DE102020114075A1 - Control circuit and method for controlling a plurality of LED arrangements and lighting device connected in parallel to one another for a motor vehicle with such a control circuit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuerschaltung (4) zum Steuern mehrerer parallel zueinander geschalteter LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i). An der Steuerschaltung (4) liegt eine Versorgungsspannung (UBatt) an. An Steuerausgängen (10a, 10b) sind die LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) angeschlossen. Die Steuerschaltung (4) umfasst:- eine gemeinsame ansteuerbare Stromquelle (12), die einen individuellen Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3; I_i) für die LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) bereitstellt,- mehrere Schaltelemente (S_1, S_2, S_3, S_i), von denen jeweils eines einer der LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) zugeordnet ist, die den in der dem jeweiligen Schaltelement (S_1, S_2, S_3, S_i) zugeordneten LED-Anordnung (2.1; 2.2; 2.3; 2.i) fließenden Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3; I_i) schalten, und- eine Steuereinheit (14) zur Steuerung der Stromquelle (12) derart, dass diese den Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3; I_i) für mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung (2.1; 2.2; 2.3; 2.i) bereitstellt, und zur Steuerung der Schaltelemente (S_1, S_2, S_3, S_i) derart, dass der von der Stromquelle (12) bereitgestellte Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3; I_i) durch die mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung (2.1; 2.2; 2.3; 2.i) fließt.The invention relates to an electrical control circuit (4) for controlling a plurality of LED arrangements (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) connected in parallel to one another. A supply voltage (UBatt) is applied to the control circuit (4). The LED arrangements (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) are connected to control outputs (10a, 10b). The control circuit (4) comprises: - a common controllable current source (12) which provides an individual operating current (I_1; I_2; I_3; I_i) for the LED arrangements (2.1, 2.2, 2.3, 2.i), - several switching elements (S_1, S_2, S_3, S_i), one of which is assigned to one of the LED arrangements (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) which are assigned to the respective switching element (S_1, S_2, S_3, S_i) LED arrangement (2.1; 2.2; 2.3; 2.i) switch flowing operating current (I_1; I_2; I_3; I_i), and a control unit (14) for controlling the current source (12) in such a way that it generates the operating current (I_1; I_2; I_3; I_i) for at least one selected LED arrangement (2.1; 2.2; 2.3; 2.i) and for controlling the switching elements (S_1, S_2, S_3, S_i) in such a way that the current source (12) provided operating current (I_1; I_2; I_3; I_i) through which at least one selected LED arrangement (2.1; 2.2; 2.3; 2.i) flows.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Steuerschaltung zum Steuern mehrerer parallel zueinander geschalteter LED-Anordnungen. Die Steuerschaltung weist zwei Versorgungsspannungseingänge, an denen eine Versorgungsspannung anliegt, mindestens zwei Steuerausgänge zum Anschluss der LED-Anordnungen und mindestens eine Stromquelle zum Bereitstellen eines Betriebsstroms für die LED-Anordnungen über die Steuerausgänge auf.The present invention relates to an electrical control circuit for controlling a plurality of LED arrangements connected in parallel to one another. The control circuit has two supply voltage inputs to which a supply voltage is applied, at least two control outputs for connecting the LED arrangements and at least one current source for providing an operating current for the LED arrangements via the control outputs.
Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend mehrere parallel zueinander geschaltete LED-Anordnungen und eine Steuerschaltung zum Steuern der LED-Anordnungen. Die Beleuchtungseinrichtung kann als ein Scheinwerfer, oder als eine beliebige Leuchte, insbesondere als eine Heckleuchte, ausgebildet sein.The invention also relates to a lighting device for a motor vehicle, comprising a plurality of LED arrangements connected in parallel to one another and a control circuit for controlling the LED arrangements. The lighting device can be designed as a headlight or as any light, in particular as a rear light.
