DE102015204526A1

DE102015204526A1 - Fahrzeuglampe und Fahrzeuglampenansteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102015204526A1
Application number: DE102015204526.9A
Authority: DE
Inventors: c/o Koito Manufacturing Co. Ito Masayasu; c/o Koito Manufacturing Co. Muramatsu Takao; c/o Koito Manufacturing Co. L Yanagidu Syouhei
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2015-09-17
Also published as: FR3018659B1; FR3018659A1; CN104918359B; US9386646B2; CN104918359A; US20150264754A1

Abstract

Es ist eine Ansteuervorrichtung vorgesehen, die zusammen mit einer Lichtquelle verwendet wird, die eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtemittiereinheiten umfasst, um eine Fahrzeuglampe auszubilden. Die Ansteuervorrichtung umfasst eine Stromquelle, die ausgebildet ist, der Lichtquelle einen Ansteuerstrom zuzuführen, und N Bypassschaltungen, die jeweils parallel zu den N Lichtemittiereinheiten vorgesehen sind. Jede der Bypassschaltungen umfasst einen Bypasstransistor, der parallel zu einer entsprechenden Lichtemittiereinheit vorgesehen ist, einen Rückkopplungskondensator, der zwischen einem Gate und einem Drain des Bypasstransistors vorgesehen ist, und eine Gatesteuerschaltung, die ausgebildet ist, gemäß einem Steuersignal eine Ansteuerspannung zwischen dem Gate und einer Source des Bypasstransistors zu liefern.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der japanischen Patentanmeldungen mit den Nummern 2014-052540 und 2014-052541 in Anspruch, die beide am 14. März 2014 eingereicht wurden, und deren Inhalt durch Bezugnahme hierin umfasst wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine für ein Automobil oder dergleichen verwendete Fahrzeuglampe.
HINTERGRUND
Im Allgemeinen kann eine Fahrzeuglampe zwischen einem Abblendlicht und einem Fernlicht wechseln. Das Abblendlicht ist zum Beleuchten eines Nahbereichs mit einer vorbestimmten Beleuchtungsintensität, und es bestehen Regelungen bezüglich der Lichtverteilung, um somit kein Blendlicht zu entgegenkommenden oder vorausfahrenden Fahrzeugen auszusenden. Das Abblendlicht wird hauptsächlich benutzt, wenn das Fahrzeug in einem urbanen Bereich fährt. Demgegenüber ist das Fernlicht zur Beleuchtung eines vorderen breiten Bereichs und eines entfernten Bereichs mit einer vergleichsweise hohen Beleuchtungsintensität. Das Fernlicht wird hauptsächlich verwendet, wenn das Fahrzeug auf einer Straße fährt, auf der es wenig entgegenkommende und vorausfahrende Fahrzeuge gibt. Das heißt, dass, obwohl bezüglich der Sichtverhältnisse für Fahrer das Fernlicht dem Abblendlicht überlegen ist, weist das Fernlicht ein Problem dahingehend auf, dass das Fernlicht Fußgänger oder Fahrer von davor befindlichen Fahrzeugen blendet.
In letzter Zeit wurde eine adaptive Fahrlichttechnologie (adaptive driving beam, ADB) vorgeschlagen, um dynamisch und adaptiv das Lichtverteilungsmuster eines Fernlichtes basierend auf der umgebenden Situation des Fahrzeugs zu steuern. Die ADB-Technologie ist dazu da, um zu detektieren, ob sich davor ein vorausfahrendes Fahrzeug, ein entgegenkommendes Fahrzeug oder ein Fußgänger befindet, und um das zu diesen Fahrzeugen und Fußgängern ausgesandte Blendlicht zu unterdrücken, beispielsweise durch Reduzieren des Lichtes, das in Bereiche ausgestrahlt werden soll, die den Fahrzeugen und Fußgängern entsprechen.
Eine Fahrzeuglampe mit einer ADB-Funktion wird beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Fahrzeuglampe mit einer ADB-Funktion gemäß einer Vergleichstechnik zeigt. Es wird angemerkt, dass die Vergleichstechnik nicht als Stand der Technik angesehen werden sollte.
Eine Fahrzeuglampe 1r umfasst eine Lichtquelle 10 und eine Ansteuervorrichtung 20r. Bei einem ADB wird ein Fernlicht-Bestrahlungsbereich in N Unterbereiche aufgeteilt (wobei N eine natürliche Zahl ist). Die Lichtquelle 10 umfasst eine Mehrzahl von Lichtemittiereinheiten 12_1 bis 12_N, die jeweils den N Unterbereichen zugeordnet sind. Jede Lichtemittiereinheit 12 umfasst eine Halbleitervorrichtung, wie etwa eine Leuchtdiode (LED) oder eine Laserdiode (LD), und ist so angeordnet, dass sie einen entsprechenden Unterbereich bestrahlt. Jede Lichtemittiereinheit 12 kann eine einzelne Vorrichtung sein, oder kann eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Vorrichtungen umfassen.
Die Ansteuervorrichtung 20r steuert die Mehrzahl von Lichtemittiereinheiten 12_1 bis 12_N derart an, dass die jeweiligen Lichtemittiereinheiten ein- oder ausgeschaltet werden, wodurch sie die Lichtverteilung eines Fernlichts verändert. Alternativ führt die Ansteuervorrichtung 20r eine Pulsbreitenmodulationssteuerung (pulse width modulation, PWM) an den Lichtemittiereinheiten 12 bei hoher Frequenz durch, wodurch sie die effektive Leuchtdichte einstellt.
Die Ansteuervorrichtung 20r umfasst eine Stromquelle 30, eine Mehrzahl von Bypassschaltungen 40_1 bis 40_N und einen Controller 50. Die Stromquelle 30 empfängt eine Batteriespannung V_BAT (auch als Eingangsspannung V_IN bezeichnet) von einer Batterie 2 durch einen Schalter 4 und stabilisiert einen Ansteuerstrom I_DRV, der in der Lichtquelle 10 fließen soll, bei einem Zielwert.
Die Mehrzahl von Bypassschaltungen 40_1 bis 40_N sind jeweils der Mehrzahl von Lichtemittiereinheiten 12_1 bis 12_N zugeordnet. Jede Bypassschaltung 40 ist ausgebildet, zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand schaltbar zu sein. Wenn eine i-te Bypassschaltung 40_i den EIN-Zustand annimmt, fließt der Ansteuerstrom I_DRV in der Bypassschaltung 40_i, und nicht in der Lichtemittiereinheit 12_i, wodurch die Lichtemittiereinheit 12_i ausgeschaltet wird. Wenn demgegenüber eine i-te Bypassschaltung 40_i den AUS-Zustand annimmt, fließt der Ansteuerstrom I_DRV in der Lichtemittiereinheit 12_i, wodurch die Lichtemittiereinheit 12_i eingeschaltet wird.
Ein vorgeschalteter Prozessor 6 (beispielsweise eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit, ECU)) zum Steuern der Fahrzeuglampe 1r bestimmt Unterbereiche, die durch das Fernlicht bestrahlt werden sollen, basierend auf der Situation vor dem Fahrzeug. Dann gibt der Prozessor 6 einen Steuerbefehl an den Controller 50 der Ansteuervorrichtung 20r aus. Der Controller 50 steuert die Zustände der Bypassschaltungen 40_1 bis 40_N basierend auf dem Steuerbefehl von dem Prozessor 6. Genauer gesagt wählt der Controller 50 Lichtemittiereinheiten 12 entsprechend den zu bestrahlenden Unterbereichen aus und schaltet zu den ausgewählten Lichtemittiereinheiten 12 parallele Bypassschaltungen 40 aus, während er zu den übrigen Lichtemittiereinheiten 12 parallele Bypassschaltungen 40 einschaltet.
Wenn eine Bypassschaltung 40 plötzlich aus dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand geschaltet wird, verringert sich eine Ausgangsspannung V_OUT der Stromquelle 30. In einem Fall, in dem die Stromquelle 30 durch die Topologie eines Abwärtswandlers, eines Aufwärtswandlers, eines Sperrwandlers, eines Eintaktflusswandlers oder dergleichen konfiguriert ist, der einen Hochleistungs-Glättungskondensator aufweist, der parallel zu einer Last geschaltet werden soll, wird, wenn die Ausgangsspannung V_OUT plötzlich abfällt, in dem Glättungskondensator angesammelte elektrische Ladung freigegeben, wodurch der Ansteuerstrom I_DRV, der auf der Seite der Lichtemittiereinheit 12 fließt, überschwingt. Wenn demgegenüber eine Bypassschaltung 40 plötzlich aus dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand geschaltet wird, unterschwingt der Ansteuerstrom I_DRV. Wenn die Breite der Schwankung des Ansteuerstroms I_DRV, gefolgt vom Ein- oder Ausschalten einer Bypassschaltung 40, groß ist, wird die Zuverlässigkeit der Lichtemittiereinheit 12 beeinträchtigt, oder eine Rauschkomponente erhöht sich. Insbesondere in einem Fall, in dem eine Mehrzahl von Bypassschaltungen 40 gleichzeitig ein- oder ausgeschaltet werden, erhöht sich die Breite der Schwankung der Ausgangsspannung V_OUT, und dieses Problem macht sich stärker bemerkbar. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Technologie zum allmählichen Schalten der Bypassschaltungen 40 zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand vorgeschlagen (siehe JP-A-2008-126958 ).
