterwert proportional zu einem oder mehr beliebigen aus einer Eingangsstromgröße, einer Eingangsspannungsgröße oder einer Frequenz des Eingangssignals sein. Die Korrektureinheit 216 kann einen Ausgangsparameterwert empfangen, wobei der Ausgangsparameterwert proportional zur von der Leistungswandlereinheit 212 an die LEDs 230 abgegebenen Ausgangsspannung ist. Zum Beispiel kann der Ausgangsparameterwert proportional zu einem oder mehr aus einer Ausgangsstromgröße, einer Ausgangsspannungsgröße oder einer Frequenz des Ausgangssignals sein. Außerdem kann die Korrektureinheit 216 einen Sollwertparameterwert empfangen, wobei der Sollwertparameterwert proportional zum von der Sollwerteinheit 214 abgegebenen Sollwertsignal ist. Zum Beispiel kann der Sollwertparameterwert proportional zu einem oder mehr beliebigen aus einer Sollwertstromgröße, einer Sollwertspannungsgröße, einer Frequenz des Sollwertsignals oder einem Tastgrad des Sollwertsignals sein.
Die Korrektureinheit 216 kann, basierend auf dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert ein Korrektursignal an den Knoten 270 der Leistungswandlereinheit 212 abgeben. Bei manchen Beispielen lässt sich, während die Schalter-/Induktivitätseinheit der Leistungswandlereinheit 212 im Hochsetzmodus arbeitet, das Korrektursignal (V_correction) angeben durch: $V_{c o r r e c t i o n} = R_{e x t} \cdot \frac{V_{o}}{V_{i}} (I_{o u t, m a x} - I_{o u t})$
In Gleichung 6 kann V_o für den von der Korrektureinheit 216 empfangenen Ausgangsparameterwert stehen, V_i kann für den von der Korrektureinheit 216 empfangenen Eingangsparameterwert stehen, und I_out kann für den von der Korrektureinheit 216 empfangenen Sollwertparameterwert stehen. I_out,max-I_out kann für eine Differenz zwischen einem maximalen Sollwertparameterwert und dem von der Korrektureinheit 216 empfangenen Sollwertparameterwert stehen. Wenn Gleichung 6 mit Gleichung 5 kombiniert wird, lässt sich das vom Knoten 270 empfangene Vergleichssignal (V_comp) angeben durch: $V_{c o m p} = V_{o f f s e t} + V_{s l o p e} \cdot D + R_{e x t} \cdot \frac{V_{o}}{V_{i}} \cdot I_{o u t, m a x}$
Auf diese Weise kann das Vergleichssignal von der Spannungsverstärkung $(\frac{V_{o}}{V_{i}})$
der Leistungswandlereinheit 212 und dem maximalen Ausgangsstrom/ maximalen Sollwertparameterwert (I_out,max)abhängen, und nicht vom Strom-Sollwertparameterwert (I_out) abhängen.
3 zeigt in einem Schaltbild ein weiteres beispielhaftes System 300, das eine Schaltung 310 zum Entgegennehmen eines Eingangssignals aus der Energiequelle 320 und Abgeben eines Ausgangssignals an einen oder mehrere Stränge von LEDs 330 gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung umfasst. Wie in 3 gezeigt, umfasst das System 300 die Schaltung 310, die Energiequelle 320 und die LEDs 330. Die Schaltung 310 umfasst die Leistungswandlereinheit 312, die Sollwerteinheit 314 und die Korrektureinheit 316. Die Leistungswandlereinheit 312 umfasst das erste Schaltelement 342, die erste Diode 344, das zweite Schaltelement 346, die zweite Diode 348, die Induktivität 350, den ersten Stromsensor 352, den zweiten Stromsensor 362, den Knoten 370, den Verstärker 382, den Verstärker 384, den Verstärker 386 und die Offset-Einheit 388. Der erste Stromsensor 352 umfasst den ersten Strommesswiderstand 354 und den ersten Strommessverstärker 356. Der zweite Stromsensor 362 umfasst den zweiten Strommesswiderstand 364 und den zweiten Strommessverstärker 366. Der Knoten 370 umfasst eine Skalierungseinheit 372, einen ersten Teilknoten 374 und einen zweiten Teilknoten 376. Die Schaltung 310 kann ein Beispiel für die Schaltung 110 von 1 sein. Die Leistungswandlereinheit 312 kann ein Beispiel für die Leistungswandlereinheit 312 von 1 sein. Die Sollwerteinheit 314 kann ein Beispiel für die Sollwerteinheit 114 von 1 sein. Die Korrektureinheit 316 kann ein Beispiel für die Korrektureinheit 116 von 1 sein. Die Energiequelle 320 kann ein Beispiel für die Energiequelle 120 von 1 sein. Die LEDs 330 können ein Beispiel für die LEDs 130 von 1 sein.
Das System 300 kann im Wesentlichen dem System 200 von 2 ähnlich sein, außer dass der Knoten 370 von 3 eine Skalierungseinheit 372, einen ersten Teilknoten 374 und einen zweiten Teilknoten 376 umfasst, die alle in 2 nicht vorhanden sind. Die Skalierungseinheit 372 kann das vom Knoten 370 erzeugte Steuersignal beeinflussen. Zum Beispiel kann der erste Teilknoten 374 das Vergleichssignal (V_comp) vom Verstärker 382 empfangen, wobei das Vergleichssignal eine Differenz zwischen dem von der Sollwerteinheit 314 abgegebenen Sollwertparameterwert und dem vom zweiten Stromsensor 362 abgegebenen zweiten Stromerfassungssignal darstellt. Außerdem kann der erste Teilknoten 374 das Korrektursignal (V_correction) von der Korrektureinheit 316 empfangen. Der zweite Teilknoten 376 kann das erste Stromerfassungssignal (V_peak) empfangen und ein Steuersignal an den Verstärker 84 ausgeben. Die Skalierungseinheit 372 kann einen Skalierungsfaktor auf das erste Stromerfassungssignal, das von der Offset-Einheit 388 gegebene Offsetsignal (V_offset) und die Eingabe 390 (V_slope) in den Verstärker 384 anwenden. Von daher lässt sich das Vergleichssignal angeben durch: $V_{c o m p} = \frac{1}{K_{c o m p}} \cdot (V_{o f f s e t} + V_{s l o p e} \cdot D + V_{p e a k}) + V_{c o r r e c t i o n}$
In Gleichung 8 steht K_comp für den von der Skalierungseinheit 372 angewandten Skalierungsfaktor. Das Korrektursignal lässt sich angeben durch: $V_{c o r r e c t i o n, i d e a l} = \frac{1}{K_{c o m p}} \cdot \frac{V_{o}}{V_{i}} \cdot R_{e x t} \cdot (I_{o u t, m a x} - I_{o u t})$
wobei $I_{o u t, m a x} = \frac{V_{r e f, m a x}}{A_{C S}} \cdot \frac{1}{R_{s e n s e}} (e q .10)$
und $I_{o u t} = \frac{V_{r e f}}{A_{C S}} \cdot \frac{1}{R_{s e n s e}}$
In den Gleichungen 9-11 kann R_sense für den Widerstandswert des zweiten Strommesswiderstands 364 stehen und Acs kann für eine Verstärkung des zweiten Strommessverstärkers 366 stehen. Kombiniert man Gleichung 10 und Gleichung 11 mit Gleichung 9, so lässt sich das Korrektursignal angeben durch: $V_{c o r r e c t i o n, i d e a l} = \frac{1}{K_{c o m p}} \cdot \frac{V_{o}}{V_{i}} \cdot R_{e x t} \cdot (\frac{V_{r e f, m a x} - V_{r e f}}{A_{C S} \cdot R_{s e n s e}})$
Auf diese Weise kann im Beispiel von 3 das Korrektursignal proportional zur Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit 312 sein, und das Korrektursignal kann proportional zu einer Differenz zwischen dem Sollwertparameterwert und einem maximalen Sollwertparameterwert sein.