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Steuern mehrerer parallel zueinander geschalteter LED-Anordnungen mittels einer Steuerschaltung. Dabei wird an zwei Versorgungsspannungseingängen der Steuerschaltung eine Versorgungsspannung angelegt, es werden die LED-Anordnungen an mindestens zwei Steuerausgängen der Steuerschaltung angeschlossen, und es wird ein Betriebsstrom für die LED-Anordnungen durch mindestens eine Stromquelle der Steuerschaltung bereitgestellt.Finally, the invention also relates to a method for controlling a plurality of LED arrangements connected in parallel to one another by means of a control circuit. A supply voltage is applied to two supply voltage inputs of the control circuit, the LED arrangements are connected to at least two control outputs of the control circuit, and an operating current for the LED arrangements is provided by at least one current source of the control circuit.
Eine elektrische Steuerschaltung, eine Beleuchtungseinrichtung sowie ein Steuerverfahren der eingangs genannten Art sind bspw. aus der
Die bekannten Beleuchtungseinrichtungen weisen jeweils mehrere LED-Anordnungen auf, wobei jede LED-Anordnung mehrere in Reihe geschaltete LEDs umfasst. Die LED-Anordnungen werden durch eine Steuerschaltung angesteuert. Über zwei Versorgungsspannungseingänge liegt eine Versorgungsspannung, vorzugsweise eine Batteriespannung eines Kraftfahrzeugs, an der Steuerschaltung an. Die Steuerschaltung weist für jede LED-Anordnung eine eigene separate Stromquelle auf, die für die jeweilige LED-Anordnung einen individuellen, eingeprägten Betriebsstrom bereitstellt. Jede der LED-Anordnungen ist über zwei Steuerausgänge an die Steuerschaltung angeschlossen. Ein erster Steuerausgang für jede der LED-Anordnungen ist mit der zugeordneten Stromquelle verbunden und ein zweiter Steuerausgang mit Masse. Somit weist die Steuerschaltung für jede der LED-Anordnungen mindestens einen eigenen, separaten Steuerausgang auf.The known lighting devices each have a plurality of LED arrangements, each LED arrangement comprising a plurality of LEDs connected in series. The LED arrangements are controlled by a control circuit. A supply voltage, preferably a battery voltage of a motor vehicle, is applied to the control circuit via two supply voltage inputs. The control circuit has its own separate current source for each LED arrangement, which provides an individual, impressed operating current for the respective LED arrangement. Each of the LED arrangements is connected to the control circuit via two control outputs. A first control output for each of the LED arrangements is connected to the associated current source and a second control output is connected to ground. The control circuit thus has at least one separate control output of its own for each of the LED arrangements.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Steuerschaltungen sowie die damit ausgerüsteten Beleuchtungseinrichtungen sind aufgrund der Vielzahl an Stromquellen und Steuerausgängen relativ aufwendig, großbauend und teuer. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Steuerschaltungen und damit ausgerüstete Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge einfacher, kleiner und kostengünstiger auszugestalten.The control circuits known from the prior art and the lighting devices equipped with them are relatively complex, large-scale and expensive due to the large number of current sources and control outputs. The present invention is based on the object of making control circuits and lighting devices for motor vehicles equipped therewith simpler, smaller and more cost-effective.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Steuerschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Insbesondere wird ausgehend von der Steuerschaltung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung umfasst:
- - eine gemeinsame ansteuerbare Stromquelle, die ausgebildet ist, einen individuellen Betriebsstrom für zumindest einige der durch die Steuerschaltung gesteuerten LED-Anordnungen bereitzustellen,
- - mehrere Schaltelemente, wobei jeweils ein Schaltelement einer der LED-Anordnungen zugeordnet ist, für welche die Stromquelle den Betriebsstrom bereitstellt, und die Schaltelemente ausgebildet sind, den in der dem jeweiligen Schaltelement zugeordneten LED-Anordnung fließenden Betriebsstrom zu schalten, und
- - eine Steuereinheit zur Steuerung der Stromquelle derart, dass diese den Betriebsstrom für mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung bereitstellt, und zur Steuerung der Schaltelemente derart, dass der von der Stromquelle bereitgestellte Betriebsstrom durch die mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung fließt.
