DE112011105504B4

DE112011105504B4 - LED-Beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE112011105504B4
Application number: DE112011105504.8T
Authority: DE
Inventors: Takashi Ohsawa; Norikazu Tateishi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2031-08-06
Also published as: US20140001969A1; CN103563487B; JPWO2013021412A1; CN103563487A; WO2013021412A1; DE112011105504T5; JP5383956B2; US9125263B2

Abstract

LED-Beleuchtungseinrichtung (1, 1a, 1b, 1c, 1d) zum Versorgen einer ersten LED (4a) und einer zweiten LED (4b) verbunden in Serie mit vorgegebenen Strömen erzeugt von einer Elektrizitätsversorgung (2), um sie zum Leuchten zu bringen, wobei die LED-Beleuchtungseinrichtung aufweist: eine DC/DC-Wandlereinheit (3) zum Erzeugen eines ersten Stroms (Ia), um zumindest die erste LED (4a) zum Leuchten zu bringen, von der Elektrizitätsversorgung (2); eine Stromwandlungseinheit (5, 5a) zum Wandeln des ersten Stroms in einen zweiten Strom (Ib, Ic), um die zweite LED (4b) zum Leuchten zu bringen; und eine Kontrolleinheit (6, 6a, 6b, 6c) zum Kontrollieren der DC/DC-Wandlereinheit (3) und der Stromwandlungseinheit (5, 5a), wobei die Stromwandlungseinheit (5, 5a) in Serie verbunden ist zwischen der ersten LED (4a) und der zweiten LED (4b).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine LED-Beleuchtungseinrichtung, um eine Mehrzahl von LEDs (lichtemittierende Dioden) zum Leuchten zu bringen, die in Serie verbunden sind, durch Bewirken, dass ein erster Strom durch einen Teil von den LEDs fließt und ein zweiter Strom, der verschieden ist von dem ersten Strom, durch die anderen LEDs fließt.
Als eine Bordlichtquelle (Englisch: onboard light source), haben sich langlebigere, wartungsfreie LEDs als Ersatz für konventionelle Wolframlampen verbreitet. Da die LEDs ein längeres Leben haben und in der Lage sind die erforderliche Helligkeit mit kleinerer Energie beizubehalten und stabile Helligkeit mit einfacher Kontrolle, die einen konstanten Strom liefert, sind sie geeignet für eine Bordlichtquelle. Aus dem gleichen Grund werden LEDs zu Recht als eine andere Lichtquelle verwendet als die Bordlichtquelle.
Übrigens ist die Helligkeit von dem Licht, das eine LED emittiert, hauptsächlich durch den Strom festgelegt, der durch sie fließt. Zusätzlich werden als LEDs für Beleuchtungsfunktionen, wie die von Blendschutzlampen und Begrenzungsleuchten (Englisch: running lights) von Scheinwerfern, und die von den Rückleuchten und Parklichtern (Englisch: sidelights) von einer rückwärtigen Kombinationslampe, LEDs ausgewählt, die für diese Funktionen geeignet sind. Demgemäß, auch wenn der Strom, der durch LEDs von einem einzigen Beleuchter (Englisch: illuminator) fließt, in Abhängigkeit von den individuellen Funktionen variiert, ist es für eine Beleuchtungseinrichtung vorteilhaft, die Ströme gemeinsam an die LEDs mit den individuellen Funktionen zu liefern. Als Konfigurationen für eine Beleuchtungseinrichtung zum gleichzeitigen Anschalten einer Mehrzahl von LEDs mit verschiedenen Strömen werden zum Beispiel in JP 2006-4839 B , JP 2009-289940 B und JP 2009-302296 B vorgeschlagen.
Eine LED Beleuchtungseinheit gemäß JP 2006-4839 B , welche weißes Licht durch Anschalten von roten, blauen und grünen LEDs emittiert, hat die roten, blauen und grünen LEDs, welche verschiedene eingesetzte Ströme haben und parallel bezüglich einer Elektrizitätsversorgung angeordnet sind, und hat jeweils Stromeinstellschaltkreise (Strombegrenzungswiderstände) für diese.
Eine Beleuchtungseinheit gemäß JP 2009-289940 B hat zwei Arten von LEDs, welche verschiedene eingesetzte Ströme haben und in Serie verbunden sind, und verwendet einen Transformator, der die Hauptsekundärwicklung und nachgeordnete Sekundärwicklung hat. Der Transformator versorgt die in Serie verbundenen LEDs mit dem Strom, der von seiner Hauptsekundärwicklung (Hauptstrom) ausgegeben wird und versorgt einen Teil von den LEDs, die in Serie verbunden sind, mit dem Gesamtstrom von dem Hauptstrom und dem Strom von der nachgeordneten Sekundärwicklung (nachgeordneter Strom), dabei die Helligkeit erhöhend.
Eine Beleuchtungseinheit gemäß JP 2009-302296 B , welche zwei Arten von LEDs simultan anschaltet, welche verschiedene Durchlassspannungen haben und in Serie verbunden sind, weist eine Stromkontrolleinheit auf, die parallel zu den LEDs mit höherer Durchlassspannung verbunden ist. Die Stromkontrolleinheit stellt den Durchlassstrom ein, der durch die LEDs mit der höheren Durchlassspannung fließt, und hält dabei das Gleichgewicht zwischen der Energie, die an die LEDs mit der höheren Durchlassspannung geliefert wird und der Energie, die an die LEDs mit niedrigerer Durchlassspannung geliefert wird.
Die Technik, die in JP 2006-4839 B offenbart ist, welche die Ströme, die den LEDs separat geliefert werden sollen, kontrolliert, ist nicht geeignet für eine energiesparende Vorrichtung aufgrund eines Verlusts aufgrund der strombegrenzenden Widerstände, die in Serie mit den LEDs verbunden sind.
Zusätzlich ist die Technik, die in JP 2009-289940 B offenbart ist, welche die Transformatoren mit der Mehrzahl von Sekundärwindungen verwendet, nicht geeignet für eine energiesparende Vorrichtung aufgrund der komplizierten Konfiguration, die die separaten Elektrizitätsversorgungen benötigt und aufgrund des Widerstands, der zum Kontrollieren des nachgeordneten Stroms verwendet wird.
Weiterhin ist die Technik, die in JP 2009-302296 B offenbart ist, welche den Strom für das Zum-Leuchten-Bringen durch Verbinden des Widerstands parallel mit den LEDs mit der höheren Durchlassspannung vorbeiführt nicht geeignet für eine energiesparende Vorrichtung aufgrund eines Energieverlusts aufgrund des Widerstands.
Somit haben die Techniken gemäß JP 2006-4839 B , JP 2009-289940 B und JP 2009-302296 B das Problem, dass obwohl sie die Mehrzahl von LEDs zum Leuchten bringen können durch Liefern einer Mehrzahl von Strömen, sie eine komplizierte Konfiguration haben und Energieverlust mit sich bringen.