4A zeigt in einem Kurvenbild ein Ausgangsspannungsdiagramm 410, ein Vergleichssignaldiagramm 420 und ein Ausgangsstromdiagramm 430 über einen Zeitraum, in welchem gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung der Ausgangsstrom von einem ersten Ausgangsstromwert auf einen zweiten Ausgangsstromwert verringert wird. Das Ausgangsspannungsdiagramm 410 umfasst eine erste Ausgangsspannungskurve 412 und eine zweite Ausgangsspannungskurve 414. Das Vergleichssignaldiagramm 420 umfasst eine erste Vergleichssignalkurve 422 und eine zweite Vergleichssignalkurve 424. Das Ausgangsstromdiagramm 430 umfasst eine erste Ausgangsstromkurve 432 und eine zweite Ausgangsstromkurve 434.
Das Ausgangsspannungsdiagramm 410 stellt eine Ausgangsspannung der Leistungswandlereinheit 112 dar, die über einen Zeitraum an die LEDs 130 abgegeben wird. Zum Beispiel kann, da die Leistungswandlereinheit 112 eine Schalter-/Induktivitätseinheit umfasst, die als Tief-Hochsetzsteller wirkt, die Leistungswandlereinheit 112 die Ausgangsspannung von der von der Energiequelle 120 an die Leistungswandlereinheit 112 abgegebenen Eingangsspannung erhöhen (z. B. hochsetzen) oder erniedrigen (z. B. tiefsetzen). Durch Steuern eines oder mehrerer Schaltelemente (z. B. die Schaltelemente 242, 246 von 2) der Schalter-/Induktionseinheit kann die Leistungswandlereinheit 112 die Schalter-/Induktivitätseinheit zwischen einem Tiefsetzmodus und einem Hochsetzmodus umschalten. Außerdem kann durch Steuern des einen oder der mehreren Schaltelemente (z. B. Regulieren eines Tastgrads eines oder mehrerer der Schaltelemente 242, 246), die Leistungswandlereinheit 112 einen Betrag steuern, um welchen die Leistungswandlereinheit 112 die Ausgangsspannung erhöht/erniedrigt, wodurch die Ausgangsspannung über den Zeitraum gesteuert wird. Außerdem kann die Ausgangsspannung der Leistungswandlereinheit durch andere Vorrichtungen und Bauelemente als die Leistungswandlereinheit 112 (z. B. die Sollwerteinheit 114, die Korrektureinheit 116, die Energiequelle 120 und die LEDs 130) beeinflusst werden.
Die Sollwerteinheit 114 kann ein Sollwertsignal an die Leistungswandlereinheit 112 bereitstellen. Die Leistungswandlereinheit 112 kann einen an die LEDs 130 abgegebenen Ausgangsstrom so regulieren, dass er proportional zu einem dem Sollwertsignal zugeordneten Sollwertparameterwert ist. Die Leistungswandlereinheit 112 kann basierend auf einer Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem Ausgangsstrom ein Vergleichssignal bestimmen. Um den Ausgangsstrom zu regulieren, kann in manchen Fällen die Leistungswandlereinheit 112 die an die LEDs 130 abgegebene Ausgangsspannung regulieren. Die Leistungswandlereinheit 112 kann in manchen Fällen, um eine geeignete Strommenge an die LEDs 130 abzugeben, den Ausgangsstrom basierend darauf regulieren, welche LEDs der LEDs 130 zu einem gegebenen Zeitpunkt aktiviert sind. Zum Beispiel können die LEDs 130 einen ersten Strang von LEDs umfassen, der einen Satz von Fernlicht-LEDs und einen Satz von Abblendlicht-LEDs aufweist. Außerdem können die LEDs 130 einen zweiten Strang von LEDs umfassen, der einen Satz von Basis-LEDs umfasst. Der Satz von Basis-LEDs kann in manchen Fällen aktiviert sein, während der Satz von Fernlicht-LEDs und der Satz von Abblendlicht-LEDs deaktiviert sind, wodurch ermöglicht wird, das das die LEDs 130 umfassende Fahrzeug besser gesehen wird, wenn das Fernlicht und das Abblendlicht aus ist, wie etwa bei Tag. Von daher können die LEDs 130 eine Last umfassen, der durch eine Leistungswandlereinheit 112 Energie zugeführt wird, und die Last kann zwischen dem ersten Satz von LEDs und dem zweiten Satz von LEDs transferiert werden. Zum Beispiel kann, falls das Fernlicht, das Abblendlicht oder sowohl das Fernlicht als auch das Abblendlicht aktiviert werden, die Last vom zweiten Strang von LEDs zum ersten Strang von LEDs transferiert werden. Außerdem kann, falls sowohl das Fernlicht und das Abblendlicht deaktiviert werden, die Last vom ersten Strang von LEDs zum zweiten Strang von LEDs transferiert werden. Der zweite Strang von LEDs kann in manchen Fällen eine niedrigere Ausgangsstrommenge von der Leistungswandlereinheit 112 benötigen als der erste Strang von LEDs.
Wenn die Last der LEDs 130 vom ersten Strang von LEDs auf den zweiten Strang von LEDs umgeschaltet wird, kann sich in manchen Fällen die Ausgangsspannung erhöhen und das Vergleichssignal kann abnehmen. Zum Beispiel kann der Ausgangsstrom, wie im Ausgangsstromdiagramm 430 zu sehen ist, über einen Zeitraum von 1,5 A auf 0,3 A abnehmen. Während des Zeitraums kann sich die Ausgangsspannung erhöhen, wie im Ausgangsspannungsdiagramm 410 zu sehen ist, und das Vergleichssignal kann abnehmen, wie in der ersten Vergleichssignalkurve 422 des Vergleichssignaldiagramms 420 zu sehen ist. Eine solche Abnahme des Vergleichssignaldiagramms 420 kann dazu führen, dass das Ausgangsstromdiagramm 430 von 1,5 A auf unter einen endgültigen Ruhestrom von 0,3 A abnimmt. Anschließend kann sich das Ausgangsstromdiagramm 430 über den endgültigen Ruhestrom von 0,3 A erhöhen, bevor es sich auf dem endgültigen Ruhestrom von 0,3 A einpendelt, wie in der ersten Ausgangsstromkurve 432 zu sehen ist. Von daher stellt die erste Ausgangsstromkurve 432 eine Ausgangsstromüberschwingung dar, die aufgrund des Umschaltens der Last der LEDs 130 vom ersten Strang von LEDs zum zweiten Strang von LEDs auftritt.