ZUSAMMENFASSUNG
2 ist ein Schaltplan, der eine Bypassschaltung 40r zeigt, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung untersucht wurde. Ähnlich wie JP-A-2008-126958 umfasst die Bypassschaltung 40r einen Bypasstransistor M1, der parallel zu einer Lichtemittiereinheit 12 vorgesehen ist, und einen Tiefpassfilter (eine Integrationsschaltung) 42, der ein Steuersignal zum Befehlen des Ein- oder Ausschalten des Bypasstransistors M1 filtert und das gefilterte Steuersignal dem Gate des Bypasstransistors M1 zuführt. In der vorderen Stufe des Tiefpassfilters 42 ist eine Pegelverschiebeschaltung 44 vorgesehen.
Der Tiefpassfilter 42 ist dazu vorgesehen, die Gatespannung des Bypasstransistors M1 dazu zu bringen, sich allmählich zu verändern, wodurch der Bypasstransistor M1 allmählich zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand geschaltet wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten die Bypassschaltung 40r aus 2 einschließlich eines zwischen dem Gate und der Source des Bypasstransistors M1 vorgesehenen Parallelkondensators und erkannten dabei das folgende Phänomen.
3 ist ein Wellenformdiagramm, das den Betrieb der Fahrzeuglampe 1r, die die Bypassschaltung 40r aus 2 aufweist, zeigt.
Wenn ein Steuersignal 51 sich auf einem hohen Pegel befindet, ist ein Transistor Q1 der Pegelverschiebeschaltung 44 in einem EIN-Zustand, und eine Spannung V_GS zwischen dem Gate und der Source des Bypasstransistors M1 wird 0, wodurch der Bypasstransistor M1 abgeschaltet wird. In der Zwischenzeit wird ein Strom I_LED, der in der Lichtemittiereinheit 12 fließt, zum Ansteuerstrom I_DRV, der durch die Stromquelle 30 erzeugt wird, wodurch die Lichtemittiereinheit 12 eingeschaltet wird.
Wenn das Steuersignal S1 zum Zeitpunkt t0 auf einen niedrigen Pegel übergeht, wird der Transistor Q der Pegelverschiebeschaltung 44 eingeschaltet, und die Spannung V_GS zwischen dem Gate und der Source des Bypasstransistors M1 steigt gemäß der Zeitkonstante des Tiefpassfilters 42 an. Danach wird, wenn die Spannung V_GS zwischen dem Gate und der Source eine Schwellenspannung V_TH für eine Spannung zwischen dem Gate und der Source des MOSFETs übersteigt, der Bypasstransistor M1 eingeschaltet, wodurch der Ansteuerstrom I_DRV in den Bypasstransistor M1 gezogen wird, und der Strom I_LED, der in der Lichtemittiereinheit fließt 12, wird verringert.
Hierbei ist vor einem Zeitpunkt t1, da sich der Bypasstransistor M1 im AUS-Zustand befindet, die Spannung zwischen dem Drain und der Source des Bypasstransistors M1 gleich der Durchlassspannung Vf der Lichtemittiereinheit 12, und beträgt somit ungefähr 3 V bis 10 V. Sogar wenn die Spannung V_GS zwischen dem Gate und der Source des Bypasstransistors M1 allmählich verändert wird, kann es in diesem Zustand sein, dass es nicht möglich ist, den im Bypasstransistor M1 fließenden Strom allmählich zu verändern, und somit kann es sein, dass es nicht möglich ist, den in der Lichtemittiereinheit 12 fließenden Strom I_LED allmählich zu verändern. Um den Strom I_LED allmählicher zu verändern, kann es bei diesem Aufbau notwendig sein, die Abschneidefrequenz des Tiefpassfilters 42 niedriger einzustellen (d. h. die Zeitkonstante länger zu stellen). Jedoch wird in diesem Fall eine Verzögerungszeit τ vom Übergang des Steuersignals S1 bis zum Beginn der Veränderung des LED-Stroms I_LED länger.
Da der Glättungskondensator eine große Kapazität aufweist, kann es ferner notwendig sein, eine Einschaltzeit und eine Ausschaltzeit (hiernach allgemein als Übergangszeiten bezeichnet) auf eine beträchtliche Länge einzustellen, um einen Anstieg des Ansteuerstroms I_DRV aufgrund der Steuerung des Einschaltens oder Ausschaltens der Bypassschaltung 40 zu unterdrücken. Wenn die Übergangszeiten übermäßig lang eingestellt werden, erhöht sich andererseits ein Schaltverlust, und somit verringert sich die Effizienz. In einem Fall, bei dem der Bypassschaltung 40 verwendet wird, um ein PWM-Dimmen durchzuführen, verringert sich, wenn eine relative Einschaltdauer klein ist, die Genauigkeit des Dimmens aufgrund des Einflusses der Übergangszeiten.
Diese Probleme treten nicht nur im Falle der Durchführung einer ADB-Steuerung auf, sondern auch in anderen Fällen, wie etwa einem Fall der Verwendung der in 1 gezeigten Fahrzeuglampe 1r zur Steuerung der Leuchtdichte.
Dementsprechend sieht ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeuglampe, die in der Lage ist, einen in einer Lichtemittiereinheit fließenden Strom allmählich zu verändern, und eine Fahrzeuglampenansteuervorrichtung vor. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Fahrzeuglampe, die in der Lage ist, eine Schwankung eines Ansteuerstroms zu unterdrücken, und eine Fahrzeuglampenansteuervorrichtung vor.
Nach einer verdeutlichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Ansteuervorrichtung vorgesehen, die zusammen mit einer Lichtquelle verwendet wird, die eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtemittiereinheiten umfasst, um eine Fahrzeuglampe auszubilden. Die Ansteuervorrichtung umfasst: eine Stromquelle, die ausgebildet ist, der Lichtquelle einen Ansteuerstrom zuzuführen; und N Bypassschaltungen, die mit N Lichtemittiereinheiten der Mehrzahl von Lichtemittiereinheiten assoziiert sind und jeweils parallel zu den N Lichtemittiereinheiten vorgesehen sind, und die ausgebildet sind, unabhängig zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand schaltbar zu sein, wobei N eine natürliche Zahl ist. Jede der Bypassschaltungen umfasst: einen Bypasstransistor, der parallel zu einer entsprechenden Lichtemittiereinheit vorgesehen ist; einen Rückkopplungskondensator, der zwischen einem Gate und einem Drain des Bypasstransistors oder zwischen einem Gate und einem Kollektor des Bypasstransistors vorgesehen ist; und eine Gatesteuerschaltung, die ausgebildet ist, gemäß einem Steuersignal eine Ansteuerspannung zwischen dem Gate und einer Source des Bypasstransistors oder zwischen dem Gate und einem Emitter des Bypasstransistors zu liefern.
Nach dem obigen Aufbau ist der Rückkopplungskondensator zwischen dem Gate und dem Drain des Bypasstransistors oder zwischen dem Gate und dem Kollektor des Bypasstransistors vorgesehen. Somit wird aufgrund eines Spiegeleffekts in einem Spiegelabschnitt die Spannung V_GS zwischen dem Gate und der Source oder zwischen dem Gate und dem Emitter flach in der Nähe der Schwellenspannung V_TH und verändert sich mit geringer Steigung. Daher ist es möglich, die Bypasstransistor allmählich zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand zu schalten, und es ist möglich, den in der Lichtemittiereinheit fließenden Strom allmählich zu verändern.
Bei der obigen Ansteuervorrichtung kann die Gatesteuerschaltung derart aufgebaut sein, dass eine Zeitkonstante des Ladens und eine Zeitkonstante des Entladens für eine Gatekapazität des Bypasstransistors und des Rückkopplungskondensators im Wesentlichen gleich sind. In dem Fall ist es möglich, die Steigungen des Stroms beim Einschalten und Ausschalten des Bypasstransistors aneinander anzupassen.
Bei der obigen Ansteuervorrichtung kann die Gatesteuerschaltung ein Klemmelement umfassen, das ausgebildet ist, eine Spannung zwischen dem Gate und der Source des Bypasstransistors oder zwischen dem Gate und dem Emitter des Bypasstransistors derart zu beschränken, dass die Spannung eine vorbestimmte Klemmspannung nicht überschreitet. Die Klemmspannung kann das 1,5-fache bis 3-fache einer Schwellenspannung des Bypasstransistors betragen. In dem Fall ist es möglich, die Einschaltzeiten und die Ausschaltzeiten aneinander anzupassen.
Bei der obigen Ansteuervorrichtung kann die Gatesteuerschaltung umfassen: eine Pegelverschiebeschaltung, die ausgebildet ist, das Steuersignal zu empfangen und eine Ansteuerspannung derart zu erzeugen, dass die Ansteuerspannung zwischen einer Hochpegelspannung V_H und 0 V übergeht; einen Strombegrenzungswiderstand, der ein Ende, das mit dem Gate des Bypasstransistors verbunden ist, und ein anderes Ende umfasst, das mit einem Ausgangsanschluss der Pegelverschiebeschaltung verbunden ist; und eine Diode, die parallel zu dem Strombegrenzungswiderstand derart vorgesehen ist, dass eine Anode der Diode an einer Gateseite des Bypasstransistors positioniert ist.
In diesem Fall kann die Pegelverschiebeschaltung umfassen: einen Eingangstransistor, der ausgebildet ist, gemäß dem Steuersignal ein- oder ausgeschaltet zu werden; und ein Spannungsteilerwiderstandspaar, das zwei in Reihe geschaltete Widerstände umfasst und ausgebildet ist, eine Spannung eines Endes des Eingangswiderstands zu teilen.
Alternativ kann die Pegelverschiebeschaltung umfassen: eine Konstantstromquelle, die ausgebildet ist, gemäß dem Steuersignal ein- oder ausgeschaltet zu werden; und einen Widerstand, der ausgebildet ist, eine Wandlung zwischen Strom und Spannung vorzunehmen und auf einem Weg zum Fluss eines Stroms vorgesehen ist, der durch die Konstantstromquelle erzeugt wird.