- a common controllable current source which is designed to provide an individual operating current for at least some of the LED arrangements controlled by the control circuit,
- Several switching elements, one switching element being assigned to one of the LED arrangements for which the current source provides the operating current, and the switching elements are designed to switch the operating current flowing in the LED arrangement assigned to the respective switching element, and
- a control unit for controlling the current source in such a way that it provides the operating current for at least one selected LED arrangement, and for controlling the switching elements in such a way that the operating current provided by the current source flows through the at least one selected LED arrangement.
Die Steuerschaltung ist vorzugsweise ausgebildet, die LED-Anordnungen einer Beleuchtungseinrichtung in aufeinander folgenden Takt-Phasen eines sich wiederholenden Steuerzyklus anzusteuern. In jeder Takt-Phase wird mindestens eine andere LED-Anordnung angesteuert. Am Ende eines Steuerzyklus sind vorzugsweise alle LED-Anordnungen mindestens einmal angesteuert worden, wobei die Ansteuerung einer LED-Anordnung auch einen Betrieb der LED-Anordnung mit einem Betriebsstrom von 0 A umfassen kann. Mithin kann durch die Ansteuerung der LED-Anordnungen die Intensität (oder Helligkeit) des von den LED-Anordnungen ausgesandten Lichts eingestellt und es können die LED-Anordnungen ein- bzw. ausgeschaltet werden. Die aufeinanderfolgenden Steuerzyklen werden vorzugsweise in einer Frequenz durchlaufen, die es dem menschlichen Auge nicht erlaubt, zwischen eingeschalteter LED-Anordnung (höhere Intensität) in einem ersten Steuerzyklus und ausgeschalter oder gedimmter LED-Anordnung (niedrigere Intensität) in einem darauffolgenden Steuerzyklus zu unterschieden. Vielmehr ist die Dauer eines Steuerzyklus so kurz gewählt, dass das menschliche Auge bzw. das Gehirn die verschiedenen Helligkeitswerte in aufeinanderfolgenden Steuerzyklen zu einem Mittelwert mittelt. Somit liegt die Frequenz der Steuerzyklen vorzugsweise oberhalb von 75 Hz, d.h. ein Steuerzyklus dauert weniger als 13 ms. Somit verbleibt bspw. bei vier unabhängig voneinander anzusteuernden parallelen LED-Anordnungen eine Dauer für eine Takt-Phase von etwa 3,3 ms. Dies sind nur beispielhafte Werte, von denen in der Praxis abgewichen werden kann.The control circuit is preferably designed to control the LED arrangements of a lighting device in successive clock phases of a repetitive control cycle. At least one other LED arrangement is activated in each clock phase. At the end of a control cycle, all LED arrangements have preferably been activated at least once, wherein the activation of an LED arrangement can also include operation of the LED arrangement with an operating current of 0 A. Thus, by controlling the LED arrangements, the intensity (or brightness) of the LED Arrangements of emitted light are set and the LED arrangements can be switched on or off. The successive control cycles are preferably run through at a frequency that does not allow the human eye to differentiate between switched on LED arrangement (higher intensity) in a first control cycle and switched off or dimmed LED arrangement (lower intensity) in a subsequent control cycle. Rather, the duration of a control cycle is selected to be so short that the human eye or the brain averages the various brightness values in successive control cycles to form an average. The frequency of the control cycles is thus preferably above 75 Hz, ie a control cycle lasts less than 13 ms. This leaves, for example, four parallel LED arrangements to be controlled independently of one another, a duration for a clock phase of approximately 3.3 ms. These are only exemplary values that can be deviated from in practice.