Die Korrektureinheit 116 kann in manchen Fällen den Betrag an Ausgangsstromüberschwingen verringern, der aufgrund des Transferierens der Last der LEDs 130 zwischen dem ersten Strang von LEDs und dem zweiten Strang von LEDs auftritt. Zum Beispiel gibt die Korrektureinheit 116 ein Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit 112 ab, das verhindert, dass sich das Vergleichssignal verringert, wenn sich die Ausgangsspannung erhöht. Wenn die Korrektureinheit 116 das Korrektursignal abgibt, verschiebt sich das Vergleichssignaldiagramm 420 von der ersten Vergleichssignalkurve 422 zur zweiten Vergleichssignalkurve 424. Außerdem verschiebt sich, wenn die Korrektureinheit 116 das Korrektursignal abgibt, das Ausgangssignaldiagramm 410 von der ersten Ausgangsspannungskurve 412 zur zweiten Ausgangsspannungskurve 414. Auf diese Weise verringert die Korrektureinheit 116 zusätzlich eine Ausgangsspannungsüberschwingung, wie in der Verschiebung von der ersten Ausgangsspannungskurve 412 zur zweiten Ausgangsspannungskurve 414 zu sehen ist, und die Korrektureinheit 116 verhindert, dass sich das Vergleichssignal verringert, wenn sich die Ausgangsspannung erhöht. Von daher wird, wenn die Korrektureinheit 116 das Korrektursignal abgibt, die Ausgangsstromüberschwingung verringert und das Ausgangsstromdiagramm verschiebt sich von der ersten Ausgangsstromkurve 432 zur zweiten Ausgangsstromkurve 434.
4B zeigt in einem Kurvenbild ein erstes Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm 482 und ein zweites Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm 484 gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung. Außerdem zeigt 4B einen ersten Verstärkungs-/Vergleichssignalpunkt 486 und ein zweites Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm 488. Die Schaltung 210 kann eine Last der LEDs 230 von einem ersten Strang von LEDs auf einen zweiten Strang von LEDs umschalten. Während die Leistungswandlereinheit 212 im Hochsetzmodus arbeitet, kann eine Beziehung zwischen der Verstärkung der Leistungswandlereinheit 212 und dem vom Verstärker 282 an den Knoten 270 abgegebenen Vergleichssignal nichtlinear sein. Die nichtlineare Beziehung kann vom von der Leistungswandlereinheit 212 an die LEDs 230 abgegebenen Ausgangsstrom abhängen. Zum Beispiel kann, falls der Ausgangsstrom 1,5 A beträgt (z. B. wenn die Last der LEDs 230 der erste Strang von LEDs ist) die Beziehung zwischen der Verstärkung und dem Vergleichssignal durch das erste Verstärkung-/Vergleichssignaldiagramm 482 angegeben sein. Außerdem kann, falls der Ausgangsstrom 0,3 A beträgt (z. B. wenn die Last der LEDs 230 der zweite Strang von LEDs ist) die Beziehung zwischen der Verstärkung und dem Vergleichssignal durch das zweite Verstärkung-/Vergleichssignaldiagramm 484 angegeben sein. Von daher kann sich, wenn die Schaltung 210 die Last der LEDs 230 vom ersten Strang von LEDs auf den zweiten Strang von LEDs umschaltet, die Beziehung zwischen der Verstärkung und dem Vergleichssignal vom ersten Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm 482 zum zweiten Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm 484 verschieben.
Außerdem kann sich, wenn die Schaltung 210 die Last der LEDs 230 vom ersten Strang von LEDs auf den zweiten Strang von LEDs umschaltet, eine Ausgangsspannung der Leistungswandlereinheit 212 erhöhen. Von daher kann sich die Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit 212 ebenfalls erhöhen. Aufgrund der Änderung in der Beziehung zwischen der Verstärkung und dem Vergleichssignal aus dem ersten Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm 482 zum zweiten Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm 484 kann die Erhöhung der Ausgangsspannung einer Abnahme des Vergleichssignals entsprechen (z. B. entspricht der „Positive V_out Sprung“ dem „Negativen V_comp Sprung“). Die Abnahme des Vergleichssignals kann ein Überschwingen im Ausgangsstrom verursachen, wie in 4A gezeigt. Die Korrektureinheit 216 kann in manchen Fällen dazu ausgelegt sein, ein Korrektursignal an den Knoten 270 abzugeben, wobei das Korrektursignal die Abnahme des Vergleichssignals beseitigt, wodurch das Überschwingen des Ausgangsstroms verringert wird, wie in 4A gezeigt.
5A zeigt in einem Kurvenbild ein Ausgangsspannungsdiagramm 540, ein Vergleichssignaldiagramm 550 und ein Ausgangsstromdiagramm 560 über einen Zeitraum, in welchem gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung die Ausgangsspannung von einer ersten Ausgangsspannung auf eine zweite Ausgangsspannung erhöht wird. Das Ausgangsspannungsdiagramm 540 umfasst eine erste Ausgangsspannungskurve 542 und eine zweite Ausgangsspannungskurve 544. Das Vergleichssignaldiagramm 550 umfasst eine erste Vergleichssignalkurve 552 und eine zweite Vergleichssignalkurve 554. Das Ausgangsstromdiagramm 560 umfasst eine erste Ausgangsstromkurve 562 und eine zweite Ausgangsstromkurve 564.
Die Korrektureinheit 116 kann einen Betrag an Ausgangsstromüberschwingung verringern, der aufgrund einer Erhöhung der Ausgangsspannung bei über einen Zeitraum konstantem Ausgangsstrom auftritt (z. B. ist der Ausgangsstrom zu einem Zeitpunkt vor der Ausgangsspannungserhöhung und zu einem Zeitpunkt, nachdem sich der Ausgangsstrom im Anschluss an die Ausgangsspannungserhöhung einpendelt, gleich). Zum Beispiel kann die Korrektureinheit 116 als Reaktion auf die Ausgangsspannungserhöhung von einem ersten Ausgangsspannungswert auf einen zweiten Ausgangsspannungswert ein Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit 112 abgeben, das bewirkt, dass sich das Vergleichssignaldiagramm 550 von der ersten Vergleichssignalkurve 552 zur zweiten Vergleichssignalkurve 554 verschiebt. Außerdem bewirkt das Korrektursignal, dass sich das Ausgangsspannungsdiagramm 540 von der ersten Ausgangsspannungskurve 542 zur zweiten Ausgangsspannungskurve 544 verschiebt, und bewirkt, dass sich das Ausgangsstromdiagramm 560 von der ersten Ausgangsstromkurve 562 zur zweiten Ausgangsstromkurve 564 verschiebt. Von daher verringert die Korrektureinheit 116 einen Betrag an Ausgangsstromüberschwingung, der aufgrund einer Erhöhung der Ausgangsspannung vom ersten Ausgangsspannungswert auf den zweiten Ausgangsspannungswert auftritt.
Die Ausgangsspannung kann sich bei manchen Beispielen erhöhen, falls die LEDs 130 einen LED-Strang umfassen, der eine erste Gruppe von LEDs und eine zweite Gruppe von LEDs aufweist. Falls die erste Gruppe von LEDs aktiviert ist und die zweite Gruppe von LEDs deaktiviert ist, können die LEDs 130 den ersten Ausgangsspannungswert der Leistungswandlereinheit 112 benötigen. Falls sowohl die erste Gruppe von LEDs als auch die zweite Gruppe von LEDs aktiviert sind, können die LEDs 130 den zweiten Ausgangsspannungswert der Leistungswandlereinheit 112 benötigen. Von daher kann sich durch Aktivieren der zweiten Gruppe von LEDs das Ausgangsspannungsdiagramm 540 vom ersten Ausgangsspannungswert auf den zweiten Ausgangsspannungswert erhöhen.