Nach einer weiteren verdeutlichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Ansteuervorrichtung vorgesehen, die zusammen mit einer Lichtquelle verwendet wird, die eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtemittiereinheiten umfasst, um eine Fahrzeuglampe auszubilden. Die Ansteuervorrichtung umfasst: einen Wandler, der ausgebildet ist, der Lichtquelle einen Ansteuerstrom zuzuführen; N Bypassschaltungen, die mit N Lichtemittiereinheiten der Mehrzahl von Lichtemittiereinheiten assoziiert sind und jeweils parallel zu den N Lichtemittiereinheiten vorgesehen sind, und die ausgebildet sind, unabhängig zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand schaltbar zu sein, wobei N eine natürliche Zahl ist; und einen Controller, der ausgebildet ist, den Wandler so zu steuern, dass der Ansteuerstrom sich einem vorbestimmten Zielwert I_REF nähert, und das Ein- und Ausschalten der N Bypassschaltungen zu steuern. Der Wandler umfasst: eine Primärseitenschaltung, die einen Schalttransistor und einen ersten Induktor umfasst, der ausgebildet ist, Energie beim Schalten des Schalttransistors zu akkumulieren; eine Sekundärseitenschaltung, die einen zweiten Induktor umfasst; und einen Kopplungskondensator, der eine Kapazität C umfasst und ausgebildet ist, die Primärseitenschaltung und die Sekundärseitenschaltung zu koppeln. Eine Übergangszeit T_TRN, die benötigt wird, um die Bypassschaltung ein- oder auszuschalten, genügt dem folgenden Ausdruck (1): ΔV × C < I_REF × T_TRN (1) wobei ΔV eine Differenz einer Ausgangsspannung des Wandlers zwischen vor und nach dem Ein- oder Ausschalten der Bypassschaltung ist.
Da der Wandler durch eine einen Kopplungskondensator aufweisende Topologie ausgebildet ist, wird ein Hochleistungs-Glättungskondensator unnötig. Verglichen mit einer Topologie, die einen Hochleistungs-Glättungskondensator aufweist, wird es daher möglich, die Übergangszeiten beträchtlich zu reduzieren. Da die Übergangszeit T_TRN so festgelegt wird, dass sie den Ausdruck (1) erfüllt, kann ein Strom zur Änderung der Ausgangsspannung V_OUT um ΔV auf der Seite der Bypassschaltung fließen. Somit ist es möglich, das Überschwingen oder Unterschwingen des Ansteuerstroms zu unterdrücken.
Bei der obigen Ansteuervorrichtung kann der folgende Ausdruck (2) erfüllt sein: I_REF × ΔV × T_SW ²/T_TRN < L × (I_MAX ² – I_REF ²)/2 (2) wobei L eine Induktivität des zweiten Induktors ist, I_MAX ein Maximalnennstrom der Lichtemittiereinheiten ist, und T_SW ein Schaltzyklus des Schalttransistors ist.
Im Falle der Konzentration auf den Schaltzyklus des Schalttransistors des Wandlers weist der in dem zweiten Induktor fließende Strom eine Wellenkomponente des Schaltzyklus auf. Im Falle dessen, dass die Ansteuervorrichtung so ausgebildet ist, dass sie Ausdruck (2) erfüllt, ist es möglich, den Maximalwert der Stromwelle so zu beschränken, dass er kleiner ist als der Maximalnennstrom der Lichtemittiereinheit, und es ist möglich, die Zuverlässigkeit der Schaltung zu verbessern.
Nach einer weiteren verdeutlichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Ansteuervorrichtung vorgesehen, die zusammen mit einer Lichtquelle verwendet wird, die eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtemittiereinheiten umfasst, um eine Fahrzeuglampe auszubilden. Die Ansteuervorrichtung umfasst: einen Wandler, der ausgebildet ist, der Lichtquelle einen Ansteuerstrom zuzuführen; N Bypassschaltungen, die mit N Lichtemittiereinheiten der Mehrzahl von Lichtemittiereinheiten assoziiert sind und jeweils parallel zu den N Lichtemittiereinheiten vorgesehen sind, und die ausgebildet sind, unabhängig zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand schaltbar zu sein, wobei N eine natürliche Zahl ist; und einen Controller, der ausgebildet ist, den Wandler so zu steuern, dass der Ansteuerstrom sich einem vorbestimmten Zielwert I_REF nähert, und das Ein- und Ausschalten der N Bypassschaltungen zu steuern. Der Wandler umfasst: eine Primärseitenschaltung, die einen Schalttransistor und einen ersten Induktor umfasst, der ausgebildet ist, Energie beim Schalten des Schalttransistors zu akkumulieren; eine Sekundärseitenschaltung, die einen zweiten Induktor umfasst, der eine Induktivität L aufweist; und einen Kopplungskondensator, der ausgebildet ist, die Primärseitenschaltung und die Sekundärseitenschaltung zu koppeln. Der folgende Ausdruck (2) ist erfüllt: I_REF × ΔV × T_SW ²/T_TRN < L × (I_MAX ² – I_REF ²)/2 (2) wobei T_TRN eine Übergangszeit ist, die benötigt wird, um die Bypassschaltung ein- oder auszuschalten, ΔV eine Differenz einer Ausgangsspannung des Wandlers zwischen vor und nach dem Ein- oder Ausschalten der Bypassschaltung ist, I_MAX ein Maximalnennstrom der Lichtemittiereinheiten ist, und T_SW ein Schaltzyklus des Schalttransistors ist.
Im Falle der Konzentration auf den Schaltzyklus des Schalttransistors des Wandlers weist der in dem zweiten Induktor fließende Strom eine Wellenkomponente des Schaltzyklus auf. Im Falle dessen, dass die Ansteuervorrichtung so ausgebildet ist, dass sie Ausdruck (2) erfüllt, ist es möglich, den Maximalwert der Stromwelle so zu beschränken, dass er kleiner ist als der Maximalnennstrom der Lichtemittiereinheit, und es ist möglich, die Zuverlässigkeit der Schaltung zu verbessern. Bei der obigen Ansteuervorrichtung kann der erste Induktor ein erstes magnetisches Element umfassen oder ein Transformator sein. Der zweite Induktor kann ein zweites magnetisches Element umfassen oder ein Transformator sein.
Bei der obigen Ansteuervorrichtung kann jede der Bypassschaltungen umfassen: einen Bypasstransistor, der parallel zu einer entsprechenden Lichtemittiereinheit vorgesehen ist; einen Rückkopplungskondensator, der zwischen einem Gate und einem Drain des Bypasstransistors oder zwischen einem Gate und einem Kollektor des Bypasstransistors vorgesehen ist; und eine Gatesteuerschaltung, die ausgebildet ist, gemäß einem Steuersignal eine Ansteuerspannung zwischen dem Gate und einer Source des Bypasstransistors oder zwischen dem Gate und einem Emitter des Bypasstransistors zu liefern.
Nach noch einer weiteren verdeutlichenden Ausführungsform wird eine Fahrzeuglampe vorgesehen, die eine Lichtquelle, die eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtemittiereinheiten umfasst, und die Ansteuervorrichtung nach einem der oben beschriebenen verdeutlichenden Ausführungsformen umfasst, die ausgebildet ist, die Lichtquelle anzusteuern.
Nach dem obigen Aufbau ist es möglich, den Strom jeder Lichtemittiereinheit allmählich zu verändern. Auch ist es möglich, die Schwankung des Ansteuerstroms zu unterdrücken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von verdeutlichenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher und leichter eingeschätzt, in denen:
1 ein Blockdiagramm ist, das eine Fahrzeuglampe mit einer ADB-Funktion gemäß einer Vergleichstechnik zeigt;
2 ein Schaltplan ist, der eine Bypassschaltung zeigt, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung untersucht wurde;
3 ein Wellenformdiagramm ist, das einen Betrieb einer Fahrzeuglampe, die die Bypassschaltung aus 2 aufweist, zeigt;
4 ein Schaltplan ist, der eine Bypassschaltung nach einer ersten verdeutlichenden Ausführungsform zeigt;
5 ein Wellenformdiagramm ist, das einen Betrieb der Bypassschaltung aus 4 zeigt;
6 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Lampeneinheit zeigt, die die Fahrzeuglampe gemäß der ersten verdeutlichenden Ausführungsform umfasst;
7 ein Schaltplan ist, der eine Bypassschaltung nach einer ersten Modifikation zeigt;
8 ein Blockdiagramm ist, das eine Fahrzeuglampe nach einer zweiten verdeutlichenden Ausführungsform zeigt;
9 ein Wellenformdiagramm ist, das einen Einschalt-Betrieb der Bypassschaltung zeigt; und
10 ein Wellenformdiagramm ist, das einen Schaltbetrieb eines Schalttransistors zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Verdeutlichende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hiernach unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Über die gesamten Zeichnungen hinweg werden identische oder äquivalente Komponenten, Elemente und Prozesse mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht wiederholt beschrieben. Auch beschränken diese verdeutlichenden Ausführungsformen die Erfindung nicht und sind verdeutlichend, und alle in den verdeutlichenden Ausführungsformen zu beschreibenden Merkmale und Kombinationen davon müssen keine wesentlichen Merkmale der Erfindung sein.
In dieser Schrift umfasst ein Zustand, in dem ein Element A mit einem Element B verbunden ist, nicht nur einen Fall, in dem das Element A und das Element B physisch und unmittelbar verbunden sind, sondern auch einen Fall, in dem das Element A und das Element B mittelbar durch ein weiteres Element verbunden sind, das den Zustand der elektrischen Verbindung des Elements A und des Elements B nicht wesentlich beeinflusst, oder Funktionen und Wirkungen, die durch das Koppeln des Elements A und des Elements B erreicht werden, nicht beschädigt.
