ES2297747T3 - Procedimiento para el mando mediante modulacion por ancho de pulsos de una fuente de luz electrica. - Google Patents

Procedimiento para el mando mediante modulacion por ancho de pulsos de una fuente de luz electrica. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para el mando de una fuente de luz eléctrica mediante modulación por ancho de pulsos de una tensión de alimentación, midiéndose la tensión de alimentación (Ubatt) o una magnitud dependiente de ella (I_LED, P_LED) y ajustándose en dependencia de ella el ancho de pulso caracterizado porque la tensión de alimentación (Ubatt) o la magnitud dependiente de ella (I_LED, P_LED) se capta al menos dos veces durante el pulso, adaptándose el ancho de pulso (T(n), T(n+1)) del pulso actual o de uno posterior en dependencia de las valores obtenidos para la tensión de alimentación (Ubatt) o la magnitud dependiente de ella (I_LED, P_LED), captándose durante el pulso valores de medida de la tensión de alimentación (Ubatt) o de la magnitud dependiente de ella (I_LED, P_LED), obteniendo entonces de todos los valores de medida de este pulso un valor global (A(n)) y comparando este con un valor predeterminado (Asoll) de modo que se finalice el pulso en caso de alcanzarse el valor predeterminado (Asoll).

Description

Procedimiento para el mando mediante modulación por ancho de pulsos de una fuente de luz eléctrica.
La invención se refiere a un procedimiento para el mando mediante modulación por ancho de pulsos de una fuente de luz eléctrica. La iluminación exterior en vehículos de motor se realiza, de acuerdo con el estado actual de la técnica, mediante lámparas de incandescencia, lámparas de descarga o diodos emisores de luz (Light Emitting Diode = LED). En el caso de la modulación por ancho de pulsos, una tensión de alimentación se transfiere a la fuente de luz a través de un dispositivo de conmutación, normalmente un MOSFET de potencia, midiéndose la tensión de alimentación, o una magnitud dependiente de ella, como, p. ej., la corriente o la potencia eléctrica, y ajustándose en dependencia de ella el ancho de pulso.
Al contrario que las lámparas de incandescencia o de descarga, que son muy lentas, los LEDs tienen un tiempo de reacción muy corto, lo que, por un lado, influye de manera favorable sobre la efectividad de la señal, p. ej. como luz de freno, y, por otro lado, lleva rápidamente a las correspondientes modulaciones visibles en la intensidad luminosa en caso de fluctuaciones de la tensión de alimentación. Precisamente, en el caso de aplicaciones para vehículos de motor, la intensidad luminosa debe mantener la mayor constancia posible, sin embargo, debido a la reducida tensión de alimentación y a las grandes variaciones de carga, en las redes de a bordo de los vehículos de motor se presentan en parte considerables fluctuaciones de tensión en los dispositivos luminosos.
Para evitar esto, es conocida DE-A1-198 04 539 A1, que consiste en un conmutador para la estabilización de la tensión en una lámpara, en especial para lámparas de faros de un vehículo de motor. La característica más importante de esta invención es que en el circuito eléctrico de la lámpara se ha incluido un interruptor adicional, gobernable mediante un conmutador de mando, que, cuando la tensión de alimentación es inferior a la tensión nominal de alumbrado prevista de la lámpara, mantiene conectado el mando del interruptor de tal modo que la lámpara es alimentada de manera continua con la tensión de alimentación "demasiado reducida" y que, cuando la tensión de alimentación es superior a la tensión nominal de alumbrado prevista de la lámpara, el conmutador de mando desconecta periódicamente el interruptor temporizador con una relación entre el tiempo de conexión y la duración del periodo que es igual al cuadrado del cociente entre la tensión nominal de alumbrado y la tensión de alimentación existente.
En DE-A1-197 34 107 A1 se da a conocer un reductor para lámparas bien conocido (con tensión alterna de red).