5B zeigt in einem Kurvenbild ein erstes Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm 582 und ein zweites Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm 584 gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung. Außerdem zeigt 5B einen ersten Verstärkungs-/Vergleichssignalpunkt 586 und ein zweites Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm 588. Eine Last der LEDs 230 kann bei manchen Beispielen einen einzelnen Strang von LEDs umfassen, wobei der einzelne Strang von LEDs einen ersten Satz von LEDs und einen zweiten Satz von LEDs umfasst. Bei manchen Beispielen kann die Schaltung 210 nur den ersten Satz von LEDs aktivieren. Außerdem kann bei manchen Beispielen die Schaltung 210 sowohl den ersten Satz von LEDs als auch den zweiten Satz von LEDs aktivieren. Wenn die Schaltung 210 von der Aktivierung nur des ersten Satzes von LEDs zur Aktivierung von sowohl dem ersten Satz von LEDs als auch dem zweiten Satz von LEDs umschaltet, kann sich die Ausgangsspannung der Leistungswandlereinheit 212 erhöhen, während der Ausgangsstrom der Leistungswandlereinheit 212 von einem Zeitpunkt vor dem Aktivieren von sowohl dem ersten Satz von LEDs als auch dem zweiten Satz von LEDs zu einem Zeitpunkt, nachdem sich der Ausgangsstrom nach dem Aktivieren von sowohl dem ersten Satz von LEDs als auch dem zweiten Satz von LEDs einpendelt, konstant bleibt.
Nach dem Aktivieren von sowohl dem ersten Satz von LEDs als auch dem zweiten Satz von LEDs kann sich die Ausgangsspannung der Leistungswandlereinheit 212 erhöhen (z. B. „Positiver Vout Sprung“, wie in 5B gezeigt). Da die Beziehung zwischen der Verstärkung der Leistungswandlereinheit 212 und dem durch den Knoten 270 vom Verstärker 282 empfangenen Vergleichssignal nichtlinear ist, wie aus dem zweiten Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm 584 zu ersehen ist, kann eine Erhöhung der Ausgangsspannung einer relativ kleinen Erhöhung des Vergleichssignals entsprechen. Eine solche relativ kleine Erhöhung des Vergleichssignals kann zu der in 5A gezeigten Ausgangsstromüberschwingung beitragen. Die Korrektureinheit 216 kann in manchen Fällen dazu ausgelegt sein, ein Korrektursignal an den Knoten 270 abzugeben, wobei das Korrektursignal die relativ kleine Erhöhung des Vergleichssignals hochsetzt, wodurch das Überschwingen des Ausgangsstroms verringert wird, wie in 5A gezeigt. Da der Ausgangsstrom in 5B von einem Zeitpunkt vor dem Aktivieren von sowohl dem ersten Satz von LEDs als auch dem zweiten Satz von LEDs zu einem Zeitpunkt, nachdem sich der Ausgangsstrom nach dem Aktivieren von sowohl dem ersten Satz von LEDs als auch dem zweiten Satz von LEDs einpendelt, konstant bleibt (z. B. 0,3 A), kann die Beziehung zwischen der Verstärkung und dem Vergleichssignal vom zweiten Verstärkungs-/Vergleichssignaldiagramm 584 nicht abweichen.
6 zeigt in einem Blockdiagramm ein Beispielsystem 600, das einen ersten LED-Strang 618 und einen zweiten LED-Strang 620 und einen LED-Treiber 601 gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung umfasst. Der LED Treiber 601 umfasst einen DC-DC-Wandler 602, der dazu ausgelegt ist, den Strom durch den ersten LED-Strang 618 und den zweiten LED-Strang 620 zu regulieren. Der LED Treiber 601 kann auch eine Schaltersteuerung 604 umfassen, die dazu ausgelegt ist, die Schalter 608 und 609 so zu steuern, dass der Stromfluss durch den ersten LED-Strang 618 und den zweiten LED-Strang 620 gesteuert wird. Bei manchen Beispielen bezieht sich der Ausdruck „LED-Strang“ auf mehrere in Reihe zueinander gekoppelte LEDs. Der DC-DC-Wandler 602 kann ein Beispiel für die Schalter-/Induktivitätseinheit 112 von 1 sein. Der Strommesswiderstand 606 kann ein Beispiel für den zweiten Strommesswiderstand 264 von 2 sein. Der LED-Strang 618 und der LED-Strang 620 können ein Beispiel für die LEDs 130 von 1 sein.
Der erste LED-Strang 618 und der zweite LED-Strang 620 können in komplementärer Weise durch einen Steuerschalter 608, einen Steuerschalter 609 und einen Steuerschalter 610 (zusammen als „Steuerschalter 608, 609, 610“ bezeichnet) gesteuert werden. Die Schaltersteuerung 604 kann den Schalter 608 so steuern, dass er sich in einem EIN-Zustand befindet, während sich der Steuerschalter 609 in einem AUS-Zustand befindet. Alternativ dazu kann die Schaltersteuerung 604 den Schalter 608 so steuern, dass er sich in einem AUS-Zustand befindet, während sich der Steuerschalter 609 in einem EIN-Zustand befindet. Auf diese Weise steuert die Schaltersteuerung 604 den LED-Strang 618 und den zweiten LED-Strang 620 in zueinander komplementärer Weise, wobei sichergestellt wird, dass nicht beide LED-Stränge gleichzeitig beträchtliche Mengen an Strom empfangen. Die Schalter 608 und 609 können dazu verwendet werden, verschiedene Stränge von LEDs zu verschiedenen Zeiten auszuwählen, und in manchen Fällen können die Schalter 608 und 609 so gesteuert werden, dass sie Tastgrade des ersten LED-Strangs 618 und des zweiten LED-Strangs 620 definieren, um die an die verschiedenen LED-Stränge abgegebene Energie wirksamer zu steuern. Der Schalter 610 kann steuern, ob die LEDs 622 und die LEDs 624 Energie empfangen, während der LED-Strang 618 Energie empfängt, oder ob die LEDs 622 Energie empfangen und die LEDs 624 keine Energie empfangen, während der LED-Strang 618 Energie empfängt. Von daher kann die Schaltersteuerung 604 steuern, ob, während Energie an den LED-Strang 618 abgegeben wird, beide der LEDs 622, 624 leuchtend sind oder nur die LEDs 622 leuchtend sind.
Als Beispiele können die Schalter 608, 609, 610 jeweils einen Feldeffekttransistor (FET), einen Bipolartransistor (BJT), einen Galliumnitrid-(GaN-)Schalter oder möglicherweise einen gesteuerten Siliziumgleichrichter (SCR) umfassen. Beispiele für FETs können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JFET), Metall-Oxid-Halbleiter-FET (MOSFET), Doppel-Gate-MOSFET, Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), einen beliebigen anderen Typ von FET oder eine beliebige Kombination davon. Beispiele für MOSFETS können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, PMOS, NMOS, DMOS oder einen beliebigen anderen Typ von MOSFET oder eine beliebige Kombination davon. Beispiele für BJTs können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, PNP-, NPN-, Heteroübergangs- oder einen beliebigen anderen Typ von BJT oder eine beliebige Kombination davon.