Auf ähnliche Weise umfasst ein Zustand, in dem ein Element C zwischen dem Element A und dem Element B vorgesehen ist, nicht nur einen Fall, in dem das Element A und das Element C oder das Element B und das Element C unmittelbar verbunden sind, sondern auch einen Fall, in dem das Element A und das Element C oder das Element B und das Element C mittelbar durch ein weiteres Element verbunden sind, das den Zustand der elektrischen Verbindung des Elements A und des Elements C oder des Elements B und des Elements C nicht wesentlich beeinflusst, oder Funktionen und Wirkungen, die durch das Koppeln des Elements A und des Elements C oder des Elements B und des Elements C erreicht werden, nicht beschädigt.
Auch repräsentieren in dieser Schrift Bezugszeichen, die elektrische Signale, wie etwa ein Spannungssignal oder ein Stromsignal, oder Schaltungselemente, wie etwa einen Widerstand oder einen Kondensator, bezeichnen, einen Spannungswert, einen Stromwert, einen Widerstandswert oder einen Kapazitätswert, falls nötig.
[Erste verdeutlichende Ausführungsform]
4 ist ein Schaltplan, der eine Bypassschaltung 40 nach einer ersten verdeutlichenden Ausführungsform zeigt. Die Bypassschaltung 40 wird in einer Ansteuervorrichtung 20 aus 1 verwendet. Der Aufbau einer Peripherieschaltung der Bypassschaltung 40 wird unter Bezugnahme auf 1 kurz beschrieben.
Eine Fahrzeuglampe 1 umfasst eine Lichtquelle 10 und eine Ansteuervorrichtung 20. Die Lichtquelle 10 umfasst eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtemittiereinheiten 12_1 bis 12_N. Die Ansteuervorrichtung 20 umfasst eine Stromquelle 30, N Bypassschaltungen 40_1 bis 40_N (N ist eine natürliche Zahl) und einen Controller 50.
Die Stromquelle 30 liefert gemäß der Zielleuchtdichte einen Ansteuerstrom _IDRV an die Lichtquelle. Beispielsweise umfasst die Stromquelle 30 einen Aufwärtswandler oder einen Abwärtswandler und eine Steuerschaltung für den Wandler. Die Steuerschaltung kann den Ansteuerstrom I_DRV detektieren und eine Rückkopplungssteuerung an dem Schaltzustand des Wandlers derart durchführen, dass der detektierte Ansteuerstrom I_DRV sich einem Zielwert annähert. Der Wandlertyp und das Stromregelungsverfahren sind nicht speziell beschränkt und können andere bekannte Technologien verwenden.
Die N Bypassschaltungen 40_1 bis 40_N sind jeweils N Lichtemittiereinheiten 12 der Mehrzahl von Lichtemittiereinheiten 12 zugeordnet und parallel zu den Lichtemittiereinheiten 12 vorgesehen. Die Bypassschaltung 40_i ist ausgebildet, als Reaktion auf ein Steuersignal S1_i zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand zu schalten und bildet einen Bypass parallel zu der Lichtemittiereinheit 12_i aus, wenn sich die Bypassschaltung 40_i im EIN-Zustand befindet.
In einer normalen Beleuchtungssteuerperiode steuert der Controller 50 das Ein- oder Ausschalten jeder der N Bypassschaltungen 40_1 bis 40_N gemäß den jeweiligen Befehlen zum Ein- oder Ausschalten der N Lichtemittiereinheiten 12_1 bis 12_N. Genauer führt der Controller 50 eine PWM an dem Steuersignal S1_i gemäß der Zielleuchtdichte der Lichtemittiereinheit 12_i durch, um somit die Bypassschaltung 40_i in einem PWM-Zyklus zu schalten, wodurch die Lichtemittiereinheit 12_i gedimmt wird.
Der Aufbau einer Bypassschaltung 40 wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Die Bypassschaltung 40 umfasst einen Bypasstransistor M1, einen Rückkopplungskondensator C1 und eine Gatesteuerschaltung 60. Der Bypasstransistor M1 is parallel zu der Lichtemittiereinheit 12 vorgesehen. Eine Leitung, die mit der Kathode der Lichtemittiereinheit 12 verbunden ist, wird als Kathodenleitung L_K bezeichnet, und eine Leitung, die mit der Anode der Lichtemittiereinheit 12 verbunden ist, wird als Anodenleitung L_A bezeichnet. Die Kathodenleitung der i-ten Bypassschaltung 40 gehört auch zur (i + 1)-ten Bypassschaltung 40.
Der Bypasstransistor M1 ist ein Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET), und die Source des Bypasstransistor M1 ist mit der Kathodenleitung L_K verbunden, und der Drain des Bypasstransistors M1 ist mit der Anodenleitung L_A verbunden. Anstelle des MOSFET kann bipolarer Transistor mit isoliertem Gate (insulated gate bipolar transistor, IGBT) verwendet werden. In diesem Fall kann der Begriff ”Source” durch den Begriff ”Emitter” ersetzt werden, und der Begriff ”Drain” kann durch den Begriff ”Kollektor” ersetzt werden.
Der Rückkopplungskondensator C1 ist zwischen dem Gate und dem Drain des Bypasstransistors M1 vorgesehen. Die Kapazität des Rückkopplungskondensator C1 ist so festgelegt, dass sie für einen ausreichenden Spiegeleffekt für den Bypasstransistor M1 sorgt. Allgemein verringert die Kapazität zwischen dem Gate und dem Drain die Reaktionsfähigkeit des MOSFET und wird somit vermieden. Wie unten beschrieben wird, wird jedoch bei der ersten verdeutlichenden Ausführungsform der Spiegeleffekt absichtlich verwendet. Der Rückkopplungskondensator C1 kann bevorzugt den Kapazitätswert von ungefähr mehreren hundert pF bis zu 1000 pF haben.
Die Gatesteuerschaltung 60 liefert gemäß dem Steuersignal S1 eine Ansteuerspannung V_GS zwischen dem Gate und der Source des Bypasstransistors M1.
Bei der ersten verdeutlichenden Ausführungsform ist der hohe Pegel des Steuersignals S1 mit dem Einschalten der Lichtemittiereinheit 12 assoziiert, und der niedrige Pegel ist mit dem Abschalten der Lichtemittiereinheit 12 assoziiert. Wenn das Steuersignal S1 sich auf dem hohen Pegel befindet, bewirkt daher die Gatesteuerschaltung 60, dass die Ansteuerspannung V_GS zwischen dem Gate und der Source 0 wird, wodurch sie den Bypasstransistor M1 ausschaltet. Wenn hingegen das Steuersignal S1 sich auf dem niedrigen Pegel befindet, bewirkt die Gatesteuerschaltung 60, dass die Ansteuerspannung V_GS zwischen dem Gate und der Source zu einer Hochpegelspannung V_H wird, die höher ist als die Schwellenspannung V_TH, wodurch sie den Bypasstransistor M1 einschaltet.
Die Gatesteuerschaltung 60 umfasst eine Pegelverschiebeschaltung 62, einen Strombegrenzungswiderstand R1 und eine Diode D1. Die Pegelverschiebeschaltung 62 invertiert den Logikpegel des Steuersignals S1, wodurch sie eine Pegelverschiebung auf die Hochpegelspannung V_H und 0 V durchführt. Der Strombegrenzungswiderstand R1 ist zwischen einem Ausgangsanschluss 64 der Pegelverschiebeschaltung 62 und dem Gate des Bypasstransistors M1 vorgesehen und beschränkt einen Strom zum Laden der Gatekapazität des Bypasstransistors M1. Die Diode D1 ist parallel zum Strombegrenzungswiderstand R1 derart vorgesehen, dass die Anode auf der Gateseite des Bypasstransistors M1 positioniert ist.
Der Pegelverschiebeschaltung 62 umfasst Basiswiderstände Rb1 und Rb2, einen Eingangstransistor Q1, Spannungsteilerwiderstände Rd1 und Rd2 und eine Zenerdiode ZD1.
Der Eingangstransistor Q1 ist ein bipolarer PNP-Transistor, und die Basis des Eingangstransistors Q1 empfängt das Steuersignal S1 durch den Basiswiderstand Rb1. Der Basiswiderstand Rb2 ist zwischen der Basis und dem Emitter des Eingangstransistors Q1 vorgesehen. Die Basiswiderstände Rb1 und Rb2 bewirken, dass das Steuersignal S1 und eine Leistungszufuhrspannung V_CC geteilt und in die Basis des Eingangstransistors Q1 eingespeist werden.
Die Spannungsteilerwiderstände Rd1 und Rd2 teilen die Kollektorspannung des Eingangstransistors Q1, wodurch die Ansteuerspannung V_GS am Ausgangsanschluss 64 erzeugt wird. Wenn der Einschaltwiderstand des Eingangstransistors Q1 genügend klein eingestellt ist, wird die Hochpegelspannung V_H der Ansteuerspannung V_GS durch den Ausdruck (11) angeben. V_H = (V_CC – V_K) × Rd2/(Rd1 + Rd2) (11)

V_K: repräsentiert das Potential der Kathodenleitung L_K.

Die Zenerdiode ZD1 ist zwischen dem Ausgangsanschluss 64 und der Kathodenleitung L_K vorgesehen und fungiert als ein Klemmelement, das die Ansteuerspannung V_GS so beschränkt, dass die Ansteuerspannung V_GS eine vorbestimmte Klemmspannung V_CL nicht übersteigt. Das heißt, die Hochpegelspannung V_H wird zu einer kleineren der Spannung, die durch den Ausdruck (11) angegeben wird, und der Klemmspannung V_CL.