Die vorliegende Erfindung ist umgesetzt worden zum Lösen der obigen Probleme. Darum ist es ein Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine LED-Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist verschiedene Ströme mit einer einfachen Konfiguration zu liefern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine LED-Beleuchtungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es in solch einer Art eingerichtet zum Liefern des ersten Stroms an die erste LED und die zweite LED in Serie verbunden durch Verwendung einer einzigen DC/DC-Wandlereinheit, und den zweiten Strom zu liefern, der verschieden ist von dem ersten Strom, an die zweite LED durch die Stromwandlungseinheit, bereitgestellt zwischen der ersten LED und der zweiten LED. Demgemäß kann es eine LED-Beleuchtungseinrichtung ermöglichen, die in der Lage ist, die verschiedenen Ströme simultan mit einer einfachen Konfiguration aufweisend die DC/DC-Wandlereinheit und die Stromwandlungseinheit zu liefern.
1 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Konfiguration von einer LED-Beleuchtungseinrichtung von einer Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Graph, der in schematischer Weise den Betrieb von einem Schaltelement zeigt;
3 ist ein Diagramm, das den Betrieb von der Stromwandlungseinheit von der Ausführungsform 1 zeigt;
4 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Konfiguration von einer LED-Beleuchtungseinrichtung von einer Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist ein Diagramm, das den Betrieb von der Stromwandlungseinheit von der Ausführungsform 2 zeigt;
6 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Konfiguration von einer LED-Beleuchtungseinrichtung von einer Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Konfiguration von einer LED-Beleuchtungseinrichtung von einer Ausführungsform 4 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
8 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Konfiguration von einer LED-Beleuchtungseinrichtung von einer Ausführungsform 5 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Der beste Weg zum Ausführen der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben, um die vorliegende Erfindung detaillierter zu erklären.
AUSFÜHRUNGSFORM 1
Die LED-Beleuchtungseinrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, ist eine Einrichtung um eine LED-Lichtquelle 4 zum Leuchten zu bringen unter Verwendung der DC-Spannung von einer DC-Elektrizitätsversorgung 2 und weist im Wesentlichen eine DC/DC-Wandlereinheit 3, eine Stromwandlungseinheit 5, eine Kontrolleinheit 6, eine Kontrollelektrizitätsversorgungseinheit 7, und eine Eingabeinterfaceeinheit 8 (auf welche sich von jetzt an als I/F bezogen wird) auf. Die DC-Elektrizitätsversorgung 2, welche eine Energiequelle zum Zubringen der DC-Spannung an die LED-Beleuchtungseinrichtung 1 ist, erzeugt oder trennt die DC-Spannungsversorgung an die LED-Beleuchtungseinrichtung 1 durch den Netzschalter 2a. Zusätzlich ist eine Beleuchtungsinstruktionseinrichtung 9, eine externe Einrichtung, verbunden mit der LED-Beleuchtungseinrichtung 1.
Die LED-Lichtquelle 4 weist eine Serienverbindung von einem LED-Block 4a (erste LED) auf, welcher eine oder mehrere in Serie verbundene LEDs hat, und einem LED-Block 4b (zweite LED), welcher eine oder mehrere in Serie verbundene LEDs hat. Es sei bemerkt, dass der LED-Block 4a und der LED-Block 4b Lichtquellen sind, die verschiedene Funktionen erbringen und verschiedene eingesetzte Ströme haben. In der vorliegenden Ausführungsform 1 ist der Strom Ia (erster Strom), der benötigt wird, um den LED-Block 4a zum Leuchten zu bringen größer als der Strom Ib (zweiter Strom), der benötigt wird, um den LED-Block 4b zum Leuchten zu bringen.
Beispielsweise wird, zum Anwenden der LED-Lichtquelle 4 auf eine bordeigene rückwertige Kombinationslampe, der LED-Block 4a als Rücklicht verwendet und der LED-Block 4b wird als die Parklichter verwendet, in welchem Fall der LED-Block 4b für die Parklichter dunkler erleuchtet wird mit einem Strom, der kleiner ist als der von dem LED-Block 4a für das Rücklicht.
Die DC/DC-Wandlereinheit 3 weist einen Transformator 3a (oder eine Spule), ein Schaltelement Q0 bestehend aus einem MOS-Feldeffekttransistor (FET), eine Gleichrichtdiode D0 und einen Glättungskondensator C0 auf, und erzeugt einen Strom Ia, um die LED-Lichtquelle 4 zum Leuchten zu bringen mittels der DC-Energie von der DC-Elektrizitätsversorgung 2. Die DC/DC-Wandlereinheit 3 führt PWM(Pulsbreitenmodulation, Englisch: pulse width modulation)-Kontrolle von dem Schaltelement Q0 durch das DC/DC-FET-Betriebsausgabesignal von der Kontrolleinheit 6 aus, speichert magnetische Energie in dem Transformator 3a, erzeugt Spannung in dem Transformator 3a durch Entleeren davon, richtet die Spannung gleich durch die Gleichrichterdiode D0, und glättet sie durch Verwendung des Glättungskondensators C0, dabei die DC-Spannung erzeugend. Der Glättungskondensator C0 hat seinen ersten Anschluss verbunden mit dem Anodenanschluss von der LED-Lichtquelle 4 zum Versorgen der LED-Lichtquelle 4 mit dem Strom Ia, welchen die DC/DC-Wandlereinheit 3 erzeugt. Zusätzlich hat der Glättungskondensator C0 seinen ersten Anschluss verbunden mit dem Ausgabespannungs-Eingabeanschluss von der Kontrolleinheit 6, um die Ausgabespannung von der DC/DC-Wandlereinheit 3 rückzukoppeln. Der Glättungskondensator C0 hat seinen zweiten Anschluss verbunden mit einem Stromdetektionswiderstand R0 und mit der invertierenden Eingabe von einem invertierenden Verstärker 10. Die nicht invertierende Eingabe von dem invertierenden Verstärker 10 ist geerdet und der Ausgabestrom von der DC/DC-Wandlereinheit 3 ist rückgekoppelt über den invertierenden Verstärker 10.
Es sei bemerkt, dass als das Schaltelement Q0 (und als Schaltelemente Q1 bis Q4, welche später beschrieben werden), verschiedene Arten von Transistoren, wie zum Beispiel IGBT (Isolierschicht-bipolarer-Transistor; Insulated Gate Bipolar Transistor) verwendet werden können neben dem in 1 gezeigten FET.