Die Ansteuerung einer oder mehrerer LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung umfasst vorzugsweise zum einen den für den Betrieb bzw. eine gewünschte Intensität des ausgesandten Lichts der aktuell angesteuerten LED-Anordnungen) erforderlichen Betriebsstrom über die eine gemeinsame Stromquelle bereitzustellen und zum anderen den Stromfluss in den LED-Anordnungen über die Schaltelemente so zu steuern, dass der von der Stromquelle bereitgestellte Betriebsstrom durch die in der jeweiligen Takt-Phase aktuell angesteuerte(n) LED-Anordnungen) fließt. In einer Takt-Phase kann eine LED-Anordnung oder es können mehrere LED-Anordnungen angesteuert und mit dem von der Stromquelle bereitgestellten Betriebsstrom betrieben werden. Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Steuerschaltung lediglich eine gemeinsame Stromquelle zum Bereitstellen eines individuellen Betriebsstroms für mehrere anzusteuernde LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung aufweist. Dadurch kann die Steuerschaltung und die damit versehene Beleuchtungseinrichtung einfacher und kostengünstiger realisiert werden. Zudem kann sich durch die Verwendung lediglich einer gemeinsamen Stromquelle eine Effizienzsteigerung der Steuerschaltung ergeben.The control of one or more LED arrangements of the lighting device preferably comprises, on the one hand, providing the operating current required for the operation or a desired intensity of the emitted light of the currently activated LED arrangements) via the common power source and, on the other hand, the flow of current in the LED To control arrangements via the switching elements in such a way that the operating current provided by the current source flows through the LED arrangement (s) currently activated in the respective clock phase. In a clock phase, an LED arrangement or several LED arrangements can be controlled and operated with the operating current provided by the current source. The invention has the advantage that the control circuit only has a common current source for providing an individual operating current for several LED arrangements of the lighting device that are to be controlled. As a result, the control circuit and the lighting device provided with it can be implemented in a simpler and more cost-effective manner. In addition, the use of only one common power source can result in an increase in the efficiency of the control circuit.
Jede der angesteuerten LED-Anordnungen kann Licht aussenden, das zur Erzeugung einer bestimmten Licht- oder Leuchtfunktion der Beleuchtungseinrichtung oder eines Teils davon dient. So wäre es bspw. denkbar, dass eine oder mehrere der LED-Anordnungen zur Erzeugung eines Abblendlichts, eines Fernlichts, eines Tagfahrlichts, eines Positionslichts und/oder eines Blinklichts ausgebildet sind. Eine oder mehrere LED-Anordnungen können auch zur Erzeugung mehrerer Licht- bzw. Leuchtfunktionen ausgebildet sein, die durch Ansteuerung der LED-Anordnung(en) mit unterschiedlichen Betriebsströmen realisiert werden können. Für den Fall, dass für eine gewisse Zeitdauer nur eine der Licht- bzw. Leuchtfunktionen (z.B. Tagfahrlicht) aktiv ist, kann das erfindungsgemäße Steuerverfahren mit den sich wiederholenden Steuerzyklen und den sequenziellen Takt-Phase eines Steuerzyklus auch vorübergehend ausgesetzt werden. In diesem Fall kann dann die mindestens eine LED-Anordnung, welche die längerfristige Licht- bzw. Leuchtfunktion erzeugt, für die gewünschte Zeitdauer (bspw. über mehrere Steuerzyklen hinweg) mit dem entsprechenden Betriebsstrom betrieben werden. Eine Wiederaufnahme der Steuerzyklen mit den Takt-Phasen ist erst dann wieder erforderlich, wenn eine zusätzliche Licht- bzw. Leuchtfunktion hinzukommt.Each of the activated LED arrangements can emit light which is used to generate a specific light or lighting function of the lighting device or a part thereof. For example, it would be conceivable that one or more of the LED arrangements are designed to generate a low beam, a high beam, a daytime running light, a position light and / or a flashing light. One or more LED arrangements can also be designed to generate several light or lighting functions, which can be implemented by controlling the LED arrangement (s) with different operating currents. In the event that only one of the light or lighting functions (e.g. daytime running lights) is active for a certain period of time, the control method according to the invention with the repetitive control cycles and the sequential clock phase of a control cycle can also be temporarily suspended. In this case, the at least one LED arrangement that generates the long-term light or lighting function can then be operated with the corresponding operating current for the desired period of time (for example over several control cycles). A resumption of the control cycles with the clock phases is only necessary again when an additional light or lighting function is added.