Eine Einschaltzeit des Bypasstransistors M1 entspricht einer Zeit, die dazu benötigt wird, dass die Spannung V_GS zwischen dem Gate und der Source von 0 V auf die Schwellenspannung V_TH ansteigt, und eine Ausschaltzeit des Bypasstransistors M1 entspricht einer Zeit, die dazu benötigt wird, dass die Spannung V_GS zwischen dem Gate und der Source von der Hochpegelspannung V_H auf die Schwellenspannung V_TH abfällt. Um die Einschaltzeit und die Ausschaltzeit aneinander anzupassen, kann es nötig sein, dass eine Differenz (V_H – V_TH) und die Schwellenspannung V_TH denselben Pegel aufweisen (das 0,5- bis 2-fache). Das heißt, es kann bevorzugt sein, die Hochpegelspannung V_H, oder mit anderen Worten die Klemmspannung V_CL, auf das 1,5- bis 3-fache der Schwellenspannung V_TH einzustellen.
Auch kann es bevorzugt sein, die Leistungszufuhrspannung V_CC der Pegelverschiebeschaltung 62 gemäß dem Aufbau der Ansteuervorrichtung 20 festzulegen. Beispielsweise in einer Anwendung, in der die Stromquelle 30 aus 1 ein Wandler zur Erzeugung einer negativen Spannung ist, und die Spannung an einem Knoten OUTN + 1 negativ ist, kann es bevorzugt sein, die Leistungszufuhrspannung V_CC auf 5 V bis 10 V zu setzen.
Bei einer Anwendung, bei der die Stromquelle 30 ein Aufwärtswandler ist und eine höher gesetzte Spannung an einen Knoten OUT1 angelegt wird, kann die Leistungszufuhrspannung V_CC die höher gesetzte Spannung sein.
Damit die Gateansteuerspannung V_GS zwischen der Hochpegelspannung V_H und 0 V übergeht, kann es notwendig sein, die Gatekapazität (nicht gezeigt) des Bypasstransistors M1 und des Rückkopplungskondensators C1 zu laden und zu entladen. Es kann bevorzugt sein, dass die Gatesteuerschaltung 60 derart aufgebaut ist, dass eine Zeitkonstante zum Laden der kombinierten Kapazität der Gatekapazität und des Rückkopplungskondensators im Wesentlichen die gleiche ist wie eine Zeitkonstante zum Entladen der kombinierten Kapazität. Bei der Gatesteuerschaltung 60 aus 4 wird ein Weg, der den Spannungsteilerwiderstand Rd1 und den Strombegrenzungswiderstand R1 umfasst, zu einem Ladeweg, und ein Weg, der die Diode D1 und den Spannungsteilerwiderstand Rd2 umfasst, wird zu einem Entladeweg. Somit können die Werte der Widerstände so festgelegt werden, dass sie dem Ausdruck Rd1 + R1 = ZD1 + Rd2 genügen. Hierbei stellt Z_D1 die Vorwärtsimpedanz der Diode D1 dar.
Im Vorangegangenen wurde der Aufbau der Bypassschaltung 40 beschrieben. Im Folgenden wird der Betrieb der Bypassschaltung 40 beschrieben.
5 ist ein Wellenformdiagramm, das den Betrieb der Bypassschaltung 40 aus 4 zeigt. Zum Vergleich ist die Wellenform des Betriebs der Bypassschaltung 40r aus 2 durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie angezeigt.
Wenn das Steuersignal S1 zu einem Zeitpunkt t0 auf den niedrigen Pegel übergeht, wird der Eingangstransistor Q1 eingeschaltet, und die Gatespannung V_GS beginnt anzusteigen. Wenn die Gatespannung V_GS in die Nähe der Schwellenspannung V_TH des MOSFET kommt, kommt der MOSFET in einen schwachen EIN-Zustand, und eine Spannung V_DS zwischen dem Drain und der Source beginnt abzufallen. Zu diesem Zeitpunkt empfängt das Gate aufgrund des durch den Rückkopplungskondensator C1 bewirkten Spiegeleffekts eine Rückkopplung von dem Drain, und die Geschwindigkeit, mit der die Spannung V_DS zwischen dem Drain und der Source abfällt, nimmt ab, und die Gatespannung V_GS wird in der Nähe der Schwellenspannung V_TH gehalten und steigt dann ganz allmählich an. Wenn die Spannung V_DS zwischen dem Drain und der Source bis zu einem Betriebsstabilisierungspunkt abfällt, empfängt das Gate keine Rückkopplung vom Drain, und die Gatespannung V_GS beginnt damit, mit der ursprünglichen Zeitkonstante anzusteigen. Ein Abschnitt, in dem die Gatespannung V_GS sich allmählich verändert, wird als eine Spiegelperiode Tm bezeichnet.
Ein Drainstrom I_M1, der im Bypasstransistor M1 fließt, ist eine Funktion der Spannung V_GS zwischen dem Gate und der Source und der Spannung V_DS zwischen dem Drain und der Source. Wenn die Gatespannung V_GS zwischen dem Gate und der Source und die Spannung V_DS zwischen dem Drain und der Source sich allmählich verändern, steigt daher der Drainstrom I_M1 ebenfalls allmählich an. Somit nimmt der Strom I_LED, der in der Lichtemittiereinheit 12 fließt, allmählich ab.
Wenn das Steuersignal S1 zu einem Zeitpunkt t1 auf den hohen Pegel übergeht, wird der Eingangstransistor Q1 ausgeschaltet, und die Gatespannung V_GS beginnt abzufallen. Danach wird zum selben Zeitpunkt, zu dem der Bypasstransistor M1 eingeschaltet wird, der Bypasstransistor M1 allmählich durch den Spiegeleffekt ausgeschaltet, und im Ergebnis steigt der Strom I_LED, der in der Lichtemittiereinheit 12 fließt, allmählich an.
Im Vorangegangenen wurde der Betrieb der Bypassschaltung 40 beschrieben.
Da der Rückkopplungskondensator C1 zwischen dem Gate und dem Drain des Bypasstransistors M1 vorgesehen ist, ändert sich gemäß der Bypassschaltung 40 im Spiegelabschnitt Tm die Spannung V_DS zwischen dem Drain und der Source allmählich, und die Spannung V_DS zwischen dem Gate und der Source wird flach in der Nähe der Schwellenspannung V_TH und verändert sich mit geringer Steigung. Daher ist es möglich, die Bypasstransistor M1 allmählich zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand zu schalten, und es ist möglich, zu bewirken, dass der in der Lichtemittiereinheit 12 fließende Strom I_LED allmählich übergeht.
Auch ist die Gatesteuerschaltung 60 derart ausgebildet, dass eine Zeitkonstante des Wegs zum Laden der Gatekapazität des Bypasstransistors M1 im Wesentlichen die gleiche ist wie eine Zeitkonstante des Wegs zum Entladen der Gatekapazität. Somit ist es möglich, die Verzögerungen des Einschaltbetriebsvorgangs und des Ausschaltbetriebsvorgangs und die Steigung der Stroms I_LED aneinander anzupassen.
Auch liegt die Zenerspannung der Zenerdiode ZD1, die ein Klemmelement ist, innerhalb eines Bereichs vom 1,5- bis 3-fachen der Schwellenspannung V_TH des MOSFET. Somit wird die Hochpegelspannung V_H der Ansteuerspannung V_GS nahezu dieselbe wie die Schwellenspannung V_TH, und somit ist es möglich, die Einschaltzeit und die Ausschaltzeit aneinander anzupassen.
Gemäß der Bypassschaltung 40 können die Einschaltzeit und die Ausschaltzeit nach den Zeitkonstanten der Wege zum Laden und Entladen für die Gatekapazität eingestellt werden, das heißt, die Impedanz Z_D1 der Diode D1 und die Widerstände R1, Rd1 und Rd2. Wenn die Einschaltzeit und die Ausschaltzeit übermäßig kurz sind, wird der Effekt der Unterdrückung des Überschwingens und Unterschwingens verringert. Im Gegensatz dazu steigt der Verlust des Bypasstransistors M1, wenn die Einschaltzeit und die Ausschaltzeit übermäßig lang sind. Somit kann es bevorzugt sein, die Einschaltzeit und die Ausschaltzeit kurz einzustellen, innerhalb eines Bereichs, in dem es möglich ist, Überschwingen und Unterschwingen zu unterdrücken.
Im Folgenden wird eine Anwendung der Fahrzeuglampe 1 beschrieben. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Lampeneinheit (Lampenanordnung) 500 zeigt, die die Fahrzeuglampe 1 gemäß der ersten verdeutlichenden Ausführungsform umfasst. Die Lampeneinheit 500 umfasst eine transparente Abdeckung 502, eine Fernlichteinheit 504, Abblendlichteinheiten 506 und ein Gehäuse 508. Die oben beschriebene Fahrzeuglampe 1 kann beispielsweise in der Fernlichteinheit 504 verwendet werden. Die Mehrzahl von Lichtemittiereinheiten 12 ist in einer Linie angeordnet, beispielsweise in einer horizontalen Richtung, um somit unterschiedliche Bereiche zu bestrahlen. Wenn das Fahrzeug im Betrieb ist, werden zu bestrahlende Bereiche adaptiv durch einen Fahrzeugseitencontroller ausgewählt, beispielsweise durch eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit, ECU). Die Fahrzeuglampe 1 empfängt Daten, die die zu bestrahlenden Bereiche anzeigen, und schaltet die Lichtquelle 10 (Lichtemittiereinheiten 12) ein, die den angezeigten Bereichen entsprechen.
Im oben Stehenden wurde ein Aspekt der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die erste verdeutlichende Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist verdeutlichend, und Fachleute können erkennen, dass verschiedene Modifikationen durch Kombinationen der Komponenten und der Prozesse durchgeführt werden können, und diese Modifikationen liegen ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung. Hiernach werden derartige Modifikationen beschrieben.