Die Stromwandlungseinheit 5 ist in Serie verbunden zwischen dem LED-Block 4a und dem LED-Block 4b und wandelt den Strom Ia, welchen die DC/DC-Wandlereinheit 3 erzeugt in den Strom Ib, um den LED-Block 4b zum Leuchten zu bringen. Die Stromwandlungseinheit 5 weist eine Spule L1, ein Schaltelement Q1 (erstes Schaltelement), eine Diode D1 und Kondensatoren C1 und C2 auf, und der LED-Block 4a hat seinen Kathodenanschluss verbunden mit dem Drainanschluss von dem Schaltelement Q1 über die Spule L1. Zusätzlich hat das Schaltelement Q1 seinen Drainanschluss verbunden mit dem Anodenanschluss von dem LED-Block 4b über die Diode D1 und hat sein Quellanschluss geerdet. Weiterhin ist der Gateanschluss von dem Schaltelement Q1 verbunden mit dem Stromeinstell-FET-Betriebsausgabeanschluss von der Kontrolleinheit 6 und wird betrieben durch das Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal. Zusätzlich ist der Verbindungspunkt von dem LED-Block 4a zu der Spule L1 geerdet durch den Kondensator C1 und der Verbindungspunkt von der Diode D1 mit dem LED-Block 4b ist durch den Kondensator C2 geerdet.
Die Kontrolleinheit 6 weist einen Kontroll-IC für den DC/DC-Wandler auf, welcher nicht gezeigt ist, und einen CPU und einen A/D Wandler, welcher später beschrieben wird, erzeugt ein DC/DC-FET-Betriebsausgabesignal (PWM-Signal), dessen Arbeitszyklus so geändert wird, dass der Ausgabestrom, der dem Ausgabestrom-Eingabeanschluss geliefert werden soll, eine Asymptote hat an den Zielwert (Strom Ia), und liefert es an den Gateanschluss von dem Schaltelement Q0. Es sei bemerkt, dass bezüglich der Konstantstromkontrolle von der DC/DC-Wandlereinheit 3 durch die Kontrolleinheit 6 eine detaillierte Beschreibung davon vermieden wird, da sie unter Verwendung eines allgemein bekannten Verfahrens ausgeführt werden kann.
Zusätzlich erzeugt die Kontrolleinheit 6 eine Rechteckwelle mit gegebener Periode und Arbeitszyklus und liefert sie an den Gateanschluss von dem Schaltelement Q1 als Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal.
Weiterhin kann die Kontrolleinheit 6 mit der externen Beleuchtungseinrichtung 9 über die Eingabe-I/F-Einheit 8 verbunden werden und kann so eingerichtet sein, um die Stromwandlungseinheit 5 in Antwort auf das Kontrollsignal von der Beleuchtungseinrichtung 9 zu aktivieren oder deaktivieren.
Die Kontrollelektrizitätsversorgungseinheit 7 versorgt die Kontrolleinheit 6 mit der Kontrollenergie.
2 ist ein Graph, der schematisch die Schaltoperation von dem Schaltelement Q1 zeigt, wobei T die Betriebsperiode ist, t_AN die Dauer von angeschaltet ist, und t_AUS die Dauer von ausgeschaltet ist. 3(a) ist ein Diagramm, das die Operation von der Stromwandlungseinheit 5 zeigt und 3(b) ist ein Graph, der schematisch Eingabe/Ausgabe-Strom und Spannung zeigt. Die Stromwandlungseinheit 5 hat ihre Eingabe verbunden mit der Konstantstromquelle, das heißt, der LED-Block 4a, der beleuchtet ist durch den Konstantstrom Ia kontrolliert durch die Kontrolleinheit 6, und hat ihre Ausgabe verbunden mit dem LED-Block 4b.
Wenn das Schaltelement Q1 ausgeschaltet ist in Antwort auf das Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal von der Kontrolleinheit 6, fließt der Strom I_AUS von der Spule L1 zu dem Kondensator C2 und der Ausgabeseite über die Diode D1, dabei den Kondensator C2 ladend. Wenn das Schaltelement Q1 angeschaltet ist, fließt der Strom I_AN1 durch die Spule L1 zum Speichern von magnetischer Energie und der Strom I_AN2 fließt von dem Kondensator C2, welcher schon Ladungen gespeichert hat gleichzeitig zu der Ausgabeseite.
Verbinden des LED-Blocks 4b mit der Konstantspannungseigenschaft an die Ausgabeseite ergibt die folgenden Beziehungen: Eingabespannung = Ausgabespannung × (T_AUS/T); und Ausgabespannung = Eingabespannung × (T/t_AUS). In diesem Fall ist die Ausgabespannung gleich dem Durchgangsspannungsabfall von dem LED-Block 4b. Gleichermaßen ist die Eingabespannung an die Stromwandlungseinheit 5 kleiner als der Durchlassspannungsabfall von dem LED-Block 4b. Somit entsprechen die Stromwandlungseinheit 5 und der LED-Block 4b, welche als die Last von der DC/DC-Wandlereinheit 3 arbeiten, einem LED-Block mit dem Durchlassspannungsabfall kleiner als dem von dem LED-Block 4b, durch welchen der Strom Ia fließt. Es sei bemerkt, dass der Ausgabestrom Ib = Eingabestrom Ia × (t_AUS/T), und somit fließt der Strom Ib kleiner als der Strom Ia, der durch den LED-Block 4a fließt, durch den LED-Block 4b.
Der Term (t_AUS/T) zeigt den Arbeitszyklus von dem Schaltelement Q1 an. Demgemäß ermöglicht das Betreiben des Schaltelements Q1 bei irgendeinem gegebenen fixierten Arbeitszyklus durch die Kontrolleinheit 6 das Konvertieren des Stroms Ia, um den LED-Block 4a zum Leuchten zu bringen in den kleineren Strom Ib, um den LED-Block 4b zum Leuchten zu bringen. Dieses ermöglicht es, dass die einzelne DC/DC-Wandlereinheit 3 zwei verschiedene Ströme Ia und Ib simultan ausgibt.
Es sei bemerkt, dass auch wenn der Strom Ib im Wesentlichen bestimmt ist durch den Arbeitszyklus von dem Schaltelement Q1, die Beziehungen zwischen dem Arbeitszyklus und der Ausgabespannung und dem Ausgabestrom, die oben beschrieben sind, erreicht werden in einer idealen Bedingung. Allerdings ist es realistisch bevorzugt, die Frequenz (Periode T) von der Rechteckwelle von dem Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal auf die Frequenz zu setzen, welche den Eigenschaften von der Spule L1, dem Schaltelement Q1 und der Diode D1, die verwendet werden, entspricht, dabei setzend auf den Arbeitszyklus, welcher korrigiert ist unter Einbeziehung des Effekts der Effizienz.
Auch wenn die Stromwandlungseinheit 5 die Spule, das Schaltelement und die Diode als DC/DC-Wandlereinheit 3 aufweist, weist sie keinen Feedbackschalkreis auf, der nötig ist für die DC/DC-Wandlereinheit 3. Mit anderen Worten benötigt die Stromwandlungseinheit 5 kein Feedback und hat eine Konfiguration des Konvertierens in jeglichen erwünschten Strom in Antwort auf das Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal mit einer konstanten Rechteckwelle. Demgemäß ist es für die Kontrolle von der Stromwandlungseinheit 5 nicht nötig, dass die Kontrolleinheit 6 eine komplizierte Feedbackverarbeitung von dem Ausgabestrom durchführt und nur einfache Steuerung (Englisch: open loop control) nötig ist.