Um den Stromfluss durch den ersten LED-Strang 618 und durch den zweiten LED-Strang 620 zu überwachen und zu erfassen, umfasst die in 6 gezeigte Schaltung einen Strommesswiderstand 606 und zwei Strommesspins an den Knoten 612 und 614. Die Strommesspins an den Knoten 612 und 614 sind elektrische Kontakte zum Anschließen an den DC-DC-Wandler 602. Der DC-DC-Wandler 602 kann den Spannungsabfall vom Knoten 612 zum Knoten 614 überwachen. Basierend auf dem Wirkwiderstand des Widerstands 606 und dem Spannungsabfall vom Knoten 612 zum Knoten 614 kann der DC-DC-Wandler 602 den Stromfluss durch den ersten LED-Strang 618 und den Stromfluss durch den zweiten LED-Strang basierend auf dem Ohm'schen Gesetz bestimmen.
Der DC-DC-Wandler 602 kann die Schalter-/Induktivitätseinheit 112 der Leistungswandlereinheit von 1 darstellen. Auf diese Weise kann der DC-DC-Wandler 602 als Tief-Hochsetzsteller wirken, der ein an den ersten LED-Strang 618 und den zweiten LED-Strang 620 abgegebenes Ausgangssignal (z. B. einen Ausgangsstrom und eine Ausgangsspannung) steuert. Der erste LED-Strang 618 und der zweite LED-Strang 620 können jeweils verschiedene Strommengen aus dem DC-DC-Wandler 602 ziehen. In manchen Fällen empfängt der erste LED-Strang 618, um die LEDs 622 und LEDs 624 ausreichend zu beleuchten, einen Strom von 1,5 A aus dem DC-DC-Wandler 602. Außerdem empfängt der zweite LED-Strang 620 in manchen Fällen, um die LEDs des zweiten LED-Strangs 620 ausreichend zu beleuchten, einen Strom von 0,3 A aus dem DC-DC-Wandler 602. Die Schaltersteuerung 604 kann den Schalter 608 und den Schalter 609 so steuern, dass der DC-DC-Wandler 602 einen Ausgangsstrom an den zweiten LED-Strang 620 abgibt und der DC-DC-Wandler 602 den Ausgangsstrom nicht an den ersten LED-Strang 618 abgibt. Da der zweite LED-Strang 620 mit einem zweiten Ausgangsstromwert gespeist sein kann und der erste LED-Strang 618 mit einem ersten Ausgangsstromwert gespeist sein kann, kann der DC-DC-Wandler 602 den Ausgangsstrom vom ersten Ausgangsstromwert auf den zweiten Ausgangsstromwert verringern, falls die Schaltersteuerung 604 den Ausgangsstrom unter Verwendung des Schalters 608 und des Schalters 609 vom ersten LED-Strang 618 zum zweiten Ausgabestrang 620 umschaltet.
Durch Erniedrigen des Ausgangsstroms vom ersten Ausgangsstromwert auf den zweiten Ausgangsstromwert kann der DC-DC-Wandler 602 eine Ausgangsstromüberschwingung des zweiten Ausgangsstromwerts verursachen, bevor sich der Ausgangsstrom auf dem zweiten Ausgangsstromwert einpendelt. Eine Korrektureinheit (in 6 nicht gezeigt) des LED-Treibers 601 kann ein Korrektursignal abgeben, das eine solche Ausgangsstromüberschwingung verringert.
7 zeigt in einem Flussdiagramm einen Beispielsvorgang gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung zum Abgeben eines Korrektursignals, um ein Ausgangsstromüberschwingen zu verringern. 7 wird der Einfachheit halber mit Bezug auf die Schaltung 110, die Energiequelle 120 und die LEDs 130 von 1 beschrieben. Die Techniken von 7 können jedoch von anderen Bauteilen der Schaltung 110, Energiequelle 120 und LEDs 130 oder durch zusätzliche oder alternative Vorrichtungen ausgeführt werden.
Wie im Beispielvorgang von 7 zu sehen ist, ist die Leistungswandlereinheit 112 der Schaltung 110 ausgelegt, ein Eingangssignal von der Energiequelle 120 zu empfangen (702). Bei manchen Beispielen umfasst das Eingangssignal eine Eingangsspannung, einen Eingangsstrom. Außerdem kann bei manchen Beispielen das Eingangssignal eine beliebige Kombination einer Eingangsfrequenz oder eines Eingangstastgrads definieren. Die Leistungswandlereinheit 112 gibt ein Ausgangssignal an die LEDs 130 aus (704). Die LEDs 130 können einen oder mehrere Stränge von LEDs umfassen. Zum Beispiel können die LEDs 130 einen ersten Strang von LEDs umfassen, der einen Satz von Fernlicht-LEDs und einen Satz von Abblendlicht-LEDs umfasst. Außerdem können die LEDs 130 einen zweiten Strang von LEDs umfassen, der einen Satz von Basis-LEDs darstellt. Zum Beispiel kann, falls sowohl der Satz von Abblendlicht-LEDs als auch der Satz von Fernlicht-LEDs deaktiviert sind, die Schaltung 110 das Ausgangssignal an den zweiten Strang von LEDs abgeben, so dass der Satz von Basis-LEDs aktiviert ist. Der zweite Strang von LEDs kann in manchen Fällen eine geringere Menge an Licht abgeben als der erste Strang von LEDs und eine geringere Menge Strom aus der Schaltung 110 ziehen als der erste Strang von LEDs. Auf diese Weise kann die Leistungswandlereinheit 112 das an die LEDs 130 abgegebene Ausgangssignal regulieren, um in Abhängigkeit davon, welcher Strang des einen oder der mehreren Stränge von LEDs aktiviert ist, eine richtige Menge an Leistung bereitzustellen.
Die Sollwerteinheit 114 der Schaltung 110 kann ein Sollwertsignal an die Leistungswandlereinheit 112 abgeben (706). Bei manchen Beispielen kann die Leistungswandlereinheit 112 den an die LEDs 130 abgegebenen Ausgangsstrom so regulieren, dass er proportional zu einem dem Sollwertsignal zugeordneten Sollwertparameterwert ist. Auf diese Weise kann die Sollwerteinheit 114 den an die LEDs 130 abgegebenen Ausgangsstrom steuern. Die Korrektureinheit 116 der Schaltung 110 kann einen zum Eingangssignal proportionalen Eingangsparameterwert empfangen (708). Außerdem kann die Korrektureinheit 116 einen zur Ausgangsspannung proportionalen Ausgangsparameterwert empfangen (710) und einen zum Sollwertsignal proportionalen Sollwertparameterwert empfangen (712). Die Korrektureinheit 116 gibt, basierend auf dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert ein Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit 112 ab (714). Durch das Abgeben des Korrektursignals an die Leistungswandlereinheit 112 kann die Korrektureinheit 116 einen Betrag an Ausgangssignalüberschwingung verringern, der aufgrund einer Änderung im Sollwertparameterwert, einer Änderung im Ausgangssignal oder einer Änderung im Eingangssignal auftritt.
Die folgenden nummerierten Beispiele veranschaulichen einen oder mehrere Aspekte der Offenbarung.