(Erste Modifikation)
7 ist ein Schaltplan, der eine Bypassschaltung 40a nach einer ersten Modifikation zeigt. Die Bypassschaltung 40a unterscheidet sich von der aus 4 im Aufbau einer Pegelverschiebeschaltung 62a. Die Pegelverschiebeschaltung 62a umfasst eine Konstantstromquelle 66, einen Widerstand Rd3 zur Wandlung zwischen Strom und Spannung und eine Zenerdiode ZD1. Die Konstantstromquelle 66 kann als Reaktion auf das Steuersignal S1 zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand schalten und erzeugt einen konstanten Strom Ic, wenn sie sich im EIN-Zustand befindet. Die Ausbildung der Konstantstromquelle 66 ist nicht speziell beschränkt, und es ist möglich, eine einfache Konstantstromquelle leicht aufzubauen, indem beispielsweise ein Widerstand Re1 mit dem Emitter des Eingangstransistors Q1 verbunden wird. Wenn die Basisspannung des Eingangstransistors Q1, wenn das Steuersignal S1 auf einem niedrigen Pegel ist, durch V_BL bezeichnet wird, wird der konstante Strom durch den Ausdruck (12) ausgedrückt. Ic = {V_CC – (V_BL + V_BE)}/Re1 (12)
Hierbei repräsentiert V_BE die Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Eingangstransistors Q1, und ist eine Konstante von ungefähr 0,6 V.
Der Widerstand Rd3 ist auf dem Weg des konstanten Stroms Ic vorgesehen. Die Spannungsabfall (Rd3 × Ic) des Widerstands Rd3 wird von dem Ausgangsanschluss 64 als die Ansteuerspannung V_GS ausgegeben. Die Zenerdiode ZD1 klemmt die Ansteuerspannung V_GS so, dass die Ansteuerspannung V_GS die Klemmspannung V_CL nicht übersteigt. Auch kann es in der ersten Modifikation bevorzugt sein, eine Schaltungskonstante so festzulegen, dass der Ausdruck V_CL < Rd3 × Ic erfüllt wird.
Gemäß der ersten Modifikation kann es möglich sein, dieselben Wirkungen wie in der obigen verdeutlichenden Ausführungsform zu erzielen.
(Zweite Modifikation)
Als Lichtquelle 10 können neben LEDs Halbleiterlichtquellen, wie etwa Laserdioden (LDs) und organische elektrolumineszente Elemente (EL), verwendet werden.
(Dritte Modifikation)
Bei der Lampeneinheit 500 aus 6 wurde ein Fall der Verwendung der in 3 gezeigten Fahrzeuglampe 1 in der Fernlichteinheit 504 beschrieben. Alternativ oder ergänzend kann jedoch die Fahrzeuglampe 1 in den Abblendlichteinheiten 506 verwendet werden.
[Zweite verdeutlichende Ausführungsform]
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Fahrzeuglampe nach einer zweiten verdeutlichenden Ausführungsform zeigt.
Die Fahrzeuglampe 1 umfasst eine Lichtquelle 10 und eine Ansteuervorrichtung 20a. Die Lichtquelle 10 umfasst eine Mehrzahl von Lichtemittiereinheiten 12_1 bis 12_N, die N Unterbereichen zugeordnet sind.
Die Ansteuervorrichtung 20a umfasst einen Wandler 30a, einen Filter 36, N Bypassschaltungen 40_1 bis 40_N und einen Controller 50a. Die Ausbildungen der Bypassschaltungen 40 sind nicht speziell beschränkt, und die Bypassschaltungen 40 können so aufgebaut sein, wie in den 4 oder 7 gezeigt.
Ein Abschnitt des Wandlers 30a und des Controllers 50a entspricht der Stromquelle 30 der ersten verdeutlichenden Ausführungsform. Der Wandler 30a führt der Lichtquelle 10 einen Ansteuerstrom I_DRV zu. Der Controller 50a umfasst einen Stromcontroller 52 und einen Bypasscontroller 54. Der Controller 52 erzeugt ein Pulssignal S2, um somit den Wandler 30a so zu steuern, dass der Ansteuerstrom I_DRV sich einem vorbestimmten Zielwert I_REF nähert. Der Bypasscontroller 54 steuert das Ein- und Ausschalten jeder der N Bypassschaltungen 40_1 bis 40_N.
Der Filter 36 ist zwischen dem Wandler 30a und der Lichtquelle 10 vorgesehen. Der Filter 36 entfernt eine Wellenkomponente oder eine Rauschkomponente eines Ausgangsstroms I_OUT und führt der Lichtquelle 10 den Ansteuerstrom I_DRV zu.
Der Aufbau des Wandlers 30a wird nun beschrieben. Der Wandler 30a ist ein Cuk-Wandler und umfasst einen Schalttransistor M11, einen ersten Induktor L11, einen zweiten Induktor L12, einen Kopplungskondensator C11, einen Eingangskondensator C12 und einen Detektionswiderstand R11. Der Eingangskondensator C12 kann weggelassen werden. Der erste Induktor L11 kann ein erstes magnetisches Element umfassen oder ein Transformator sein, und der zweite Induktor L12 kann ein zweites magnetisches Element umfassen oder ein Transformator sein. Der Detektionswiderstand R11 ist auf einem Weg zum Fluss eines Stroms I_OUT vorgesehen, der durch den Wandler 30a erzeugt wird, und bewirkt einen Spannungsabfall, der proportional zum Strom I_OUT ist. Der Stromcontroller 52 detektiert den Strom I_OUT (das heißt den Ansteuerstrom I_DRV) basierend auf dem Spannungsabfall des Detektionswiderstands R11 und steuert den Bypasstransistor M1. Es wird angemerkt, dass im Cuk-Wandler eine Ausgangsspannung V_OUT negativ wird.
Der Eingangskondensator C12, der Schalttransistor M11 und der erste Induktor L11 bilden eine Primärseitenschaltung 32 aus. Eine Diode D11 und der zweite Induktor L12 bilden eine Sekundärseitenschaltung 34 aus. Die Induktivität des zweiten Induktors L12 wird durch L_S bezeichnet. Die Primärseitenschaltung 32 und die Sekundärseitenschaltung 34 werden durch den Kopplungskondensator C11 gekoppelt, der einen Kapazitätswert C aufweist.
Der erste Induktor L11 akkumuliert Energie, wenn der Schalttransistor M11 eingeschaltet ist, und gibt die Energie frei, wenn der Schalttransistor M11 abgeschaltet ist. Die freigegebene Energie wird durch den Kopplungskondensator C11 an die Sekundärseitenschaltung 34 übertragen. Diese Energie (Strom) wird durch die Diode D11 und den zweiten Induktor L12 gleichgerichtet. Die Geschwindigkeit des Anstiegs oder Abfalls des Ausgangsstroms I_OUT des Wandlers 30a wird gemäß der Induktivität L_S des zweiten Induktors L12 festgelegt.
Wenn eine Differenz der Ausgangsspannung zwischen vor und nach dem Ein- oder Ausschalten der Bypassschaltung 40 durch ΔV bezeichnet wird, wird eine Übergangszeit T_TRN, die benötigt wird, um die Bypassschaltung 40 ein- oder auszuschalten, so festgelegt, dass sie dem Ausdruck (1) genügt. ΔV × C < I_REF × T_TRN (1)
Wenn die Anzahl der Bypassschaltungen 40, die gleichzeitig eingeschaltet werden sollen, durch n_ON bezeichnet wird, und die Anzahl der Bypassschaltungen 40, die gleichzeitig ausgeschaltet werden sollen, durch n_OFF bezeichnet wird, erhält man die Ausgangsspannungsdifferenz ΔV durch den folgenden Ausdruck: ΔV = |(n_ON – n_OFF)| × Vf. Das heißt, die Ausgangsspannungsdifferenz ΔV hängt von der Anzahl der gleichzeitig zu steuernden Bypassschaltungen 40 ab. Wenn der Maximalwert, den die Ausgangsspannungsdifferenz ΔV annehmen kann, durch ΔV_MAX bezeichnet wird, erhält man den folgenden Vergleichsausdruck (1a). ΔV_MAX × C/I_REF < T_TRN (1a)
Es wird angenommen, dass höchstens k Bypassschaltungen von n Bypassschaltungen 40 gleichzeitig zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand geschaltet werden können. In diesem Falle, wenn die k Bypassschaltungen 40 vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand übergehen, oder vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand, nimmt die Ausgangsspannungsdifferenz ΔV den Maximalwert an. Daher wird der Maximalwert ΔV_MAX der Ausgangsspannungsdifferenz ΔV basierend auf der Durchlassspannung Vf erhalten, die erhalten wird, wenn der Ansteuerstrom I_DRV in einer Lichtemittiereinheit 12 fließt, durch den folgenden Ausdruck: ΔV_MAX = k × Vf.
Wie unten beschrieben werden wird, da der Ausdruck (1) eine Bedingung zum Schutz der Lichtemittiereinheiten 12 ist, wird es in einem Fall, bei dem alle n Bypassschaltungen 40 gleichzeitig zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand geschaltet werden können, auch unnötig, die Lichtemittiereinheiten 12 zu schützen, und somit wird der Ausdruck (1) nutzlos. Somit kann in diesem Fall der Maximalwert ΔV_MAX durch den folgenden Ausdruck erhalten werden: ΔV_MAX = (n – 1) × Vf.
Beispielsweise kann es in einem Fall in dem der Maximalwert ΔV_MAX 50 V beträgt, die Kapazität C des Kopplungskondensators C11 1,0 μF beträgt und der vorbestimmte Zielwert I_REF 1,0 A beträgt, bevorzugt sein, die Übergangszeit T_TRN auf länger als 50 μs zu setzen.