Zusätzlich kann die LED-Beleuchtungseinrichtung 1 eine Konfiguration haben, die die Eingabe-I/F-Einheit 8 aufweist, welche die Beleuchtungseinrichtung 9 mit der Kontrolleinheit 6 verbindet und das Kontrollsignal von der externen Beleuchtungseinrichtung 9 der Kontrolleinheit 6 liefert.
Empfangend das Kontrollsignal anweisend die Stromwandlungseinheit 5 zu aktivieren von der Beleuchtungsinstruktionseinrichtung 9, gibt die Kontrolleinheit 6 das Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal aus mit der gegebenen Periode T und dem Arbeitszyklus (= t_AUS/T) wie oben beschrieben und betreibt das Schaltelement Q1. Dieses aktiviert die Beleuchtung des LED-Blocks 4a und des LED-Blocks 4b simultan unter Verwendung der verschiedenen Ströme Ia und Ib.
Auf der anderen Seite, empfangend das Kontrollsignal anweisend die Stromwandlungseinheit 5 zu deaktivieren (fixieren des Schaltelements Q1 in dem Aus-Zustand), gibt die Kontrolleinheit 6 das Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal aus zum Stoppen des Schaltelements Q1 in dem Aus-Zustand (fixierter Arbeitszyklus = 1). Dieses aktiviert denselben Strom Ia durch den LED-Block 4a und LED-Block 4b zu fließen.
Im Gegensatz, empfangend das Kontrollsignal anweisend die Stromwandlungseinheit 5 zu deaktivieren (fixieren des Schaltelements Q1 in dem An-Zustand), gibt die Kontrolleinheit 6 das Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal aus zum Stoppen des Schaltelements Q1 in dem An-Zustand (fixierter Arbeitszyklus = 0). Dieses aktiviert Unterbrechen des Stroms an den LED-Block 4b, und ist dabei in der Lage den LED-Block 4b abzuschalten.
Beispielsweise ermöglicht die Anwendung der LED-Lichtquelle 4 auf die bordeigene rückwertige Kombinationslampe wie oben erwähnt, den Parklicht-LED-Blocks 4b bei derselben Helligkeit wie der LED-Block 4a zu beleuchten oder diese abzuschalten. Demgemäß kann er als ein Richtungsindikator verwendet werden. In diesem Fall entspricht die Beleuchtungseinrichtung 9 einer Kontrolleinheit zum Verarbeiten des Signals von dem Richtungsindikatorschalter oder ähnlichem bereitgestellt in der Nähe des Rads oder Lenkrads von einem Fahrzeug.
Wie oben beschrieben weist gemäß der Ausführungsform 1, die LED-Beleuchtungseinrichtung 1, welche den vorgegebenen Strom, der von der DC-Elektrizitätsversorgung 2 erzeugt wird, der LED-Lichtquelle 4 liefert, bestehend aus dem LED-Block 4a und LED-Block 4b, die in Serie verbunden sind, auf, die DC/DC-Wandlereinheit 3 zum Erzeugen des Stroms Ia von der DC-Elektrizitätsversorgung 2, um zumindest den LED-Block 4a zum Leuchten zu bringen; die Stromwandlungseinheit 5 in Serie verbunden zwischen dem LED-Block 4a und dem LED-Block 4b zum Wandeln des Stroms Ia in den Strom Ib, um den LED-Block 4b zum Leuchten zu bringen; und die Kontrolleinheit 6 zum Ausführen der Feedbackkontrolle von der DC/DC-Wandlereinheit 3 und der Steuerung mit offener Schleife von der Stromwandlungseinheit 5. Demgemäß kann die LED-Beleuchtungseinrichtung 1 bereitgestellt werden, die in der Lage ist die verschiedenen Ströme Ia und Ib simultan auszugeben mit einer einfachen Konfiguration aufweisend die DC/DC-Wandlereinheit 3 und die Stromwandlungseinheit 5.
Zusätzlich ist gemäß der Ausführungsform 1 die Stromwandlungseinheit 5 in solcher Weise eingerichtet, dass sie die Spule L1, das Schaltelement Q1 und die Diode D1 aufweist, und dass das Schaltelement Q1 einen diskontinuierlichen Strom zum Fließen von der Spule L1 zu dem Schaltelement Q1 bewirkt durch die An/Aus-Operation bei dem vorgegebenen Arbeitszyklus angewiesen durch die Kontrolleinheit 6. Demgemäß kann sie, da sie die Spule L1 zum Speichern der Energie in der Form von der magnetischen Energie ohne Verwendung des Widerstands wie in Patentdokumenten 1 bis 3 oben beschrieben, verwendet, den Energieverlust verhindern, und ist dabei in der Lage die LED-Beleuchtungseinrichtung 1 mit höherer Effizienz bereitzustellen.
Zusätzlich schaltet gemäß der Ausführungsform 1 die Stromwandlungseinheit 5 den Strom, der von der Spule L1 zu dem Schaltelement Q1 fließt, an und aus unter Verwendung des Schaltelements Q1, dabei den Strom Ia, den die DC/DC-Wandlereinheit 3 erzeugt, in den kleineren Strom Ib konvertierend. Demgemäß kann die LED-Beleuchtungseinrichtung 1 realisiert werden, die in der Lage ist den Strom Ia und den Strom Ib, der kleiner ist als der Strom Ia, simultan auszugeben durch eine einfache Konfiguration.
Zusätzlich ist gemäß Ausführungsform 1 die LED-Beleuchtungseinrichtung 1 in solch einer Weise eingerichtet, dass sie die Eingabe-I/F-Einheit 8 zum Liefern des Signals von der externen Beleuchtungseinrichtung 9 an die Kontrolleinheit 6 aufweist und dass die Kontrolleinheit 6 die Stromwandlungseinheit 5 in Antwort auf das Signal von der Lichtinstruktionseinrichtung 9 aktiviert oder deaktiviert. Dieses ermöglicht eine Mehrzahl von Beleuchtungsoperationen von der LED-Lichtquelle 4 durch eine externe Operation, wie zum Beispiel Verwenden der Parklichter von den rückwertigen Kombinationslampen als Richtungsindikator.
AUSFÜHRUNGSFORM 2
4 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Konfiguration von einer LED-Beleuchtungseinrichtung 1a von einer Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Es sei bemerkt, dass in 4 dieselben oder gleichen Komponenten wie diese aus 1 durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibung wird vermieden. Auch wenn die obige Ausführungsform 1 unter Verwendung eines Beispiels beschrieben wurde, bei welchem der Strom Ib, um den LED-Block 4b zu beleuchten kleiner ist als der Strom Ia, um den LED-Block 4a zu beleuchten, wird die vorliegenden Ausführungsform 2 einen Fall behandeln, bei welchem ein Strom Ic (zweiter Strom), um den LED-Block 4b zu beleuchten größer ist als der Strom Ia, um den LED-Block 4a zu beleuchten.