Die Steuerschaltung kann mehrere LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ansteuern und eine oder mehrere andere LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung auf andere Weise betreiben, bspw. nach einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren mit einer separaten Stromquelle für jede der betreibenden anderen LED-Anordnungen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass die eine gemeinsame Stromquelle der Steuerschaltung zur Versorgung von allen durch die Steuerschaltung gesteuerten LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung mit dem individuellen Betriebsstrom ausgebildet ist. In diesem Sinne wird ferner vorgeschlagen, dass in jeder der von der Stromquelle mit dem individuellen Betriebsstrom versorgten LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung ein Schaltelement angeordnet ist.The control circuit can control several LED arrangements of the lighting device according to the method according to the invention and operate one or more other LED arrangements of the lighting device in a different way, for example according to a method known from the prior art with a separate power source for each of the other operating LEDs Arrangements. According to an advantageous development of the invention, however, it is proposed that the one common current source of the control circuit is designed to supply all of the LED arrangements of the lighting device controlled by the control circuit with the individual operating current. In this sense, it is also proposed that a switching element be arranged in each of the LED arrangements of the lighting device that are supplied with the individual operating current by the current source.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung zwei gemeinsame Steuerausgänge für alle von der Stromquelle mit dem individuellen Betriebsstrom versorgten LED-Anordnungen aufweist. Einer der Steuerausgänge liegt vorzugsweise auf Masse und an dem anderen Steuerausgang liegt vorzugsweise der von der gemeinsamen Stromquelle bereitgestellte Betriebsstrom an.According to a preferred embodiment of the invention, it is proposed that the control circuit have two common control outputs for all of the LED arrangements supplied with the individual operating current from the current source. One of the control outputs is preferably grounded and the operating current provided by the common current source is preferably applied to the other control output.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, die Stromquelle und die Schaltelemente synchronisiert anzusteuern. Sobald die gemeinsame Stromquelle in einer Takt-Phase zum Bereitstellen eines gewünschten Betriebsstroms eingestellt ist, werden in der gleichen Takt-Phase die Schaltelemente so angesteuert, dass der bereitgestellte Betriebsstrom durch die in dieser Takt-Phase anzusteuernde LED-Anordnung(en) fließt.It is advantageously provided that the control unit is designed to control the current source and the switching elements in a synchronized manner. As soon as the common current source is set in a clock phase to provide a desired operating current, the switching elements are controlled in the same clock phase so that the provided operating current flows through the LED arrangement (s) to be controlled in this clock phase.
Es wird vorgeschlagen, dass die Takt-Phasen eines Steuerzyklus sequenziell ausgeführt werden. In diesem Sinne ist die Steuereinheit ausgebildet, die Stromquelle und die den LED-Anordnungen zugeordneten Schaltelemente für jede der LED-Anordnungen, denen ein Schaltelement zugeordnet ist, sequenziell anzusteuern. Vorzugsweise ist die Steuereinheit ausgebildet, in einem von mehreren sich wiederholenden Steuerzyklen jeweils durch sequenzielles Steuern der Stromquelle und der Schaltelemente für jede der LED-Anordnungen, denen ein Schaltelement zugeordnet ist, den Betriebsstrom in der/den jeweiligen aktuell angesteuerten LED-Anordnung(en) individuell einzustellen.It is proposed that the clock phases of a control cycle are executed sequentially. In this sense, the control unit is designed to sequentially control the current source and the switching elements assigned to the LED assemblies for each of the LED assemblies to which a switching element is assigned. The control unit is preferably designed, in one of several repetitive control cycles, in each case by sequentially controlling the current source and the switching elements for each of the LED arrangements to which a switching element is assigned, the operating current in the respective currently controlled LED arrangement (s). set individually.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zur Steuerung der Stromquelle dieser einen Stromsollwert vorgibt, der abhängig ist von dem Betriebsstrom für die aktuell angesteuerte(n) LED-Anordnung(en). Die Stromquelle liefert dann entweder als Betriebsstrom den Stromsollwert oder aber die Stromquelle hat eine Regelungsfunktion, um den gelieferten Betriebsstrom im Rahmen einer Regelung auf den Stromsollwert zu regeln. Zu diesem Zweck kann es vorteilhaft sein, wenn der aktuell gelieferte Betriebsstrom erfasst wird, bspw. mittels eines Stromsensors. Dieser kann in der Steuerschaltung an dem Steuerausgang angeordnet sein, an dem der von der gemeinsamen Stromquelle gelieferte Betriebsstrom anliegt.Furthermore, it is proposed that the control unit for controlling the current source specifies a current setpoint value which is dependent on the operating current for the currently controlled LED arrangement (s). The current source then either supplies the current setpoint as the operating current or the current source has a control function in order to regulate the supplied operating current to the current setpoint as part of a regulation. For this purpose it can be advantageous if the currently supplied operating current is recorded, for example by means of a current sensor. This can be arranged in the control circuit at the control output at which the operating current supplied by the common current source is applied.