Beispiel 1. Eine Schaltung ist dazu ausgelegt, den Strom durch einen oder mehrere Stränge von Leuchtdioden (LEDs) zu überwachen, wobei die Schaltung umfasst: eine Leistungswandlereinheit, wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, ein Eingangssignal aus einer Energiequelle zu empfangen, und wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, ein Ausgangssignal an den einen oder die mehreren Stränge von LEDs abzugeben, wobei das Ausgangssignal eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom umfasst; eine Sollwerteinheit, die dazu ausgelegt ist, ein Sollwertsignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben, wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, den Ausgangsstrom so zu regulieren, dass dieser proportional zu einem dem Sollwertsignal zugeordneten Sollwertparameterwert ist; und eine Korrektureinheit. Die Korrektureinheit ist dazu ausgelegt: einen Eingangsparameterwert zu empfangen, wobei der Eingangsparameterwert proportional zum Eingangssignal ist; einen Ausgangsparameterwert zu empfangen, wobei der Ausgangsparameterwert proportional zur Ausgangsspannung ist; einen Sollwertparameterwert zu empfangen, wobei der Sollwertparameterwert proportional zum Sollwertsignal ist; und, basierend auf dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert, ein Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben.
Beispiel 2. Schaltung nach Beispiel 1, wobei die Schaltung ferner dazu ausgelegt ist: das Ausgangssignal von einem ersten Strang des einen oder der mehreren Stränge von LEDs an einen zweiten Strang des einen oder der mehreren Stränge von LEDs zu transferieren, wobei die Sollwerteinheit dazu ausgelegt ist: basierend auf dem Transferieren des Ausgangssignals den Sollwertparameterwert von einem ersten Sollwertparameterwert auf einen zweiten Sollwertparameterwert zu ändern, und wobei, um das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben, die Korrektureinheit dazu ausgelegt ist: das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit basierend auf einer Differenz zwischen einem maximalen Sollwertparameterwert und dem zweiten Sollwertparameterwert abzugeben, um einen dem Transfer des Ausgangssignals entsprechenden Betrag an Ausgangsstromüberschwingung zu verringern.
Beispiel 3. Schaltung der Beispiele 1-2 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei ein Verhältnis des Ausgangsparameterwerts zum Eingangsparameterwert eine Verstärkung der Leistungswandlereinheit darstellt, und wobei die Leistungswandlereinheit, um das Korrektursignal abzugeben, dazu ausgelegt ist: das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit basierend auf der Verstärkung der Leistungswandlereinheit abzugeben.
Beispiel 4. Schaltung der Beispiele 1-3, oder einer beliebigen Kombination davon, wobei die Schaltung ferner dazu ausgelegt ist: basierend auf der Änderung des Sollwertparameterwerts vom ersten Sollwertparameterwert auf den zweiten Sollwertparameterwert den Ausgangsstrom von einem mit dem ersten Sollwertparameterwert korrelierten ersten Ausgangsstrom auf einen mit dem zweiten Sollwertparameterwert korrelierten zweiten Ausgangsstromwert zu ändern.
Beispiel 5. Schaltung der Beispiele 1-4 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei der erste Ausgangsstromwert in einem Bereich von 1,3 Ampere (A) bis 1,7 A liegt, und wobei der zweite Ausgangsstromwert in einem Bereich von 0,1 A bis 0,5 A liegt.
Beispiel 6. Schaltung der Beispiele 1-5 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei die Schaltung ferner dazu ausgelegt ist: die Ausgangsspannung von einem ersten Ausgangsspannungswert auf einen zweiten Ausgangsspannungswert zu ändern, und wobei, um das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben, die Korrektureinheit dazu ausgelegt ist: das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit basierend auf einer Differenz zwischen einem maximalen Sollwertparameterwert und dem Sollwertparameterwert abzugeben, um einen der Änderung der Ausgangsspannung entsprechenden Betrag an Ausgangsstromüberschwingung zu verringern.
Beispiel 7. Schaltung der Beispiele 1-6 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei der Eingangsparameterwert einen Eingangsspannungswert darstellt, und wobei ein Verhältnis des zweiten Ausgangsspannungswerts zum Eingangsspannungswert eine Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit darstellt, und wobei die Leistungswandlereinheit, um das Korrektursignal abzugeben, dazu ausgelegt ist: das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit basierend auf der Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit abzugeben.
Beispiel 8. Schaltung der Beispiele 1-7 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei die Leistungswandlereinheit ferner eine Induktivität umfasst, und wobei die Leistungswandlereinheit umfasst: einen ersten Stromsensor, umfassend: einen ersten Strommesswiderstand; und einen ersten Verstärker, der dazu ausgelegt ist, ein mit einem Strom über die Induktivität und einem Strom über den ersten Strommesswiderstand korreliertes erstes Stromerfassungssignal auszugeben; und einen zweiten Stromsensor, umfassend: einen zum ersten Strommesswiderstand in Reihe geschalteten zweiten Strommesswiderstand; und einen zweiten Verstärker, der dazu ausgelegt ist, ein mit dem an den einen oder die mehreren Stränge von LEDs abgegebenen Ausgangsstrom und einem Strom über den zweiten Strommesswiderstand korreliertes zweites Stromerfassungssignal auszugeben, wobei, basierend auf dem ersten Stromerfassungssignal und dem zweiten Stromerfassungssignal, die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, wenigstens eines aus dem Ausgangsstrom und der Ausgangsspannung zu regulieren.
Beispiel 9. Schaltung der Beispiele 1-8 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei die Leistungswandlereinheit ferner einen Knoten und ein Schaltelement umfasst, wobei der Knoten dazu ausgelegt ist: das Korrektursignals zu empfangen; das erste Stromerfassungssignal zu empfangen; ein Vergleichssignal zu empfangen, wobei das Vergleichssignal mit einer Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem zweiten Stromerfassungssignal korreliert ist; und ein Steuersignal auszugeben, wobei das Steuersignal eine Summierung des Korrektursignals, des ersten Stromerfassungssignals und des Vergleichssignals darstellt, und wobei das Steuersignal einen Schaltzyklus des Schaltelements steuert, um das wenigstens eine aus dem Ausgangsstrom und der Ausgangsspannung zu regulieren, wobei das Schaltelement zum Aktivieren und Deaktivieren gemäß dem Schaltzyklus und basierend auf dem Steuersignal ausgelegt ist, wobei der Schaltzyklus ein Tastverhältnis definiert, das ein Verhältnis einer Zeitdauer, für die das Schaltelement aktiviert ist, zu einer Zeitdauer, für die das Schaltelement deaktiviert ist, darstellt.
Beispiel 10. Schaltung der Beispiele 1-9 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei, während das Schaltelement aktiviert ist, die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist: die Induktivität aufzuladen, und wobei, während das Schaltelement deaktiviert ist, die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist: die Induktivität zu entladen, um den Ausgangsspannungswert des einen oder der mehreren Stränge von LEDs hochzusetzen.
Beispiel 11. Schaltung der Beispiele 1-10 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei das Schaltelement ein erstes Schaltelement ist, wobei die Leistungswandlereinheit ferner ein zweites Schaltelement umfasst, wobei, während das zweite Schaltelement aktiviert ist und das erste Schaltelement deaktiviert ist, die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist: die Induktivität aufzuladen, und wobei, während das zweite Schaltelement deaktiviert ist und das erste Schaltelement deaktiviert ist, die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist: die Induktivität zu entladen, um den Ausgangsspannungswert an den einen oder die mehreren Stränge von LEDs tiefzustellen.