Beispielsweise wird es, wenn die LED-Lichtquelle 4 auf bordeigene Scheinwerfer angewendet wird, verwendend den LED-Block 4a als Blendschutzlichter (das Abblendlicht) und den LED-Block 4b als Begrenzungsleuchten (das Fernlicht), es ermöglichen, dass ein größerer Strom durch den LED-Block 4b verwendet als Begrenzungsleuchten fließt als durch den LED-Block 4a, verwendet als Blendschutzlichter, dabei die erstgenannten heller beleuchtend.
Die Stromwandlungseinheit 5a ist in Serie zwischen dem LED-Block 4a und dem LED-Block 4b verbunden zum Wandeln des Stroms Ia in einen größeren Strom Ic. Die Stromwandlungseinheit 5a weist eine Spule L2, ein Schaltelement Q2 (zweites Schaltelement), eine Diode D2 und Kondensatoren C3 und C4 auf, und das Schaltelement Q2 hat seinen Drainanschluss verbunden mit dem Kathodenanschluss von dem LED-Block 4a. Das Schaltelement Q2 hat seinen Quellanschluss verbunden mit dem Anodenterminal von dem LED-Block 4b über die Spule L2 und an den Kathodenanschluss von der Diode D2. Weiterhin hat das Schaltelement Q2 seinen Gateanschluss verbunden mit dem Stromeinstell-FET-Betriebsausgabeanschluss von der Kontrolleinheit 6, um betrieben zu werden durch das Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal. Zusätzlich ist der Verbindungspunkt von dem LED-Block 4a mit dem Schaltelement Q2 geerdet über den Kondensator C3, und der Verbindungspunkt von der Spule L2 mit dem LED-Block 4b ist geerdet über den Kondensator C4.
5(a) ist ein Diagramm, das den Betrieb von der Stromwandlungseinheit 5a zeigt und 5(b) ist ein Graph, der schematisch Eingabe/Ausgabe-Strom und Spannung zeigt. Die Stromwandlungseinheit 5a hat ihre Eingabeseite verbunden mit dem LED-Block 4a und ihre Ausgabeseite verbunden mit dem LED-Block 4b.
Wenn das Schaltelement Q2 angeschaltet ist in Antwort auf das Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal von der Kontrolleinheit 6, fließt der Strom I_AN entsprechend der Ausgabeseitenlast durch die Spule L2. Wenn das Schaltelement Q2 ausgeschaltet ist, bewirkt die magentische Energie, die in der Spule L2 gespeichert ist, den Strom I_AUS durch die Diode D2 zu fließen. Die Ströme I_AN und I_AUS werden mit der Spule L2 und Kondensator C4 geglättet und fließen zu der Ausgabeseite.
Verbinden des LED-Blocks 4b mit der Konstantspannungseigenschaft an die Ausgabeseite bringt die folgenden Beziehungen mit sich: Eingabespannung = Ausgabespannung × (T/t_AN); und Ausgabespannung = Eingabespannung × (t_AN/T). In diesem Fall ist die Ausgabespannung gleich dem Durchlassspannungsabfall auf dem LED-Block 4b. Demgemäß ist die Eingabespannung zu der Stromwandlungseinheit 5a größer als der Durchlassspannungsabfall von dem LED-Block 4b. Somit entsprechen die Stromwandlungseinheit 5a und der LED-Block 4b, die als die Last von der DC/DC-Wandlereinheit 3 arbeiten, einem LED-Block mit dem Durchlassspannungsabfall größer als dem von dem LED-Block 4b, durch welchen der Strom Ia fließt. Es sei bemerkt, dass der Ausgabestrom Ic = Eingabestrom Ia × (T/t_AN) = Eingabestrom Ib × (t_AN/T), und somit fließt der Strom Ic, der größer ist als der Strom Ia, der durch den LED-Block 4a fließt, durch den LED-Block 4b.
Der Term (t_AN/T) ist der Arbeitszyklus von dem Schaltelement Q2. Demgemäß ermöglicht das Betreiben des Schaltelements Q2 bei jedem gegebenen fixierten Arbeitszyklus durch die Kontrolleinheit 6 es, den Strom Ia, um den LED-Block 4a zu beleuchten, in den größeren Strom Ic, um den LED-Block 4b zum Leuchten zu bringen, zu wandeln. Dies ermöglicht es, dass die einzelne DC/DC-Wandlereinheit 3 die beiden verschiedenen Ströme Ia und Ic simultan ausgibt.
Es sei bemerkt, dass, auch wenn der Strom Ic im Wesentlich bestimmt ist durch den Arbeitszyklus von dem Schaltelement Q2 wie in der obigen Ausführungsform 1, die Beziehungen zwischen dem Arbeitszyklus und der Ausgabespannung und Ausgabestrom oben beschrieben in idealen Bedingungen erreicht werden. Allerdings ist es realistisch bevorzugt die Frequenz (Periode T) von der Rechteckspannung von dem Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal auf die Frequenz zu setzen, entsprechend den Eigenschaften von der Spule L2, Schaltelement Q2 und Diode D2, die verwendet werden, dabei den Arbeitszyklus so setzend, dass er korrigiert ist unter Beachtung des Effekts von der Effizienz.
Zusätzlich kann in der LED-Beleuchtungseinrichtung 1a die Kontrolleinheit 6 das Kontrollsignal von der Lichtinstruktionseinheit 9 über die Eingabe-I/F-Einheit 8 empfangen. Empfangend das Kontrollsignal anweisend die Stromwandlungseinheit 5a zu aktivieren von der Beleuchtungsinstruktionseinrichtung 9, gibt die Kontrolleinheit 6 das Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal mit der gegebenen Periode T und dem Arbeitszyklus (= t_AN/T) wie oben beschrieben aus, und betreibt das Schaltelement Q2. Dies aktiviert Beleuchtung des LED-Blocks 4a und LED-Blocks 4b simultan unter Verwendung der verschiedenen Ströme Ia und Ic.
Auf der anderen Seite, empfangend das Kontrollsignal anweisend die Stromwandlungseinheit 5a zu deaktivieren (das Schaltelement Q2 in dem An-Zustand zu fixieren), gibt die Kontrolleinheit 6 das Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal zum Stoppen des Schaltelements Q2 in dem An-Zustand (fixierter Arbeitszyklus = 1) aus. Dies aktiviert denselben Strom Ia durch den LED-Block 4a und den LED-Block 4b zu fließen.
Beispielsweise ist es, wenn die LED-Lichtquelle 4 an die bordeigenen Scheinwerfer wie oben angewendet wird, möglich den LED-Block 4b, der als Begrenzungslichter verwendet wird, heller zu machen durch den Strom Ic oder die Helligkeit auf das gleich Niveau zu reduzieren wie der andere LED-Block 4a durch Verwenden des Stroms Ia. Demgemäß kann sie nicht nur als Begrenzungslichter und Blendschutzlichter verwendet werden, sondern auch als Scheinwerfer für eine Schnellstraße, welche den LED-Block 4b, der für die Begrenzungslichter verwendet wird, ausdimmen. In diesem Fall entspricht die Beleuchtungseinrichtung 9 einer Kontrolleinrichtung zum Verarbeiten eines Signals von einem Scheinwerferschalter oder ähnlichem bereitgestellt in der Nähe des Rads oder Lenkrads (Englisch: wheel) von einem Fahrzeug.