De DE-A1-101 22 409 se conoce un conmutador para la estabilización de la tensión en una lámpara, en especial para lámparas de faros de un vehículo de motor. La característica más importante de esta invención es que en el circuito eléctrico de la lámpara se ha incluido un interruptor adicional, gobernable mediante un conmutador de mando, que, cuando la tensión de alimentación es inferior a la tensión nominal de alumbrado prevista de la lámpara, mantiene conectado el mando del interruptor de tal modo que la lámpara es alimentada de manera continua con la tensión de alimentación "demasiado reducida" y que, cuando la tensión de alimentación es superior a la tensión nominal de alumbrado prevista de la lámpara, el conmutador de mando desconecta periódicamente el interruptor temporizador con una relación entre el tiempo de conexión y la duración del periodo que es igual al cuadrado del cociente entre la tensión nominal de alumbrado y la tensión de alimentación existente.
En DE-A1-101 15 759 A1 se muestra un conmutador similar al de DE-A1-101 22 409: por lo demás, en esta invención se almacenan valores característicos en una tabla look-up en el aparato de mando.
De DE-A1 -101 05 903 se conoce otro dispositivo para el mando de una instalación de iluminación en un vehículo de motor, realizándose el mando a través de una modulación por ancho de pulsos.
La tarea de la invención consiste, por tanto, en presentar un procedimiento adecuado parea el mando de dispositivos de iluminación, en especial de diodos emisores de luz. Esta invención se resuelve mediante las características de las reivindicaciones principales. Desarrollos ventajosos se pueden deducir de las subreivindicaciones.
La invención describe un procedimiento en el que mediante el mando con las frecuencias de PWM habituales se mantiene constante la luminosidad de los faros en todas las distintas situaciones de la red de a bordo. Para ello, la tensión de alimentación se capta al menos dos veces durante el pulso, adaptándose el ancho de pulso del pulso actual o de uno posterior en dependencia de las valores obtenidos. De modo alternativo, en lugar de la tensión de alimentación también puede medirse una magnitud dependiente de ella, por ejemplo la corriente o la potencia eléctrica como producto de la corriente eléctrica y la tensión medidas, y utilizarse para ajustar el ancho de pulso.
Esto puede ocurrir preferiblemente captando durante el pulso valores de medida de la tensión de alimentación o de la magnitud proporcional a la misma, obteniendo entonces de todos los valores de medida de este pulso un valor global y comparando este con un valor predeterminado de modo que se finalice el pulso en caso de alcanzarse el valor predeterminado.
Como alternativa a esto, en especial en caso de un ancho de pulso ininterrumpible en un pulso marco, también se puede pensar en determinar un solo valor global sobre la base de todos los valores de medida de un pulso. El valor global se corresponde de este modo con el área bajo los valores medidos o bien dependientes, obtenidos de estos. A continuación se determina la desviación entre valor predeterminado y valor global obtenido y se ajusta el ancho de pulso de los siguientes pulsos en función de la desviación entre valor predeterminado y valor global obtenido. De modo que la desviación se compensa en el respectivo pulso subsiguiente o, expresado de otra manera, el ancho de pulso actual se determina respectivamente en función del valor predeterminado y del pulso anterior. El valor predeterminado se corresponde por tanto con un área que resultaría de una tensión de alimentación constante y de un ancho de pulso prefijado. De modo que la desviación puede determinarse como una diferencia de áreas mediante resta simple y utilizarse como valor de corrección para el siguiente pulso.
Si se intenta representar una dependencia funcional del ancho de pulso de la tensión de alimentación actual y de la desviación de la corriente media o de la luminosidad de pulsos anteriores, esto resulta extremadamente difícil y solo es posible hacerlo con la suficiente exactitud con un polinomio de al menos 5º orden, lo que es apenas practicable para un mando automático. Una variante especialmente favorecida del procedimiento consiste en no calcular esta dependencia compleja pero constante en lo que toca a la fuente de luz, sino en almacenarla en una curva característica, que, para una conexión permanente, esto es un duty cycle de 100%, da el respectivo valor global como valor característico 100%. El valor característico 100% se corresponde por tanto con la respectiva área bajo un pulso con el ancho de pulso marco, esto es con 100% PWM. Del cociente del valor predeterminado corregido por la desviación del pulso anterior y el valor característico 100% se puede deducir directamente del modo más simple el duty cycle necesario y con ello el ancho de pulso. De este modo se reduce de manera considerable el esfuerzo numérico para un mando de tal naturaleza.