Vorzugsweise umfasst jede der LED-Anordnungen mindestens eine LED oder eine Laserdiode. Die LED-Anordnungen können auch beliebig andere Halbleiterlichtquellen umfassen. Die LEDs können bspw. weiße LEDs sein, die weißes Licht aussenden. Ebenso wäre es denkbar, dass die LEDs rote, gelbe und/oder blaue LEDs sind, die zusammen RGB-LEDs bilden. Dabei sind vorzugsweise LEDs einer Farbe jeweils in einer LED-Anordnung angeordnet. Für den Fall, dass mindestens eine der LED-Anordnungen mehrere LEDs oder Laserdioden umfasst, sind diese vorzugsweise in Reihe geschaltet. Die einzelnen LED-Anordnungen können sich in der Anzahl und/oder der Art bzw. dem Typ (z.B. RGB-LEDs, herkömmliche weiße LEDs oder Hochleistungs-LEDs) der LEDs oder Laserdioden voneinander unterscheiden. Dadurch können sich unterschiedliche Betriebsströme ergeben, die zum ordnungsgemäßen Betrieb der LED-Anordnungen erforderlich sind. Es ist auch denkbar, dass innerhalb einer LED-Anordnung unterschiedliche Arten bzw. Typen von LEDs oder Laserdioden angeordnet sind. Es ist ferner nicht ausgeschlossen, dass innerhalb einer LED-Anordnung mehrere LEDs oder Laserdioden auch parallel zueinander geschaltet sind.Each of the LED arrangements preferably comprises at least one LED or a laser diode. The LED arrangements can also include any other semiconductor light sources. The LEDs can, for example, be white LEDs that emit white light. It would also be conceivable that the LEDs are red, yellow and / or blue LEDs, which together form RGB LEDs. In this case, LEDs of one color are preferably arranged in each case in an LED arrangement. In the event that at least one of the LED arrangements comprises several LEDs or laser diodes, these are preferably connected in series. The individual LED arrangements can differ from one another in terms of the number and / or the type or type (e.g. RGB LEDs, conventional white LEDs or high-power LEDs) of the LEDs or laser diodes. This can result in different operating currents that are required for proper operation of the LED arrangements. It is also conceivable that different types or types of LEDs or laser diodes are arranged within an LED arrangement. Furthermore, it is not ruled out that a plurality of LEDs or laser diodes are also connected in parallel to one another within an LED arrangement.