Auch kann ein Überstromunterdrückungseffekt (unten noch zu beschreiben) effektiver sein, während die Kapazität C des Kopplungskondensators 11 sinkt und während die Übergangszeit T_TRN länger wird. Wenn jedoch die Kapazität C übermäßig klein ist, wird es für den Wandler 30a leicht zu schwingen, und ein Betrag an Energieübertragung von der Primärseitenschaltung 32 zur Sekundärseitenschaltung 34 nimmt ab, und somit nimmt die ausgegebene Leistung des Wandlers 30a ab. Wenn die Übergangszeit T_TRN übermäßig lang eingestellt ist, steigt auch der Leistungsverlust der Bypassschaltungen 40 an, und es tritt eine Verzögerung beim PWM-Dimmen auf, und die Genauigkeit des Dimmens nimmt ab. Daher kann es bezüglich der Effizienz und des Widerstands gegen Schwingen bevorzugt sein, die Übergangszeit T_TRN so festzulegen, dass sie dem Ausdruck (1) genügt.
Auch ist, wenn ein Maximalnennstrom der Lichtemittiereinheiten 12 durch I_MAX bezeichnet wird, ein Schaltzyklus des Schalttransistors M11 mit T_SW bezeichnet wird, und eine Induktivität des zweiten Induktors L12 durch L_S bezeichnet wird, der Wandler 30a so ausgebildet, dass er dem folgenden Ausdruck (2) genügt. I_REF × ΔV × T_SW ²/T_TRN < L_S × (I_MAX ² – I_REF ²)/2 (2)
Im Vorangegangenen wurde der Aufbau der Fahrzeuglampe 1a gemäß der zweiten verdeutlichenden Ausführungsform beschrieben. Im Folgenden wird der Betrieb der Fahrzeuglampe 1a beschrieben. 9 ist ein Wellenformdiagramm, das einen Einschalt-Betrieb der Bypassschaltung 40 zeigt. In 9 zeigt (a) einen Fall, bei dem der Ausdruck (1) erfüllt wird, und (b) zeigt einen Fall, bei dem der Ausdruck (1) nicht erfüllt wird.
Bei dem Cuk-Wandler wird die Spannung zwischen den beiden Enden des Kopplungskondensators C11 zur Ausgangsspannung V_OUT. Um die Ausgangsspannung V_OUT um ΔV zu verändern, ist es daher notwendig, den Kopplungskondensator C11 um ΔV × C zu laden oder zu entladen. Da die Veränderungsgeschwindigkeit von ΔV die Übergangszeit T_TRN jeder Bypassschaltung 40 ist, wird, wenn die Ausgangsspannung V_OUT sich in der Übergangszeit T_TRN um ΔV verändert, der Lade-/Entlade-Strom I_OUT des Kopplungskondensators C11 wie folgt ausgedrückt. I_OUT = ΔV × C/T_TRN
Wenn der Strom I_OUT den vorbestimmten Zielwert I_REF übersteigt, fließt der Strom I_LED, der den vorbestimmten Zielwert I_REF übersteigt, in der Lichtquelle 10, und somit kommt die Lichtquelle 10 in einen Überstromzustand. Wenn die Bypassschaltung 40 mit hoher Geschwindigkeit gemäß der Übergangszeit T_TRN, die den Ausdruck (1) nicht erfüllt, ausgeschaltet wird, schwingt daher, wie in (b) in 9 gezeigt wird, der Ausgangsstrom I_OUT über, und es fließt in der Lichtemittiereinheit 12 ein Überstrom.
Wenn demgegenüber die Kapazität C des Kopplungskondensators C11 und die Übergangszeit T_TRN so festgelegt sind, dass sie den Ausdruck (1) erfüllen, dann übersteigt, sogar, wenn die Spannung zwischen beiden Enden des Kopplungskondensators C11 um ΔV verändert wird, der Strom I_OUT nicht den Zielwert I_REF. Somit ist es möglich, das Überschwingen des Ausgangsstroms I_OUT zu unterdrücken, und es ist möglich zu verhindern, dass ein Überstrom in den Lichtemittiereinheiten 12 fließt.
10 ist ein Wellenformdiagramm, das einen Schaltbetrieb des Schalttransistors M11 zeigt. Die Stromänderung gemäß der Übergangszeit T_TRN der Bypassschaltung 40, die in 9 gezeigt wird, wird in einem Zeitrahmen von mehreren zehn μs durchgeführt, während die Stromänderung gemäß dem Schalten der Bypassschaltung M1, die unten noch zu beschreiben ist, in einem kurzen Zeitrahmen von mehreren μs durchgeführt wird.
Es wird angenommen, dass, wenn der Ausgangsstrom I_OUT des Wandlers 30a stabil beim Zielwert I_REF gemäß der Steuerung der Bypassschaltung 40 gewesen ist, die Ausgangsspannung V_OUT über die Übergangszeit T_TRN um ΔV_MAX abgenommen hat. In diesem Fall wird nach dem Schalten der Bypassschaltung 40 in der Primärseitenschaltung 32 des Wandlers 30a überschüssige Energie nach ΔV_MAX × I_REF erzeugt.
In einem Fall, bei dem der Stromcontroller 52 eine Hysteresesteuerung am Strom I_OUT durchführt, stoppt das Schalten, wenn der Ausgangsstrom I_OUT den Zielwert I_REF überschreitet. Daher ist die maximale Periode, in der Energie akkumuliert werden kann, ein Schaltzyklus T_SW. In diesem Schaltzyklus T_SW, verändert sich die Ausgangsspannung V_OUT um ΔV' = ΔV_MAX × T_SW/T_TRN. Das heißt, überschüssige Energie W_EX wird durch den folgenden Ausdruck (3) angegeben. W_EX = I_REF × ΔV' × T_SW = I_REF × ΔV_MAX × T_SW ²/T_TRN (3)
Die überschüssige Energie W_EX wird von der Primärseitenschaltung 32 zur Sekundärseitenschaltung 34 übertragen und bewirkt, dass der Ausgangsstrom I_OUT ansteigt. Wenn der Ausgangsstrom I_OUT von I_REF auf I_PEAK ansteigt, wird zu diesem Zeitpunkt der Ausdruck (4) aus dem Energieerhaltungssatz begründet. W_EX = L_S × (I_PEAK – I_REF)²/2 (4)
Um die Zuverlässigkeit der Lichtemittiereinheiten 12 sicherzustellen, muss nur der Betrag I_PEAK an erhöhtem Strom geringer sein als der Maximalnennstrom I_MAX der Lichtemittiereinheiten 12.
Wenn der Ausdruck (5) erfüllt ist, kann somit sichergestellt werden, dass der Ausgangsstrom I_OUT geringer ist als der Maximalnennstrom der Lichtemittiereinheiten 12. W_EX < L_S × (I_MAX ² – I_REF ²)/2 (5)
Setzt man Ausdruck (3) in Ausdruck (5) ein, wird Ausdruck (2) erhalten. I_REF × ΔV_MAX × T_SW2/T_TRN < L_S × (I_MAX ² – I_REF ²)/2 (2)
Das heißt, es ist möglich, die Lichtemittiereinheiten 12 zu schützen, indem die Schaltung so ausgelegt wird, dass sie den Ausdruck (2) erfüllt.
Beispielsweise muss in einem Fall, indem ΔV_MAX 50 V beträgt, I_REF 1,0 A beträgt, T_SW 4 μs beträgt, T_TRN 100 μs beträgt und I_MAX 1,2 A beträgt, die Induktivität L_S nur größer sein als 29 μH.
Während die Induktivität L_S des zweiten Induktors L12 steigt, ist es auch möglich, einen Überstrom oder eine Rauschkomponente zu unterdrücken; jedoch wird der Induktor größer, und die Kosten der Komponente steigen ebenfalls. Was die Größe und die Kosten angeht, kann es daher bevorzugt sein, die Induktivität L_S des zweiten Induktors L12 kleiner zu einzustellen, in einem Bereich, in dem der Ausdruck (2) erfüllt ist. In einem Fall, in dem der Filter 36 einen Induktor umfasst, wird hier die Veränderung des Ausgangsstroms I_OUT durch die kombinierte Induktivität des zweiten Induktors L12 und des Induktors des Filters unterdrückt. Daher kann die Induktivität des zweiten Induktors L12 auf einen Wert eingestellt werden, der durch das Subtrahieren der Induktivität des Filters 36 von dem aus dem Ausdruck (2) ermittelten Wert erhalten wird.
Im oben Stehenden wurde ein Aspekt der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die erste verdeutlichende Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist verdeutlichend, und Fachleute können erkennen, dass verschiedene Modifikationen durch Kombinationen der Komponenten und der Prozesse durchgeführt werden können, und diese Modifikationen liegen ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung. Hiernach werden derartige Modifikationen beschrieben.
(Vierte Modifikation)
In der zweiten verdeutlichenden Ausführungsform wurde der Cuk-Wandler als ein Beispiel beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Der Wandler 30a muss nur eine Topologie aufweisen, die die Primärseitenschaltung 32, die den ersten Induktor L11 und den Schalttransistor M11 umfasst, die Sekundärseitenschaltung 34, die den zweiten Induktor L12 umfasst, und den Kopplungskondensator C11 aufweist, der ausgebildet ist, die Primärseitenschaltung 32 und die Sekundärseitenschaltung 34 zu koppeln. Als ein solcher Wandler 30a sind ein Zeta-Wandler oder dergleichen bekannt.