A continuación se describirá la invención sobre la base de ejemplos de ejecución y utilizando como referencia los diagramas.
Para ello, en un desarrollo especialmente preferido, se predetermina para la fuente de luz una curva característica de la luminosidad en dependencia de la tensión de alimentación o de la magnitud dependiente de ella, y de la tensión de alimentación medida o de la magnitud dependiente se obtiene un valor de luminosidad efectivo que se totaliza a través del ancho de pulso y se compara con un valor de luminosidad predeterminado, regulándose el ancho de pulso en dependencia de ello. Por tanto, en primer lugar deberá aclararse este punto.
La curva característica de luminosidad de un LED puede obtenerse de la hoja de datos o bien medirse y de ella interpolarse una función (p. ej., una polinómica de 5º orden).
El diagrama 1 muestra el desarrollo típico de una curva característica de un LED eléctrico y el polinomio correspondiente:
1
siendo a, b; c, d, e, f = coeficientes del polinomio linear de 5º orden U_LED = f (I_LED)
El diagrama 2 muestra un circuito eléctrico equivalente de la configuración. Utilizando este modelo eléctrico y el modelo de los LEDs de (Ec. 1) pueden calcularse de modo iterativo todos los parámetros eléctricos de cada uno de los puntos de funcionamiento:
2
donde
n = número de LEDs conectados en serie
m = número de circuitos LED paralelos
Solo es posible alcanzar una elevada estabilidad de la luminosidad de los LEDs cuando la característica de la luminosidad se ha descrito también matemáticamente y se ha integrado en el modelo. Para ello es necesaria la función de la cantidad de luz en dependencia de una variable activa.
La cantidad de luz que suministra el LED puede medirse, p. ej., con la configuración del diagrama 3:
Para lo que se aplica la corriente en el LED y se mide en el LED la correspondiente tensión para cada punto de funcionamiento. La luz que suministra el LED se capta mediante el acoplamiento óptico de un fotodiodo y se convierte en una tensión proporcional mediante un amplificador no inversor. De modo que la tensión de salida del amplificador es proporcional a la cantidad de luz que suministra el LED.
Siendo ventajoso calibrar mediante la corriente la cantidad de luz suministrada, pero no estrictamente necesario, pues el punto de funcionamiento del LED también puede determinarse también de otro modo; p. ej., mediante los valores medios de la corriente.
El diagrama 4 muestra una magnitud proporcional a la cantidad de luz suministrada, en función de la corriente en el LED.
La luz suministrada por el LED puede describirse mediante un polinomio de orden n (p. ej. n=2).
3
donde g, h, i, = coeficientes del polinomio lineal de 2 orden intensidad luminosa = f (I_LED)
Combinando el modelo eléctrico (Ec.1, Ec. 2) con el modelo físico del LED (Ec. 3), puede determinarse de nuevo por iteración la característica de mando de la PWM del LED en dependencia de la tensión de alimentación Ubatt.
El diagrama 5 muestra un ejemplo de esta curva característica para dos SMD-LEDs conectados en serie con un resistor protector de 220 Ohm. Para lo que el duty cycle, esto es el ancho de pulso de un pulso PWM en relación con el ancho de pulso marco, es regulado de tal forma que la cantidad de luz de LED efectiva calculada permanece
constante.
4
donde j, k, l = coeficientes del polinomio; cantidad de luz = f(Ubatt),
Dado que, de manera bastante exacta, el rendimiento luminoso es proporcional al valor medio de la corriente en el LED, el duty cyle puede calcularse de modo alternativo partiendo del valor medio de la corriente.