Es sei bemerkt, dass in der LED-Beleuchtungseinrichtung 1a von 4, da der Strom, der auf die LED-Lichtquelle 4 angewandt wird, aufhört, das Schaltelement Q2 nicht in dem Aus-Zustand fixiert ist.
Wie oben beschrieben schaltet gemäß der Ausführungsform 2 die Stromwandlungseinheit 5a von der LED-Beleuchtungseinrichtung 1a den Eingabestrom an und aus unter Verwendung des Schaltelements Q2, und wandelt dabei den Strom Ia, welchen die DC/DC-Wandlereinheit 3 erzeugt, in den größeren Strom Ic. Demgemäß kann es die LED-Beleuchtungseinrichtung 1a realisieren, die in der Lage ist den Strom Ia und den Strom Ic, der größer ist als der Strom Ia, simultan mit einer einfachen Konfiguration auszugeben.
Zusätzlich ist gemäß Ausführungsform 2 die Stromwandlungseinheit 5a in einer solchen Weise eingerichtet, dass sie die Spule L2, Schaltelement Q2 und Diode D2 aufweist, und dass das Schaltelement Q2 einen diskontinuierlichen Strom (Englisch: intermittent current) zum Fließen von dem Schaltelement Q2 zu der Spule L2 bewirkt durch die An/Aus-Operation bei dem vorgegebenen Arbeitszyklus angewiesen durch die Kontrolleinheit 6. Demgemäß kann es den Energieverlust verhindern durch Einsetzen der Spule L2 zum Speichern der Energie in der Form von magentischer Energie, wie in der obigen Ausführungsform 1, und ist dadurch in der Lage die LED-Beleuchtungseinrichtung 1a mit höheren Effizienz bereitzustellen.
Zusätzlich ist gemäß der Ausführungsform 2 die LED-Beleuchtungseinrichtung 1a in einer solchen Weise eingerichtet, dass sie die Eingabe-I/F-Einheit 8 zum Liefern des Signals von der externen Beleuchtungsinstruktionseinrichtung 9 an die Kontrolleinheit 6 aufweist, und dass die Kontrolleinheit 6 die Stromwandlungseinheit 5a aktiviert oder deaktiviert in Antwort auf ein Signal von der Beleuchtungsinstruktionseinrichtung 9. Dieses ermöglicht es, dass die LED-Lichtquelle 4 eine Mehrzahl von Beleuchtungsoperationen erreicht in Antwort auf die externe Kontrolle so wie das Verwenden der Begrenzungslichter von den Scheinwerfern als die Scheinwerfer für eine Schnellstraße durch Dimmen derselben.
AUSFÜHRUNGSFORM 3
6 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Konfiguration von einer LED-Beleuchtungseinrichtung 1b von einer Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Es sei bemerkt, dass in 6 dieselben oder ähnlichen Komponenten wie die von 4 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibung wird vermieden. In der vorliegenden Ausführungsform 3 ist ein Schaltelement Q3 (zweites Schaltelement) zum Kurzschließen oder Öffnen der Stromwandlungseinheit 5a zu der LED-Beleuchtungseinrichtung 1a von der Ausführungsform 2, die in 4 gezeigt ist, hinzugefügt.
Das Schaltelement Q3 hat seinen Drainanschluss verbunden mit dem Verbindungspunkt von dem LED-Block 4a mit dem Schaltelement Q2 und hat seinen Quellanschluss geerdet. Zusätzlich hat das Schaltelement Q3 seinen Gateanschluss verbunden mit dem Schalt-FET-Betriebsausgabeanschluss von der Kontrolleinheit 6b, um an- und ausgeschaltet zu werden in Antwort auf das Schalt-FET-Betriebsausgabesignal.
Die Kontrolleinheit 6b empfängt das Kontrollsignal anweisend die An/Aus-Operation von dem Schaltelement Q3 von der externen Beleuchtungsinstruktionseinrichtung 9 über die Eingabe-I/F-Einheit 8 und schaltet das Schaltelement Q3 an und aus durch Ausgeben des Schalt-FET-Betriebsausgabesignals. Wenn das Schaltelement Q3 aus ist, wird dieselbe Beleuchtungsoperation, wie die von der obigen Ausführungsform 2 ausgeführt. Auf der anderen Seite, wenn das Schaltelement Q3 an ist, wird der Strom zu der Stromwandlungseinheit 5a unterbrochen, was den LED-Block 4b ausschalten kann.
Beispielsweise kann, wenn die LED-Lichtquelle 4 auf bordeigene Scheinwerfer angewandt wird und Beleuchten des LED-Blocks 4a verwendet wird für das Blendschutzlicht, kann der LED-Block 4b, der für das Begrenzungslicht verwendet wird, ausgeschaltet werden.
Wie oben beschrieben ist gemäß der Ausführungsform 3 die LED-Beleuchtungseinrichtung 1b in einer solchen Weise eingerichtet, um das Schaltelement Q3 zum Kurzschließen der Stromwandlungseinheit 5a aufzuweisen. Dies ermöglicht es, dass die LED-Lichtquelle 4 mit der Mehrzahl von Funktionen beleuchtet wird durch eine externe Operation sowie Ausschalten der Begrenzungslichter während Beleuchten der Blendschutzlichter von den Scheinwerfern.
AUSFÜHRUNGSFORM 4
7 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Konfiguration von einer LED-Beleuchtungseinrichtung 1c von einer Ausführungsform 4 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Es sei bemerkt, dass in 7 dieselben oder ähnlichen Komponenten wie diese von 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibung wird vermieden. In der vorliegenden Ausführungsform 4 ist ein Schaltelement Q4 (drittes Schaltelement) zum Kurzschließen oder Öffnen zwischen den Anschlüssen von dem LED-Block 4a zu der LED-Beleuchtungseinrichtung 1 von der Ausführungsform 1, die in 1 gezeigt ist, hinzugefügt.
Das Schaltelement Q4 hat seinen Drainanschluss verbunden mit dem Verbindungspunkt von der DC/DC-Wandlereinheit 3 mit dem LED-Block 4a und seinen Quellanschluss verbunden mit dem Verbindungspunkt von dem LED-Block 4a mit der Stromwandlungseinheit 5. Zusätzlich hat das Schaltelement Q4 seinen Gateanschluss verbunden mit dem Schalt-FET-Betriebsausgabeanschluss von der Kontrolleinheit 6c, um an- und ausgeschaltet zu werden in Antwort auf das Schalt-FET-Betriebsausgabesignal.