Vorzugsweise sind die den LED-Anordnungen zugeordneten Schaltelemente jeweils in Reihe zu der mindestens einen LED oder Laserdiode der entsprechenden LED-Anordnung geschaltet. Auf diese Weise kann der Stromfluss durch die LED-Anordnungen durch die Schaltelemente gesteuert, insbesondere unterbrochen oder durchgeschaltet werden.The switching elements assigned to the LED arrangements are preferably each connected in series with the at least one LED or laser diode of the corresponding LED arrangement. In this way, the flow of current through the LED arrangements can be controlled, in particular interrupted or switched through, by the switching elements.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass parallel zu den LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung eine Parallelschaltung eines Ausgangskondensators und eines weiteren Schaltelements geschaltet ist, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, auch das dem Ausgangskondensator zugeordnete weitere Schaltelement zu steuern. Der Ausgangskondensator oder die gesamte Parallelschaltung kann Teil der Steuerschaltung sein oder außerhalb der Steuerschaltung angeordnet sein. Der Ausgangskondensator kann dazu genutzt werden, - falls erforderlich - für ein schnelleres Verringern des Betriebsstroms zwischen einer Takt-Phase und der darauffolgenden zu sorgen. Zu diesem Zweck kann der Ausgangskondensator bei Bedarf auf den Stromwert der nachfolgenden (kleineren) Betriebsstrom-Amplitude entladen werden. Zum Entladen des Ausgangskondensators, wird das weitere Schaltelement geschlossen, so dass sich der Kondensator über Masse (teil-)entladen kann.According to an advantageous embodiment of the invention, it is proposed that a parallel connection of an output capacitor and a further switching element be connected in parallel with the LED arrangements of the lighting device, the control unit being designed to also control the further switching element assigned to the output capacitor. The output capacitor or the entire parallel circuit can be part of the control circuit or be arranged outside the control circuit. The output capacitor can be used - if necessary - to reduce the operating current more quickly between one clock phase and the next. For this purpose, the output capacitor can be discharged to the current value of the following (smaller) operating current amplitude if required. To discharge the output capacitor, the further switching element is closed so that the capacitor can (partially) discharge via ground.
Besonders bevorzugt ist die Steuereinheit ausgebildet, das dem Ausgangskondensator zugeordnete weitere Schaltelement im Anschluss an die Steuerung eines Schaltelements anzusteuern (bzw. zu schließen), das einer der LED-Anordnungen zugeordnet ist. Mithin wird das weitere Steuerelement vorzugsweise am Ende einer jeden Takt-Phase eines Steuerzyklus angesteuert.The control unit is particularly preferably designed to control (or close) the further switching element assigned to the output capacitor following the control of a switching element which is assigned to one of the LED arrangements. The further control element is therefore preferably activated at the end of each clock phase of a control cycle.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Beleuchtungseinrichtung neben den parallel zueinander geschalteten LED-Anordnungen eine erfindungsgemäße Steuerschaltung zum Steuern der LED-Anordnungen aufweist. Die Beleuchtungseinrichtung ist vorzugsweise als ein Kraftfahrzeugscheinwerfer oder als eine beliebige Kraftfahrzeugleuchte, insbesondere als eine Heckleuchte ausgebildet, die verschiedene Leuchtfunktionen (z.B. Rücklicht, Bremslicht, Nebelschlusslicht, Rückfahrscheinwerfer, Blinklicht) realisiert. Jeder dieser Leuchtfunktionen kann mindestens eine der LED-Anordnungen zugeordnet sein. All diese Leuchtfunktionen können in der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung durch eine gemeinsame Stromquelle realisiert werden.The object on which the present invention is based is also achieved by a lighting device for a motor vehicle having the features of
Ferner wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Steuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Insbesondere wird ausgehend von dem Steuerverfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass
- - die Stromquelle eine gemeinsame ansteuerbare Stromquelle ist, durch die ein individueller Betriebsstrom für zumindest einige der durch die Steuerschaltung gesteuerten LED-Anordnungen bereitgestellt wird, wobei die Stromquelle durch eine Steuereinheit der Steuerschaltung gesteuert wird, um den individuellen Betriebsstrom jeweils für mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung bereitzustellen, und
- - jeweils ein Schaltelement einer der LED-Anordnungen zugeordnet ist, für welche die Stromquelle den Betriebsstrom bereitstellt, und die Schaltelemente durch die Steuereinheit gesteuert werden, damit der von der Stromquelle bereitgestellte Betriebsstrom durch die mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung fließt.