5
donde k, l = coeficientes del polinomio; I_LED_avg = f(Ubatt)
Pero el diagrama 6 muestra que, en el caso de la pura regulación de corriente, la cantidad de luz no es 100% constante, esto es, que según el tipo de LED varía con la tensión de alimentación. También se podría pensar en un mando de la potencia eléctrica en la matriz LED, pero también en este caso la cantidad de luz del LED varía con la tensión de alimentación. Mediante la derivación de un valor de luminosidad utilizando la curva característica y adaptando la PWM en dependencia de un correspondiente valor de luminosidad prefijado, esto puede calcularse con bastante exactitud.
Por tanto, junto a la regulación de la corriente, puede pensarse también en la regulación de la potencia o también en una regulación de la luminosidad.
Para realizar un correspondiente mando PWM se recurre ahora de modo preferente a un muestreo digital de la tensión de alimentación Ubatt mediante un microprocesador con un múltiplo de la frecuencia de conexión, realizándose el mando del conmutador de potencia mediante modulación por ancho de pulsos. Dado que precisamente en el automóvil la tensión de la red de a bordo tampoco permanece constante a corto plazo, esto puede llevar a un modificación visible en la luminosidad, en especial cuando la modificación en la tensión se presenta dentro de un pulso.
Esto puede corregirse, preferentemente y en dependencia de la característica de mando (área de corriente, potencia o corriente de luz - tiempo, en adelante llamada de modo simplificado área de pulso), mediante distintos procedimientos:
1.
En cada ciclo de conexión se determina de modo continuo el área actual mediante totalización y en el siguiente pulso respectivo se tiene en cuenta un correspondiente valor de corrección. Este procedimiento es especialmente adecuado cuando se utilizan controladores \mu con temporizadores digitales. Para lo que debe fijarse el ancho de pulso ya antes de iniciarse el ciclo de conexión. Además, un factor bajo de oversampling solo tiene influencia sobre el valor de corrección a entregar al siguiente pulso, pero no a la resolución del PWM.
2.
El área del pulso actual se determina de modo continuo mediante totalización y el pulso se finaliza cuando se alcanza el valor teórico. Este procedimiento es especialmente adecuado en caso de tasas de oversampling muy elevadas y con ello una alta resolución de la modulación por ancho de pulsos resultante.
\newpage
Ejemplo para el procedimiento 1
Partiendo de la luminosidad prefijada y específica de la aplicación y de la frecuencia de mando, se calcula un área de pulso (A_{Soll}) que debe alcanzarse como media por periodo (T). Además, inmediatamente antes de iniciarse el ciclo PWM, se determina la magnitud a ajustar, p. ej. la tensión de alimentación. De la curva característica resulta entonces el valor característico 100%, p. ej. en relación con la luminosidad \Phi_{100%}.
Mediante la utilización de la (Ec. 4) se calcula la duración de pulso T_{n}
6
Durante cada periodo n, se determina el área de pulso efectiva (A_{n} _{ist}) mediante muestro digital múltiple (oversampling) y totalización de las áreas, obteniéndose a partir de ahí la relación de conexión y con ello el área de pulso según la (Ec. 4). Debe advertirse en relación con esto que o bien se determina el correspondiente tamaño del área sobre la base de los valores de medida obtenidos y utilizando una curva característica, esto es, asignando y totalizando, teniendo en cuenta la frecuencia de muestreo, a cada valor de medida de la tensión de alimentación la contribución a la luminosidad o a la corriente media o la potencia media, o bien, en caso de despreciarse la dependencia no perfectamente lineal, totalizando directamente los valores de medida, p. ej., los valores de tensión obtenidos del muestreo digital, y transformando entonces esta suma en un valor total que no sea contradictorio en cuanto a la unidad física con el valor prefijado. Si se utiliza como unidad física un valor de luminosidad, una potencia eléctrica media o la corriente media en el LED, es algo que no tiene ninguna importancia en lo que toca a la derivación del área de corrección y a la determinación del ancho del siguiente pulso que se incluye a continuación.