Die Kontrolleinheit 6c empfängt das Kontrollsignal anweisend die An/Aus-Operation von dem Schaltelement Q4 von der externen Beleuchtungsinstruktionseinrichtung 9 via der Eingabe-I/F-Einheit 8 und schaltet das Schaltelement Q4 an und aus durch Ausgeben des Schalt-FET-Betriebsausgabesignals. Wenn das Schaltelement Q4 aus ist, wird dieselbe Beleuchtungsoperation, wie die von der obigen Ausführungsform 1 ausgeführt. Auf der anderen Seite, wenn das Schaltelement Q4 an ist, hat der LED-Block 4a seine zwei Anschlüsse kurzgeschlossen und ist ausgeschaltet.
Beispielsweise, wenn die LED-Lichtquelle 4 auf bordeigene rückwertige Kombinationslampen angewendet wird, wird der LED-Block 4a, der für die Rücklichter verwendet wird, während des Tages ausgeschaltet und der LED-Block 4b, der für die Parklichter verwendet wird, kann als Richtungsindikator verwendet werden durch die An/Aus-Operation von dem Schaltelement Q1.
Wie oben beschrieben ist gemäß der Ausführungsform 4 die LED-Beleuchtungseinrichtung 1c in einer solchen Weise eingerichtet, um das Schaltelement Q4 zum Kurzschließen von den zwei Anschlüssen von dem LED-Block 4a aufzuweisen. Dies ermöglicht Beleuchten der LED-Lichtquelle 4 entsprechend einer Vielzahl von Operationen durch eine externe Operation, wie zum Beispiel Ausschalten der Rücklichter von der rückwertigen Kombinationslampe.
AUSFÜHRUNGSFORM 5
8 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Konfiguration von einer LED-Beleuchtungseinrichtung 1d von einer Ausführungsform 5 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Es sei bemerkt, dass in 8 dieselben oder ähnlichen Komponenten wie die von 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre Beschreibung wird vermieden. Die vorliegenden Ausführungsform 5 ist in einer solchen Weise eingerichtet, dass eine Kontrolleinheit 6d aufweisend eine CPU 11 Kontrolle von der DC/DC-Wandlereinheit 3 und die Kontrolle von der Stromwandlungseinheit 5 ausführt.
Um den Strom Ia und den Strom Ib simultan durch Verwendung der CPU 11 für die Kontrolle auszugeben wie in 8 gezeigt, ist es schwierig für eine einzelne kleinformatige CPU simultanes Verarbeiten von zwei DC/DC-Wandlern mit Feedbackverarbeiten zu verarbeiten, welches komplizierte Hochgeschwindigkeitsalgorithmen erfordert. Im Gegensatz dazu ist es möglich einen einzelnen DC/DC-Wandler mit Feedbackverarbeitung (DC/DC-Wandlereinheit 3) einzusetzen und die Verarbeitung des Ausgebens einer Rechteckwelle für Stromwandlung mit einer fixierten Periode und Arbeitszyklus hinzuzufügen. Mit anderen Worten kann die Kontrolleinheit 6d einfach konstruiert werden durch Verwendung einer preiswerten Allzweck-CPU 11. Es sei bemerkt, dass zum Erzeugen der Rechteckwelle mit der fixierten Periode und Arbeitszyklus der Timer verwendet werden kann, der in der CPU 11 integriert ist.
Somit kann eine preiswerte Allzweck-CPU 11 angewendet werden. Die CPU 11 führt auf der einen Seite das Feedbackverarbeiten unter Verwendung eines komplizierten Hochgeschwindigkeitsalgorithmus durch, um das DC/DC-FET-Betriebsausgabesignal (PWM Signal) zum Betreiben des Schaltelements Q0 auszugeben, es dabei bewirkend, dass die DC/DC-Wandlereinheit 3 betrieben wird zum Ausgeben des Stroms Ia. Auf der anderen Seite gibt die CPU 11 das Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal mit der fixierten Periode und Arbeitszyklus aus zum Betreiben des Schaltelements Q1, dabei wandelnd den Strom Ia in den Strom Ib durch die externe Stromwandlungseinheit 5 ohne die Feedbackverarbeitung auszuführen (das heißt durch die Steuerung mit offener Schleife).
Eine Speichereinheit 12 weist ein nicht flüchtiges Speicherelement wie ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) und einen Flash-Speicher auf und speichert Setting-Information wie einen Zielwert von dem Strom Ia, der der Feedbackkontrolle unterzogen werden soll, und einen Zielwert von dem Strom Ib, der der Steuerung mit offener Schleife unterzogen werden soll (oder die Periode und Arbeitszyklus von dem Stromeinstell-FET-Betriebsausgabesignal).
Weiterhin kann in der vorliegenden Ausführungsform 5 die Kontrolleinheit 6d mit der externen Einrichtung 14 verbunden werden über die Eingabe/Ausgabe-I/F-Einheit 13, was es ermöglicht, Zielwerte von den Strömen Ia und Ib, die in der Speichereinheit 12 gespeichert werden sollen zu setzen oder zu ändern. Dies ermöglicht es, dass die LED-Beleuchtungseinrichtung 1d mit derselben Konfiguration eingestellt werden kann auf die Eigenschaften von der LED-Lichtquelle 4 mit einer Mehrzahl von Eigenschaften. Zusätzlich kann das Setting nach Fertigstellung des Produkts verändert werden.
Es sei bemerkt, dass für die LED-Beleuchtungseinrichtungen 1a bis 1c von den obigen Ausführungsformen 2 bis 4 zusätzlich zu der LED-Beleuchtungseinrichtung 1 von der obigen Ausführungsform 1, die Kontrolleinheiten 6, 6b und 6c auch konstruiert werden können verwendend die CPU 11.
Wie oben beschrieben ist gemäß der Ausführungsform 5 die LED-Beleuchtungseinrichtung 1d so eingerichtet, dass die Kontrolleinheit 6d die CPU 11 aufweist und dass die CPU 11 auf der einen Seite die Feedbackkontrolle von der DC/DC-Wandlereinheit 3 ausführt durch Akquirieren des Ausgabestroms an die LED-Lichtquelle 4 und führt auf der anderen Seite die Steuerung mit offener Schleife der Stromwandlungseinheit 5 aus. Demgemäß kann es die LED-Beleuchtungseinrichtung 1d realisieren, die in der Lage ist die Ströme Ia und Ib simultan auszugeben unter Verwendung der preiswerten Allzweck-CPU 11.
Zusätzlich ist gemäß der Ausführungsform 5 die LED-Beleuchtungseinrichtung 1d in solcher Weise eingerichtet, dass es die Eingabe/Ausgabe-I/F-Einheit 13 zum Transferieren zwischen der Kontrolleinheit 6d und externen Einrichtung 14 die Setting-Information, die verwendet wird zum Kontrollieren der DC/DC-Wandlereinheit 3 und Kontrolleinheit 6d aufweist, und die CPU 11 beinhaltend die Speichereinheit 12 zum Speichern der Setting-Information eingegeben von der externen Einrichtung 14 via der Eingabe/Ausgabe-I/F-Einheit 13, und dass die Kontrolleinheit 6d die Ausgabe von der DC/DC-Wandlereinheit 3 an den Strom Ia einstellt und die Ausgabe von der Stromwandlereinheit 5 zu dem Strom Ib gemäß der Setting-Information, die in der Speichereinheit 12 gespeichert ist. Demgemäß kann es mit verschiedenartigen LED-Lichtquellen 4 mit einer Mehrzahl von Eigenschaften zurechtkommen durch Verändern der Setting-Information von der Speichereinheit 12 durch Verwendung der LED-Beleuchtungseinrichtung 1d mit derselben Konfiguration. Demgemäß können die LED-Beleuchtungseinrichtung 1d mit derselben Konfiguration in Massenproduktion hergestellt werden und sind dadurch in der Lage die Produktivität zu verbessern.