- - The current source is a common controllable current source by means of which an individual operating current is provided for at least some of the LED arrangements controlled by the control circuit, the current source being controlled by a control unit of the control circuit in order to generate the individual operating current for at least one selected LED. Provide arrangement, and
- - In each case a switching element is assigned to one of the LED arrangements for which the current source provides the operating current, and the switching elements are controlled by the control unit so that the operating current provided by the current source flows through the at least one selected LED arrangement.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Dabei können auch einzelne der in den Figuren gezeigten und nachfolgend beschriebenen Merkmale für sich alleine erfindungswesentlich sein, selbst wenn dies nicht ausdrücklich erwähnt ist. Außerdem können die einzelnen in den Figuren gezeigten und nachfolgend beschriebenen Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, selbst wenn dies nicht gezeigt oder ausdrücklich erwähnt ist. Es zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Steuerschaltung in einer bevorzugten Ausführungsform; -
2 eine Steuerung von LED-Anordnungen gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform; -
3 eine Steuerung von LED-Anordnungen gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer alternativen Ausführungsform; -
4 eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform.
-
1 a control circuit according to the invention in a preferred embodiment; -
2 a control of LED arrangements according to a method according to the invention in a preferred embodiment; -
3 a control of LED arrangements according to a method according to the invention in an alternative embodiment; -
4th a lighting device according to the invention in a preferred embodiment.
In
Der Scheinwerfer
Im Inneren des Scheinwerfergehäuses
Das Lichtmodul
An der Außenseite des Scheinwerfergehäuses
Die Lichtmodule
Jede der LED-Anordnungen
Die elektrische Steuerschaltung
Des Weiteren weist die Steuerschaltung
In den Zweigen der LED-Anordnungen
Schließlich umfasst die Steuerschaltung
Die Steuerung der Stromquelle
Die Steuerung der Stromquelle
Um beispielsweise die LED-Anordnung
Die verschiedenen LED-Anordnungen
Die Steuerung der Stromquelle
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens der LED-Anordnungen
Die in
Die Amplituden des Betriebsstroms I_1, I_2, I_3, I_i in den verschiedenen Takt-Phasen T unterscheiden sich vorzugweise voneinander, je nach Anzahl und Art der Halbleiterlichtquellen
In der nachfolgenden Tabelle ist beispielhaft eine Ansteuerung der Stromquelle
Zwischen dem Steuerausgang
Das Steuerverfahren bzw. das Steuerprogramm kann ferner derart angepasst werden, dass eine Entladung des Ausgangskondensators
Das weitere Schaltelement
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, in aufeinander folgenden Takt-Phasen T unabhängige variable Stromamplituden I zu generieren und durch Steuerung der Schaltelemente S die entsprechenden LED-Anordnungen
Es ist ferner denkbar, das Steuerverfahren bzw. das Steuerprogramm derart anzupassen, dass die Takt-Phasen T ausgesetzt werden, so lange nur eine Lichtfunktion (z.B. Tagfahrlicht) aktiv ist, d.h. so lange nur eine oder mehrere LED-Anordnungen
Außerdem ist es denkbar, das Steuerverfahren bzw. das Steuerprogramm derart anzupassen, dass innerhalb einer oder mehrerer Takt-Phasen T eine Dimmung der Helligkeit des von der aktuell angesteuerten LED-Anordnung
Dadurch kann der von der Stromquelle
In der Beleuchtungseinrichtung
Die maximale Strom-Amplitude in einer bestimmten Takt-Phase T für die aktuell angesteuerte LED-Anordnung
- - den elektrischen Eigenschaften der Halbleiterlichtquellen
6 der LED-Anordnung 2 , - - der Anzahl der Halbleiterlichtquellen
6 in der LED-Anordnung 2 , - - der Schaltung (seriell und/oder parallel)
der Halbleiterlichtquellen 6 der LED-Anordnung 2 , und/oder - - den Helligkeitsanforderungen an das von der LED-
Anordnung 2 ausgesandte Licht, und/oder - - von der Takt-Phase T.
- - the electrical properties of the semiconductor light sources
6th theLED arrangement 2 , - - the number of semiconductor light sources
6th in theLED arrangement 2 , - - the circuit (serial and / or parallel) of the semiconductor light sources
6th theLED arrangement 2 , and or - - the brightness requirements for the
LED arrangement 2 emitted light, and / or - - from the clock phase T.
In der nachfolgenden Tabelle sind beispielhaft einige möglichen Licht-Profile wiedergegeben, welche entsprechende Ansteuerung der Stromquelle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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