La respectiva diferencia (\DeltaA_{n}) entre valor real y valor teórico se calcula para el pulso n (donde n>1) del siguiente modo:
7
Siendo Asoll el valor prefijado, en principio, constante, p. ej., la luminosidad media, la corriente media o la potencia eléctrica y \DeltaA_{n-1} el valor de corrección obtenido del pulso anterior.
En el pulso siguiente n+l, ha de sustraerse respectivamente esta diferencia (Ec. 6) del valor teórico del pulso actual.
La duración de pulso T_{n+1} para los respectivos pulsos posteriores resulta por tanto de
8
El muestreo digital de la variable activa Ubatt se lleva a cabo de manera práctica con un múltiplo entero de la frecuencia PWM, si bien la resolución del muestreo digital determina la exactitud de la corrección.
Evidentemente, en lugar de la potencia eléctrica como variable activa, también puede utilizarse la tensión de alimentación.
Los diagramas 8a y 8b muestran evoluciones típicas de las correcciones con este procedimiento. Al iniciarse el pulso n, partiendo respectivamente del valor de medida actual de la variable activa, en este caso la tensión de alimentación, se prefija la duración de pulso T(n) o bien el duty cycle.
La variable activa se capta a continuación de nuevo de modo cíclico durante el pulso, derivándose y totalizándose los correspondientes valores de luminosidad con ayuda de la curva característica. Si se puede prescindir de la curva característica de luminosidad, por supuesto que también puede totalizarse directamente como área la variable activa, esto es, la propia tensión de alimentación, la corriente o la potencia eléctrica. Si la tensión de alimentación oscila dentro de este pulso n, en este caso en el momento t0, se produce en este ejemplo una desviación positiva de la luminosidad total, que en el diagrama 8a se ha resaltado con rayas oblicuas en el área A(n).
Si la duración de pulso en el microcontrolador permanece constante durante un pulso, no puede reaccionarse inmediatamente a esta desviación. Pero esto no es tan importante, pues en la configuración preferida se considerará esta desviación en el siguiente pulso n+l y la duración de pulso T(n+l) se adaptará en consecuencia, en este caso se reducirá, como se indica de nuevo mediante las correspondientes rayas oblicuas. El valor medio de ambas áreas, esto es, (A(n))+A(n+1)/2 se corresponde de nuevo con el valor prefijado, siempre que la tensión no vuelva a oscilar. De producirse de nuevo una desviación se actuará para corregirla en el siguiente pulso respectivo. La especial ventaja consiste, por tanto en que la adaptación del ancho de pulso se realiza mediante una adición sencilla (con signo antepuesto), esto es, una prolongación o acortamiento del siguiente pulso.
Este procedimiento es claramente reconocible en caso de una oscilación de corta duración de la tensión de alimentación dentro de un pulso, tal y como se esquematiza en el diagrama 8b. Los mandos habituales no reaccionan en absoluto ante tales desviaciones, de nuevo marcadas mediante rayas oblicuas. Sin embargo, en el procedimiento que se presenta aquí, mediante el muestreo digital cíclico de la variable activa, esta desviación se capta, ajustándose en consecuencia la longitud del siguiente pulso, esto es, el área será más pequeña que el área que corresponde en este momento de acuerdo con la tensión de alimentación Ubatt en el equivalente al área marcada con rayas oblicuas, de lo que resulta de nueva la correspondiente duración de pulso T(n+1).
La ventaja de este procedimiento es que la frecuencia del muestreo digital de la variable activa puede ser inferior a la anchura de paso de la PWM, siempre que la frecuencia de oscilación y la intensidad de oscilación de la variable activa sea relativamente baja y de, este modo, el error relativo en la determinación de la desviación, esto es, el error en la determinación del tamaño del área marcada con rayas oblicuas sea despreciable.