Es sei bemerkt, dass auch wenn die obigen Ausführungsformen 1 bis 5 durch ein Beispiel beschrieben worden sind, welches die LED-Beleuchtungseinrichtung 1–1d auf bordeigene Beleuchter anwendet, wie die rückwertigen Kombinationslampen und Scheinwerfer, sind sie auch anwendbar auf verschiedenartige Verwendungen verschieden von den bordeigenen Beleuchtern wie diese, die in Patentdokument 2 beschrieben sind, das zum Beispiel oben erwähnt wurde.
Es sei bemerkt, dass es Verstanden werden sollte, dass eine freie Kombination von den individuellen Ausführungsformen so wie die Konfiguration, die den Ausgabestrom Ia von der DC/DC-Wandlereinheit 3 in den kleineren Strom Ib und den größeren Strom Ic wandelt, oder Variationen von irgendwelchen Komponenten von den individuellen Ausführungsformen oder Entfernen von irgendwelchen Komponenten von den individuellen Ausführungsformen möglich sind innerhalb des Schutzbereichs von der vorliegenden Erfindung.
Wie oben beschrieben ist eine LED-Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eingerichtet, die Stromwandlungseinheit aufzuweisen, die in Serie verbunden ist mit einer Mehrzahl von LEDs und den Strom, der durch einen Teil von den LEDs fließt in den Strom zu wandeln, der anders ist als der Ausgabestrom von dem DC/DC-Wandler. Demgemäß ist es geeignet für Anwendungen wie eine LED-Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten eines bordeigenen Beleuchters mit einer Mehrzahl von LEDs entsprechend einer Mehrzahl von Funktionen.

1, 1a–1d LED-Beleuchtungseinrichtung; 2 DC-Elektrizitätsversorgung; 2a Netzschalter; 3 DC/DC-Wandlereinheit; 3a Transformator; 4 LED-Lichtquelle; 4a, 4b LED-Block; 5, 5a Stromwandlungseinheit; 6, 6b–6d Kontrolleinheit; 7 Kontrollelektrizitätsversorgungseinheit; 8 Eingabe-I/F-Einheit; 9 Beleuchtungsinstruktionseinrichtung; 10 invertierender Verstärker; 11 CPU; 12 Speichereinheit; 13 Eingabe/Ausgabe-I/F-Einheit; 14 externe Einrichtung.

Claims

LED-Beleuchtungseinrichtung (1, 1a, 1b, 1c, 1d) zum Versorgen einer ersten LED (4a) und einer zweiten LED (4b) verbunden in Serie mit vorgegebenen Strömen erzeugt von einer Elektrizitätsversorgung (2), um sie zum Leuchten zu bringen, wobei die LED-Beleuchtungseinrichtung aufweist: eine DC/DC-Wandlereinheit (3) zum Erzeugen eines ersten Stroms (Ia), um zumindest die erste LED (4a) zum Leuchten zu bringen, von der Elektrizitätsversorgung (2); eine Stromwandlungseinheit (5, 5a) zum Wandeln des ersten Stroms in einen zweiten Strom (Ib, Ic), um die zweite LED (4b) zum Leuchten zu bringen; und eine Kontrolleinheit (6, 6a, 6b, 6c) zum Kontrollieren der DC/DC-Wandlereinheit (3) und der Stromwandlungseinheit (5, 5a), wobei die Stromwandlungseinheit (5, 5a) in Serie verbunden ist zwischen der ersten LED (4a) und der zweiten LED (4b).
LED-Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Stromwandlungseinheit (5) eine Spule (L1, L2), ein erstes Schaltelement (Q1, Q2) und eine Diode (D1, D2) aufweist; und das erste Schaltelement (Q1, Q2) einen Strom an- und ausschaltet, der durch die Spule (L1, L2) und das erste Schaltelement (Q1, Q2) fließt durch eine An/Aus-Operation in einem vorgegebenen Arbeitszyklus ausgegeben von der Kontrolleinheit (6).
LED-Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Strom (Ib), den die Stromwandlungseinheit (5) erzeugt, kleiner ist als der erste Strom (Ia), den die DC/DC-Wandlereinheit (3) erzeugt.
LED-Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Strom (Ib), den die Stromwandlungseinheit (5) erzeugt, größer ist als der erste Strom (Ia), den die DC/DC-Wandlereinheit (3) erzeugt.
LED-Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter aufweisend: eine Eingabeeinheit (8) zum Versorgen der Kontrolleinheit (6) mit einem Signal eingegeben von einer externen Beleuchtungsinstruktionseinrichtung (9), wobei die Kontrolleinheit (6) zwischen aktivierten und deaktivierten Zuständen von der Stromwandlungseinheit (5) schaltet in Antwort auf das Signal von der Beleuchtungsinstruktionseinrichtung (9).
LED-Beleuchtungseinrichtung (1a) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, weiter aufweisend: ein zweites Schaltelement (Q3) zum Kurzschließen der Stromwandlungseinheit (5).
LED-Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter aufweisend: ein drittes Schaltelement (Q4) zum Kurzschließen zwischen Anschlüssen, an welche die erste LED (4a) verbunden ist.
LED-Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kontrolleinheit eine CPU (11) aufweist; und die CPU eine Feedbackkontrolle der DC/DC-Wandlereinheit (3) durchführt und eine Steuerung mit offener Schleife der Stromwandlungseinheit (5) durchführt.
LED-Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 8, weiter aufweisend: eine Eingabe/Ausgabe-Einheit (13) zum Transferieren, zwischen der Kontrolleinheit (6d) und einer externen Einrichtung (14), von Setting-Information verwendet zum Kontrollieren der DC/DC-Wandlereinheit (3) und der Stromwandlungseinheit (5); und eine Speichereinheit (12) zum Speichern der Setting-Information eingegeben von der externen Einrichtung (14) über die Eingabe/Ausgabe-Einheit (13), wobei die Kontrolleinheit (6d) die Ausgabe von der DC/DC-Wandlereinheit (3) einstellt auf den ersten Strom (Ia) und die Ausgabe von der Stromwandlungseinheit (5) auf den zweiten Strom (Ib) einstellt gemäß der Setting-Information gespeichert in der Speichereinheit (12).
LED-Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die LED-Beleuchtungseinrichtung LEDs zum Leuchten bringt arbeitend als Lichtquelle von einem bordeigenen Beleuchter.