Die Beschreibung wurde bezüglich der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die verdeutlichenden Ausführungsformen bei Verwendung spezifischer Begriffe vorgenommen. Jedoch zeigen die oben beschriebenen verdeutlichenden Ausführungsformen nur die Mechanismen und Anwendungen der vorliegenden Erfindung nur für beispielhafte Zwecke, und sollen auf keinen Fall restriktiv interpretiert werden. Vielmehr können verschiedene Modifikationen und verschiedene Veränderungen am Layout durchgeführt werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die in den beigefügten Ansprüchen definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014-052540 [0001]
JP 2014-052541 [0001]
JP 2008-126958 A [0011, 0012]

Claims

Ansteuervorrichtung, die zusammen mit einer Lichtquelle verwendet wird, die eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtemittiereinheiten umfasst, um eine Fahrzeuglampe auszubilden, wobei die Ansteuervorrichtung umfasst: eine Stromquelle, die ausgebildet ist, der Lichtquelle einen Ansteuerstrom zuzuführen; und N Bypassschaltungen, die mit N Lichtemittiereinheiten der Mehrzahl von Lichtemittiereinheiten assoziiert sind und jeweils parallel zu den N Lichtemittiereinheiten vorgesehen sind, und die ausgebildet sind, unabhängig zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand schaltbar zu sein, wobei N eine natürliche Zahl ist, wobei jede der Bypassschaltungen umfasst: einen Bypasstransistor, der parallel zu einer entsprechenden Lichtemittiereinheit vorgesehen ist; einen Rückkopplungskondensator, der zwischen einem Gate und einem Drain des Bypasstransistors oder zwischen einem Gate und einem Kollektor des Bypasstransistors vorgesehen ist; und eine Gatesteuerschaltung, die ausgebildet ist, gemäß einem Steuersignal eine Ansteuerspannung zwischen dem Gate und einer Source des Bypasstransistors oder zwischen dem Gate und einem Emitter des Bypasstransistors zu liefern.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gatesteuerschaltung derart ausgebildet ist, dass eine Zeitkonstante des Ladens und eine Zeitkonstante des Entladens für eine Gatekapazität des Bypasstransistors und des Rückkopplungskondensators im Wesentlichen gleich sind.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gatesteuerschaltung umfasst: ein Klemmelement, das ausgebildet ist, eine Spannung zwischen dem Gate und der Source des Bypasstransistors oder zwischen dem Gate und dem Emitter des Bypasstransistors derart zu beschränken, dass die Spannung eine vorbestimmte Klemmspannung nicht überschreitet, und wobei die Klemmspannung das 1,5-fache bis 3-fache einer Schwellenspannung des Bypasstransistors beträgt.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Gatesteuerschaltung umfasst: eine Pegelverschiebeschaltung, die ausgebildet ist, das Steuersignal zu empfangen und eine Ansteuerspannung derart zu erzeugen, dass die Ansteuerspannung zwischen einer Hochpegelspannung V_H und 0 V übergeht; einen Strombegrenzungswiderstand, der ein Ende, das mit dem Gate des Bypasstransistors verbunden ist, und ein anderes Ende umfasst, das mit einem Ausgangsanschluss der Pegelverschiebeschaltung verbunden ist; und eine Diode, die parallel zu dem Strombegrenzungswiderstand derart vorgesehen ist, dass eine Anode der Diode an einer Gateseite des Bypasstransistors positioniert ist.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Pegelverschiebeschaltung umfasst: einen Eingangstransistor, der ausgebildet ist, gemäß dem Steuersignal ein- oder ausgeschaltet zu werden; und ein Spannungsteilerwiderstandspaar, das zwei in Reihe geschaltete Widerstände umfasst und ausgebildet ist, eine Spannung eines Endes des Eingangswiderstands zu teilen.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Pegelverschiebeschaltung umfasst: eine Konstantstromquelle, die ausgebildet ist, gemäß dem Steuersignal ein- oder ausgeschaltet zu werden; und einen Widerstand, der ausgebildet ist, eine Wandlung zwischen Strom und Spannung vorzunehmen und auf einem Weg zum Fluss eines Stroms vorgesehen ist, der durch die Konstantstromquelle erzeugt wird.
Fahrzeuglampe, umfassend: eine Lichtquelle, die eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtemittiereinheiten umfasst; und die Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ausgebildet ist, die Lichtquelle anzusteuern.
Ansteuervorrichtung, die zusammen mit einer Lichtquelle verwendet wird, die eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtemittiereinheiten umfasst, um eine Fahrzeuglampe auszubilden, wobei die Ansteuervorrichtung umfasst: einen Wandler, der ausgebildet ist, der Lichtquelle einen Ansteuerstrom zuzuführen; N Bypassschaltungen, die mit N Lichtemittiereinheiten der Mehrzahl von Lichtemittiereinheiten assoziiert sind und jeweils parallel zu den N Lichtemittiereinheiten vorgesehen sind, und die ausgebildet sind, unabhängig zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand schaltbar zu sein, wobei N eine natürliche Zahl ist; und einen Controller, der ausgebildet ist, den Wandler so zu steuern, dass der Ansteuerstrom sich einem vorbestimmten Zielwert I_REF nähert, und das Ein- und Ausschalten der N Bypassschaltungen zu steuern, wobei der Wandler umfasst: eine Primärseitenschaltung, die einen Schalttransistor und einen ersten Induktor umfasst, der ausgebildet ist, Energie beim Schalten des Schalttransistors zu akkumulieren; eine Sekundärseitenschaltung, die einen zweiten Induktor umfasst; und einen Kopplungskondensator, der eine Kapazität C aufweist und ausgebildet ist, die Primärseitenschaltung und die Sekundärseitenschaltung zu koppeln, und wobei eine Übergangszeit T_TRN, die benötigt wird, die Bypassschaltung ein- oder auszuschalten, dem folgenden Ausdruck genügt: ΔV × C < I_REF × T_TRN wobei ΔV eine Differenz einer Ausgangsspannung des Wandlers zwischen vor und nach dem Ein- oder Ausschalten der Bypassschaltung ist.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei der folgende Ausdruck erfüllt ist: I_REF × ΔV × T_SW ²/T_TRN < L × (I_MAX ² – I_REF ²)/2 wobei L eine Induktivität des zweiten Induktors ist, I_MAX ein Maximalnennstrom der Lichtemittiereinheiten ist, und T_SW ein Schaltzyklus des Schalttransistors ist.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei jede der Bypassschaltungen umfasst: einen Bypasstransistor, der parallel zu einer entsprechenden Lichtemittiereinheit vorgesehen ist; einen Rückkopplungskondensator, der zwischen einem Gate und einem Drain des Bypasstransistors oder zwischen einem Gate und einem Kollektor des Bypasstransistors vorgesehen ist; und eine Gatesteuerschaltung, die ausgebildet ist, gemäß einem Steuersignal eine Ansteuerspannung zwischen dem Gate und einer Source des Bypasstransistors oder zwischen dem Gate und einem Emitter des Bypasstransistors zu liefern.
Fahrzeuglampe, umfassend: eine Lichtquelle, die eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtemittiereinheiten umfasst; und die Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, die ausgebildet ist, die Lichtquelle anzusteuern.
Ansteuervorrichtung, die zusammen mit einer Lichtquelle verwendet wird, die eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtemittiereinheiten umfasst, um eine Fahrzeuglampe auszubilden, wobei die Ansteuervorrichtung umfasst: einen Wandler, der ausgebildet ist, der Lichtquelle einen Ansteuerstrom zuzuführen; N Bypassschaltungen, die mit N Lichtemittiereinheiten der Mehrzahl von Lichtemittiereinheiten assoziiert sind und jeweils parallel zu den N Lichtemittiereinheiten vorgesehen sind, und die ausgebildet sind, unabhängig zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand schaltbar zu sein, wobei N eine natürliche Zahl ist; und einen Controller, der ausgebildet ist, den Wandler so zu steuern, dass der Ansteuerstrom sich einem vorbestimmten Zielwert I_REF nähert, und das Ein- und Ausschalten der N Bypassschaltungen zu steuern, wobei der Wandler umfasst: eine Primärseitenschaltung, die einen Schalttransistor und einen ersten Induktor umfasst, der ausgebildet ist, Energie beim Schalten des Schalttransistors zu akkumulieren; eine Sekundärseitenschaltung, die einen zweiten Induktor umfasst, der eine Induktivität L aufweist; und einen Kopplungskondensator, der ausgebildet ist, die Primärseitenschaltung und die Sekundärseitenschaltung zu koppeln, und wobei der folgende Ausdruck erfüllt ist: I_REF × ΔV × T_SW ²/T_TRN < L × (I_MAX ² – I_REF ²)/2 wobei T_TRN eine Übergangszeit ist, die benötigt wird, um die Bypassschaltung ein- oder auszuschalten, ΔV eine Differenz einer Ausgangsspannung des Wandlers zwischen vor und nach dem Ein- oder Ausschalten der Bypassschaltung ist, I_MAX ein Maximalnennstrom der Lichtemittiereinheiten ist, und T_SW ein Schaltzyklus des Schalttransistors ist.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei jede der Bypassschaltungen umfasst: einen Bypasstransistor, der parallel zu einer entsprechenden Lichtemittiereinheit vorgesehen ist; einen Rückkopplungskondensator, der zwischen einem Gate und einem Drain des Bypasstransistors oder zwischen einem Gate und einem Kollektor des Bypasstransistors vorgesehen ist; und eine Gatesteuerschaltung, die ausgebildet ist, gemäß einem Steuersignal eine Ansteuerspannung zwischen dem Gate und einer Source des Bypasstransistors oder zwischen dem Gate und einem Emitter des Bypasstransistors zu liefern.
Fahrzeuglampe, umfassend: eine Lichtquelle, die eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Lichtemittiereinheiten umfasst; und die Ansteuervorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, die ausgebildet ist, die Lichtquelle anzusteuern.