Procedimiento 2
Partiendo de la luminosidad prefijada y de la frecuencia de mando, se calcula un área de pulso (A_{soll}) que debe alcanzarse como media por periodo (T). Además, inmediatamente antes de iniciarse el ciclo PWM, se determina la magnitud a ajustar (A_{n}) según la (Ec. 5). Durante cada periodo n se determina el área de pulso efectiva (A_{n} _{ist}) mediante muestreo digital y totalización de las áreas, terminándose inmediatamente el pulso cuando se alcanza el valor teórico del pulso.
Mediante estos dos sencillos mecanismo des corrección, la luminosidad media de los LEDs también se mantiene constante en caso de cambios rápidos de la variable activa, la desviación a corto plazo del valor medio no es detectada por el ojo humano.
El diagrama 7 muestra un esquema de este procedimiento de terminación automática del pulso en dependencia del área totalizada. Para los dos pulsos consecutivos Pn y P(n+1) así como para los siguientes pulsos se ha prefijado un ancho de pulso marco T. Al inicio de cada pulso, la variable activa, p. ej., en este caso la tensión de alimentación Ubatt, es sometida a un muestreo digital con una frecuencia de muestreo digital o bien se le asigna un valor de luminosidad a través de la curva característica de luminosidad y se totalizan estos valores de luminosidad.
Naturalmente, este procedimiento puede aplicarse a su vez directamente a la tensión de alimentación o a una magnitud dependiente de la misma en la que se totaliza la propia tensión de alimentación.
Esto se muestra en el esquema mediante la superficie marcada con rayas oblicuas A(n). Si el área A(n) alcanza un valor prefijado Asoll, se termina el pulso en el momento T(n) y se inicia el siguiente pulso (n+1) una vez transcurrido el ancho de pulso marco T. Pero dado que la tensión de alimentación ha bajado entre tanto, las contribuciones de área por punto de muestreo digital son ahora más pequeñas. En consecuencia, el pulso (n+1) tiene una mayor duración hasta que el valor de su área vuelve a corresponderse con el valor prefijado y se termina el segundo pulso. Ambos valores de área A(n) así como A(n+1) se corresponden con la correspondiente aproximación con el valor prefijado Asoll. De modo que es claramente reconocible que la frecuencia de muestreo digital de la variable activa, en este caso la tensión de alimentación, determina de manera directa la resolución posible de la PWM.
Las oscilaciones de la tensión de alimentación dentro de un pulso, tal y como se muestran en el esquema del diagrama 8, pueden modularse también directamente y adaptarse en consecuencia la duración del pulso.
Estos procedimientos permiten el mando de módulos LED mediante simples resistores protectores. Mediante la correcta ejecución del procedimiento de mando, pueden regularse también oscilaciones dinámicas de la tensión de a bordo sin una modulación visible de la intensidad luminosa.
La invención se basa sobre el hecho de que el mando de los módulos de LEDs tiene lugar por regla general a través de una salida con modulación de ancho por pulsos. Si este mando PWM puede realizarse de tal modo que la luminosidad de los faros permanezca constante ante todas las oscilaciones de la tensión de a abordo, el regulador de la corriente en el faro (módulo LED) podrá ser sustituido por sencillos resistores protectores. La electrónica en el faro deja de ser necesaria, de modo que este puede fabricarse a un coste considerablemente más reducido. Una frecuencia de conmutación adecuada pare el mando de LEDs se sitúa en caso ideal en el intervalo superior a 1 kHz. Y ha de ser como mínimo tan elevada que todas las oscilaciones de la red puedan ser moduladas por el mando sin que esto sea percibido por el ojo humano.