Beispiel 12. Ein System umfasst einen oder mehr Stränge von Leuchtdioden (LEDs); eine Energiequelle; und eine Schaltung, die dazu ausgelegt ist, den Strom durch einen oder mehrere Stränge von Leuchtdioden (LEDs) zu überwachen, wobei die Schaltung eine Leistungswandlereinheit umfasst, wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, ein Eingangssignal aus einer Energiequelle zu empfangen, und wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, ein Ausgangssignal an den einen oder die mehreren Stränge von LEDs abzugeben, wobei das Ausgangssignal eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom umfasst, eine Sollwerteinheit, die dazu ausgelegt ist, ein Sollwertsignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben, wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, den Ausgangsstrom so zu regulieren, dass dieser proportional zu einem dem Sollwertsignal zugeordneten Sollwertparameterwert ist; und eine Korrektureinheit, die dazu ausgelegt ist: einen Eingangsparameterwert zu empfangen, wobei der Eingangsparameterwert proportional zum Eingangssignal ist; einen Ausgangsparameterwert zu empfangen, wobei der Ausgangsparameterwert proportional zur Ausgangsspannung ist; einen Sollwertparameterwert zu empfangen, wobei der Sollwertparameterwert proportional zum Sollwertsignal ist; und, basierend auf dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert, ein Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben.
Beispiel 13. System nach Beispiel 12, wobei die Schaltung ferner ausgelegt ist zum: Transferieren des Ausgangssignals von einem ersten Strang des einen oder der mehreren Stränge von LEDs an einen zweiten Strang des einen oder der mehreren Stränge von LEDs, wobei die Sollwerteinheit dazu ausgelegt ist zum: Ändern des Sollwertparameterwerts von einem ersten Sollwertparameterwert in einen zweiten Sollwertparameterwert basierend auf dem Transferieren des Ausgangssignals, und wobei, um das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben, die Korrektureinheit ausgelegt ist zum: Abgeben des Korrektursignals an die Leistungswandlereinheit basierend auf einer Differenz zwischen einem maximalen Sollwertparameterwert und dem zweiten Sollwertparameterwert, um einen dem Transfer des Ausgangssignals entsprechenden Betrag an Ausgangsstromüberschwingung zu verringern.
Beispiel 14. System der Beispiele 12-13 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei ein Verhältnis des Ausgangsparameterwerts zum Eingangsparameterwert eine Verstärkung der Leistungswandlereinheit darstellt, und wobei die Leistungswandlereinheit, um das Korrektursignal abzugeben, dazu ausgelegt ist: das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit basierend auf der Verstärkung der Leistungswandlereinheit abzugeben.
Beispiel 15. System der Beispiele 12-14 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei ein Verhältnis des Ausgangsparameterwerts zum Eingangsparameterwert eine Verstärkung der Leistungswandlereinheit darstellt, und wobei die Leistungswandlereinheit, um das Korrektursignal abzugeben, dazu ausgelegt ist: das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit basierend auf der Verstärkung der Leistungswandlereinheit abzugeben.
Beispiel 16. System der Beispiele 12-15, oder einer beliebigen Kombination davon, wobei die Schaltung ferner dazu ausgelegt ist: basierend auf der Änderung des Sollwertparameterwerts vom ersten Sollwertparameterwert auf den zweiten Sollwertparameterwert den Ausgangsstrom von einem mit dem ersten Sollwertparameterwert korrelierten ersten Ausgangsstrom auf einen mit dem zweiten Sollwertparameterwert korrelierten zweiten Ausgangsstromwert zu ändern.
Beispiel 17. System der Beispiele 12-16 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei der erste Ausgangsstromwert in einem Bereich von 1,3 Ampere (A) bis 1,7 A liegt, und wobei der zweite Ausgangsstromwert in einem Bereich von 0,1 A bis 0,5 A liegt.
Beispiel 18. System der Beispiele 12-17 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei die Schaltung ferner dazu ausgelegt ist: die Ausgangsspannung von einem ersten Ausgangsspannungswert auf einen zweiten Ausgangsspannungswert zu ändern, und wobei, um das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben, die Korrektureinheit dazu ausgelegt ist: das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit basierend auf einer Differenz zwischen einem maximalen Sollwertparameterwert und dem Sollwertparameterwert abzugeben, um einen der Änderung der Ausgangsspannung entsprechenden Betrag an Ausgangsstromüberschwingung zu verringern.
Beispiel 19. System der Beispiele 12-18 oder einer beliebigen Kombination davon, wobei der Eingangsparameterwert einen Eingangsspannungswert darstellt, und wobei ein Verhältnis des zweiten Ausgangsspannungswerts zum Eingangsspannungswert eine Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit darstellt, und wobei die Leistungswandlereinheit, um das Korrektursignal abzugeben, dazu ausgelegt ist: das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit basierend auf der Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit abzugeben.
Beispiel 20. Ein Verfahren umfasst ein Empfangen eines Eingangssignals aus einer Energiequelle durch eine Leistungswandlereinheit einer Schaltung, die dazu ausgelegt ist, den Strom durch einen oder mehrere Stränge von Leuchtdioden (LEDs) zu überwachen, ein Abgeben eines Ausgangssignals an den einen oder die mehreren Stränge von LEDs durch die Leistungswandlereinheit, wobei das Ausgangssignal eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom umfasst, und ein Abgeben eines Sollwertsignals an die Leistungswandlereinheit durch eine Sollwerteinheit, wobei die Leistungswandlereinheit den Ausgangsstrom so reguliert, dass er proportional zu einem dem Sollwertsignal zugeordneten Sollwertparameterwert ist; ein Empfangen eines Eingangsparameterwerts durch eine Korrektureinheit, wobei der Eingangsparameterwert proportional zum Eingangssignal ist; ein Empfangen eines Ausgangsparameterwerts durch die Korrektureinheit, wobei der Ausgangsparameterwert proportional zur Ausgangsspannung ist; ein Empfangen eines Sollwertparameterwerts durch die Korrektureinheit, wobei der Sollwertparameterwert proportional zum Sollwertsignal ist; und ein Abgeben eines Korrektursignals an die Leistungswandlereinheit durch die Korrektureinheit, basierend auf dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert.
Es wurden verschiedene Beispiele der Offenbarung beschrieben. Diese und andere Beispiele fallen in den Umfang der folgenden Ansprüche.

Claims

Schaltung, die ausgelegt ist, Strom durch einen oder mehrere Stränge von Leuchtdioden zu überwachen, wobei die Schaltung umfasst: eine Leistungswandlereinheit, wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, ein Eingangssignal aus einer Energiequelle zu empfangen, und wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, ein Ausgangssignal an den einen oder die mehreren Stränge von Leuchtdioden abzugeben, wobei das Ausgangssignal eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom umfasst; eine Sollwerteinheit, die dazu ausgelegt ist, ein Sollwertsignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben, wobei die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, den Ausgangsstrom so zu regulieren, dass dieser proportional zu einem dem Sollwertsignal zugeordneten Sollwertparameterwert ist; und eine Korrektureinheit, die dazu ausgelegt ist: einen Eingangsparameterwert zu empfangen, wobei der Eingangsparameterwert proportional zum Eingangssignal ist; einen Ausgangsparameterwert zu empfangen, wobei der Ausgangsparameterwert proportional zur Ausgangsspannung ist; einen Sollwertparameterwert zu empfangen, wobei der Sollwertparameterwert proportional zum Sollwertsignal ist; und basierend auf dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert ein Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Schaltung ferner ausgelegt ist zum: Transferieren des Ausgangssignals von einem ersten Strang des einen oder der mehreren Stränge von Leuchtdioden an einen zweiten Strang des einen oder der mehreren Stränge von Leuchtdioden, wobei die Sollwerteinheit ausgelegt ist zum: Ändern des Sollwertparameterwerts von einem ersten Sollwertparameterwert auf einen zweiten Sollwertparameterwert basierend auf dem Transferieren des Ausgangssignals, und wobei, um das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben, die Korrektureinheit ausgelegt ist zum: Abgeben des Korrektursignals an die Leistungswandlereinheit basierend auf einer Differenz zwischen einem maximalen Sollwertparameterwert und dem zweiten Sollwertparameterwert, um einen dem Transfer des Ausgangssignals entsprechenden Betrag an Ausgangsstromüberschwingung zu verringern.