Claims (5)

1. Procedimiento para el mando de una fuente de luz eléctrica mediante modulación por ancho de pulsos de una tensión de alimentación, midiéndose la tensión de alimentación (Ubatt) o una magnitud dependiente de ella (I_LED, P_LED) y ajustándose en dependencia de ella el ancho de pulso
caracterizado porque
la tensión de alimentación (Ubatt) o la magnitud dependiente de ella (I_LED, P_LED) se capta al menos dos veces durante el pulso, adaptándose el ancho de pulso (T(n), T(n+1)) del pulso actual o de uno posterior en dependencia de las valores obtenidos para la tensión de alimentación (Ubatt) o la magnitud dependiente de ella (I_LED, P_LED), captándose durante el pulso valores de medida de la tensión de alimentación (Ubatt) o de la magnitud dependiente de ella (I_LED, P_LED), obteniendo entonces de todos los valores de medida de este pulso un valor global (A(n)) y comparando este con un valor predeterminado (Asoll) de modo que se finalice el pulso en caso de alcanzarse el valor predeterminado (Asoll).
2. Procedimiento para el mando de una fuente de luz eléctrica mediante modulación por ancho de pulsos de una tensión de alimentación, midiéndose la tensión de alimentación (Ubatt) o una magnitud dependiente de ella (I_LED, P_LED) y ajustándose en dependencia de ella el ancho de pulso
caracterizado porque
la tensión de alimentación (Ubatt) o la magnitud dependiente de ella (I_LED, P_LED) se capta al menos dos veces durante el pulso, adaptándose el ancho de pulso (T(n), T(n+1)) del pulso actual o de uno posterior en dependencia de las valores obtenidos para la tensión de alimentación (Ubatt) o la magnitud dependiente de ella (I_LED, P_LED), captándose durante un pulso (n) valores de medida de la tensión de alimentación (Ubatt) o de la magnitud dependiente de ella (I_LED, P_LED), obteniendo entonces de todos los valores de medida de este pulso un valor global (A(n)) y comparando este con un valor predeterminado (Asoll) y ajustando el ancho de pulso (T(n+1)) de los siguientes pulsos en función de la desviación entre valor predeterminado y valor global (A(n)) obtenido, estando prefijada una curva característica de la que, en dependencia de la tensión de alimentación o de la magnitud dependiente de ella, resulta respectivamente un valor característico 100% para un pulso con conexión permanente de la tensión de alimentación (PWM =100%), y se determina para cada pulso, inmediatamente antes o en el momento de su inicio, la tensión de alimentación actual o la magnitud dependiente de ella y se determina de la curva característica el correspondiente valor característico 100%.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque
del valor predeterminado (Asoll) y de la desviación del pulso anterior (A(n)- Asoll), se obtiene un valor predeterminado corregido para el siguiente pulso y del cociente entre el valor predeterminado corregido y el valor característico 100% se deriva la duración de pulso del pulso actual.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 2 ó 3,
caracterizado porque
se predetermina para la fuente de luz una curva característica de la luminosidad en dependencia de la tensión de alimentación o de la magnitud dependiente de ella,
de la tensión de alimentación medida o de la magnitud dependiente se obtiene un valor de luminosidad efectivo que se totaliza a través del ancho de pulso y se compara con un valor de luminosidad predeterminado, regulándose el ancho de pulso en dependencia de ello.
5. Utilización de un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores para el mando de al menos un diodo emisor de luz (LED).
ES05771464T 2004-09-01 2005-07-14 Procedimiento para el mando mediante modulacion por ancho de pulsos de una fuente de luz electrica. Active ES2297747T3 (es)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2306616B1 (es) 2008-02-12 2009-07-24 Fundacion Cidaut Procedimiento de determinacion de la luminancia de señales de trafico y dispositivo para su realizacion.
JP5461528B2 (ja) 2008-05-06 2014-04-02 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 電源をランプに結合する装置
DE102009025346A1 (de) * 2009-06-18 2010-12-23 Volkswagen Ag Verfahren zum Einstellen mehrerer Beleuchtungsvorrichtungen eines Fahrzeugs und Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug
DE102009035748A1 (de) * 2009-08-01 2011-02-03 Volkswagen Ag Verfahren zur Regelung einer Spannung für ein Fahrzeug, entsprechend ausgestaltete Spannungsregelungsanordnung und Fahrzeug
DE102011004810A1 (de) * 2011-02-28 2012-08-30 Osram Ag Verfahren zur digitalen Steuerung eines Spannungswandlers mittels einer in der Frequenz verstellbaren Pulsweitenmodulation
DE102014203832B4 (de) * 2014-03-03 2020-12-17 Conti Temic Microelectronic Gmbh PWM-Ansteuerverfahren zur Beeinflussung der Helligkeit wenigstens eines Leuchtkörpers eines Kraftfahrzeuges
ITUB20159597A1 (it) 2015-12-23 2017-06-23 St Microelectronics Srl Dispositivo integrato e metodo di pilotaggio di carichi di illuminazione con compensazione di luminosita'
JP6924559B2 (ja) * 2016-05-25 2021-08-25 スタンレー電気株式会社 発光ダイオード装置
EP3426007B1 (de) * 2017-07-07 2022-12-28 Burkhard Herbach Kfz-beleuchtungseinrichtung mit leistungssteuerung

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5859506A (en) * 1996-02-26 1999-01-12 Lemke; Guido High-efficiency incandescent lamp power controller
JPH1078765A (ja) * 1996-09-04 1998-03-24 Sony Corp Led駆動回路
JPH10111487A (ja) * 1996-10-07 1998-04-28 Yokogawa Electric Corp Lcdバックライト駆動回路
DE19734107A1 (de) * 1997-08-07 1999-02-11 Abb Patent Gmbh Dimmer
DE19804539A1 (de) * 1998-02-05 1999-08-19 Bosch Gmbh Robert Schaltung zur Stabilisierung der Spannung an einer Lampe, insbesondere für Scheinwerferlampen eines Kraftfahrzeuges
JP2000004048A (ja) * 1998-06-15 2000-01-07 Tohoku Ricoh Co Ltd 発光素子の電池駆動回路
JP3878793B2 (ja) * 1999-09-10 2007-02-07 株式会社小糸製作所 車輌用放電灯装置
JP2001308973A (ja) * 2000-04-19 2001-11-02 Kenwood Corp 発光素子の点灯消灯制御回路
DE10115759B4 (de) * 2000-08-26 2016-01-21 Volkswagen Ag Beleuchtungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug
JP3529718B2 (ja) * 2000-10-03 2004-05-24 ローム株式会社 携帯形電話機の発光装置およびその駆動ic
DE10105903A1 (de) * 2001-02-09 2002-08-14 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Ansteuerung einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs
DE10122409A1 (de) * 2001-05-09 2002-11-21 Hella Kg Hueck & Co Verfahren und Schaltung zur Regelung einer elektrischen Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs
US6596977B2 (en) * 2001-10-05 2003-07-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Average light sensing for PWM control of RGB LED based white light luminaries
US20030206163A1 (en) * 2001-12-31 2003-11-06 Yew-Peng Kee LCD with photo-detecting capability and control method thereof
JP4116327B2 (ja) * 2002-05-21 2008-07-09 株式会社オートネットワーク技術研究所 ランプ点灯回路及びランプ点灯方法
DE10226793A1 (de) * 2002-06-15 2004-01-08 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Spannungsversorgungsschaltung für KFZ-Lampen
JP4007097B2 (ja) * 2002-06-28 2007-11-14 松下電工株式会社 照明装置
TW588563B (en) * 2002-07-01 2004-05-21 Chuntex Electronic Co Ltd Brightness adjustment method and device of liquid crystal display
US7288924B2 (en) * 2004-07-16 2007-10-30 Cellex Power Products, Inc. Digital input current control for switch mode power supplies
DE102004042675A1 (de) * 2004-09-01 2006-03-02 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zur Ansteuerung einer elektrischen Lichtquelle durch Pulsweitenmodulation

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