Schaltung nach Anspruch 2, wobei ein Verhältnis des Ausgangsparameterwerts zum Eingangsparameterwert eine Verstärkung der Leistungswandlereinheit darstellt, und wobei, um das Korrektursignal abzugeben, die Korrektureinheit ausgelegt ist zum: Abgeben des Korrektursignals an die Leistungswandlereinheit basierend auf der Verstärkung der Leistungswandlereinheit.
Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Schaltung ferner dazu ausgelegt ist: basierend auf der Änderung des Sollwertparameterwerts vom ersten Sollwertparameterwert auf den zweiten Sollwertparameterwert den Ausgangsstrom von einem mit dem ersten Sollwertparameterwert korrelierten ersten Ausgangsstromwert auf einen mit dem zweiten Sollwertparameterwert korrelierten zweiten Ausgangsstromwert zu ändern.
Schaltung nach Anspruch 4, wobei der erste Ausgangsstromwert in einem Bereich von 1,3 A bis 1,7 A liegt, und wobei der zweite Ausgangsstromwert in einem Bereich von 0,1 A bis 0,5 A liegt.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schaltung ferner dazu ausgelegt ist: die Ausgangsspannung von einem ersten Ausgangsspannungswert auf einen zweiten Ausgangsspannungswert zu ändern, und wobei, um das Korrektursignal an die Leistungswandlereinheit abzugeben, die Korrektureinheit ausgelegt ist zum: Abgeben des Korrektursignals an die Leistungswandlereinheit basierend auf einer Differenz zwischen einem maximalen Sollwertparameterwert und dem Sollwertparameterwert, um einen der Änderung der Ausgangsspannung entsprechenden Betrag an Ausgangsstromüberschwingung zu verringern.
Schaltung nach Anspruch 6, wobei der Eingangsparameterwert einen Eingangsspannungswert darstellt und wobei ein Verhältnis des zweiten Ausgangsspannungswerts zum Eingangsspannungswert eine Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit darstellt, und wobei, um das Korrektursignal abzugeben, die Korrektureinheit ausgelegt ist zum: Abgeben des Korrektursignals an die Leistungswandlereinheit basierend auf der Spannungsverstärkung der Leistungswandlereinheit.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Leistungswandlereinheit ferner eine Induktivität umfasst, und wobei die Leistungswandlereinheit umfasst: einen ersten Stromsensor, umfassend: einen ersten Strommesswiderstand; und einen ersten Verstärker, der dazu ausgelegt ist, ein mit einem Strom über die Induktivität und einem Strom über den ersten Strommesswiderstand korreliertes erstes Stromerfassungssignal auszugeben; und einen zweiten Stromsensor, umfassend: einen zum ersten Strommesswiderstand in Reihe geschalteten zweiten Strommesswiderstand; und einen zweiten Verstärker, der dazu ausgelegt ist, ein mit dem an den einen oder die mehreren Stränge von Leuchtdioden abgegebenen Ausgangsstrom und einem Strom über den zweiten Strommesswiderstand korreliertes zweites Stromerfassungssignal auszugeben, wobei, basierend auf dem ersten Stromerfassungssignal und dem zweiten Stromerfassungssignal, die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist, wenigstens eines aus dem Ausgangsstrom und der Ausgangsspannung zu regulieren.
Schaltung nach Anspruch 8, wobei die Leistungswandlereinheit ferner einen Knoten und ein Schaltelement umfasst, wobei der Knoten dazu ausgelegt ist: das Korrektursignal zu empfangen; das erste Stromerfassungssignal zu empfangen; ein Vergleichssignal zu empfangen, wobei das Vergleichssignal mit einer Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem zweiten Stromerfassungssignal korreliert ist; und ein Steuersignal auszugeben, wobei das Steuersignal eine Summierung des Korrektursignals, des ersten Stromerfassungssignals und des Vergleichssignals darstellt, und wobei das Steuersignal einen Schaltzyklus des Schaltelements steuert, um das wenigstens eine aus dem Ausgangsstrom und der Ausgangsspannung zu regulieren, wobei das Schaltelement zum Aktivieren und Deaktivieren gemäß dem Schaltzyklus und basierend auf dem Steuersignal ausgelegt ist, wobei der Schaltzyklus ein Tastverhältnis definiert, das ein Verhältnis einer Zeitdauer, für die das Schaltelement aktiviert ist, zu einer Zeitdauer, für die das Schaltelement deaktiviert ist, darstellt.
Schaltung nach Anspruch 9, wobei, während das Schaltelement aktiviert ist, die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist: die Induktivität aufzuladen und wobei, während das Schaltelement deaktiviert ist, die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist: die Induktivität zu entladen, um den Ausgangsspannungswert an den einen oder die mehreren Stränge von Leuchtdioden hochzusetzen.
Schaltung nach Anspruch 10, wobei das Schaltelement ein erstes Schaltelement ist, wobei die Leistungswandlereinheit ferner ein zweites Schaltelement umfasst, wobei, während das zweite Schaltelement aktiviert ist und das erste Schaltelement deaktiviert ist, die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist: die Induktivität aufzuladen, und wobei, während das zweite Schaltelement deaktiviert ist und das erste Schaltelement deaktiviert ist, die Leistungswandlereinheit dazu ausgelegt ist: die Induktivität zu entladen, um den Ausgangsspannungswert an den einen oder die mehreren Stränge von Leuchtdioden tiefzusetzen.
System, das umfasst: einen oder mehrere Stränge von Leuchtdioden; eine Energiequelle; und die Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Verfahren, das umfasst: Empfangen eines Eingangssignals aus einer Energiequelle durch eine Leistungswandlereinheit einer Schaltung, die dazu ausgelegt ist, Strom durch eine oder mehrere Stränge von Leuchtdioden zu überwachen; Abgeben eines Ausgangssignals an den einen oder die mehreren Stränge von Leuchtdioden durch die Leistungswandlereinheit, wobei das Ausgangssignal eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom umfasst; Abgeben eines Sollwertsignals an die Leistungswandlereinheit durch eine Sollwerteinheit der Schaltung, wobei die Leistungswandlereinheit den Ausgangsstrom so regelt, dass dieser proportional zu einem dem Sollwertsignal zugeordneten Sollwertparameterwert ist; Empfangen eines Eingangsparameterwerts durch eine Korrektureinheit, wobei der Eingangsparameterwert proportional zum Eingangssignal ist; Empfangen eines Ausgangsparameterwerts durch die Korrektureinheit, wobei der Ausgangsparameterwert proportional zur Ausgangsspannung ist; Empfangen eines Sollwertparameterwerts durch die Korrektureinheit, wobei der Sollwertparameterwert proportional zum Sollwertsignal ist; und Abgeben eines Korrektursignals an die Leistungswandlereinheit durch die Korrektureinheit basierend auf dem Eingangsparameterwert, dem Ausgangsparameterwert und dem Sollwertparameterwert.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verfahren unter Verwendung der Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgeführt wird.