DE202019005724U1 - Motor vehicle lighting device - Google Patents
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Abstract
Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung mit zumindest zwei LED-Seriensträngen, wobei jeder Strang in Serie geschaltet mehrere LEDs sowie einen Serientransistor (T1....T4) mit einem diesem zugeordneten Serienwiderstand (R1....R4) aufweist und die LED-Serienstränge an einer gemeinsamen Versorgungsquelle (QI) liegen,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Serientransistor (T1....T4) jedes Stranges als Konstantstromquelle geschaltet ist, wobei die in Serie liegenden LEDs den Lastwiderstand jedes Transistors bilden und der Serienwiderstand jedes Transistors einen Stromsensor bildet,
die Steuerelektroden aller Serientransistoren miteinander verbunden sind und mit einer gesteuerten Referenzspannung versorgt sind, die an der Arbeitsstrecke eines Steuertransistors (T5) liegt, dessen Arbeitswiderstand (R6) an der gemeinsamen Versorgungsspannung liegt, und dessen Basisanschluss an einem Spannungsteiler liegt, wobei ein Zweig des Spannungsteilers ein Widerstand (R8) ist und der andere Zweig die Serienschaltung zumindest eines Widerstandes (R7, R6) mit zumindest einer Referenzspannungsdiode (D1, D2) ist, wobei diese Serienschaltung an der gemeinsamen Versorgungsquelle (QI) liegt, welche eine Überspannungserkennung besitzt.
Motor vehicle lighting device with at least two LED series strings, each strand having several LEDs connected in series and a series transistor (T1 .... T4) with a series resistor (R1 .... R4) assigned to it and the LED series strings connected to one common source of supply (Q I ),
characterized in that
the series transistor (T1 .... T4) of each string is connected as a constant current source, the LEDs in series forming the load resistance of each transistor and the series resistance of each transistor forming a current sensor,
the control electrodes of all series transistors are connected to one another and are supplied with a controlled reference voltage which is applied to the working path of a control transistor (T5), the working resistance (R6) of which is connected to the common supply voltage, and whose base connection is connected to a voltage divider, one branch of the voltage divider a resistor (R8) and the other branch is the series connection of at least one resistor (R7, R6) with at least one reference voltage diode (D1, D2), this series connection being connected to the common supply source (Q I ), which has overvoltage detection.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung mit zumindest zwei LED-Seriensträngen, wobei jeder Strang in Serie geschaltet mehrere LEDs sowie einen Serientransistor mit einem diesem zugeordneten Serienwiderstand aufweist und die LED-Serienstränge an einer gemeinsamen Versorgungsquelle liegen.The invention relates to a motor vehicle lighting device with at least two LED series strings, each strand having several LEDs connected in series and a series transistor with a series resistor assigned to it and the LED series strings being connected to a common supply source.
Eine Ansteuerschaltung für eine Beleuchtungseinrichtung mit zumindest zwei LED-Seriensträngen, wobei jeder Strang in Serie geschaltet mehrere LEDs sowie einen Serientransistor mit einem diesem zugeordneten Serienwiderstand aufweist und die LED-Serienstränge an einer gemeinsamen Versorgungsspannung liegen, ist beispielsweise in der
Bei Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtungen versucht man, die maximale Versorgungsspannung niedrig zu halten und daher werden in mehreren Strängen jeweils mehrere LEDs mit gleichen Stromwerten betrieben, wobei die Stränge sozusagen parallel geschaltet sind. Erwünscht ist hier auch ein dynamischer Betrieb der LEDs, mit der Möglichkeit, diese dabei beliebig aus- und einzuschalten. Bei Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtungen der eingangs genannten Art mit analog geregelten Serientransistoren ergibt sich das Problem, dass die passiven Komponenten nicht tolerant gegenüber Toleranzen der LEDs sind. Eine dynamische Ansteuerung einzelner LEDs ist nicht möglich, da bei den bekannten Stromversorgungsschaltungen in den anderen Strängen starke Stromschwankungen auftreten und die LEDs nach Spannungen sortiert verbaut werden müssen, sodass ein dynamisches Ein- und Ausschalten nicht möglich ist. Das Ein- und Ausschalten von LEDs durch zu diesen parallel liegenden Überbrückungsschalter ist bekannt und beispielsweise in dem Dokument
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung zu schaffen, bei welcher mehrere Stränge mit jeweils mehreren LEDs vorhanden sind und bei dynamischen Veränderungen der Anzahl der LEDs durch Ein- und Ausschalten keine Auswirkung auf je andere Stränge bzw. die Gesamtspannung auftritt.It is an object of the invention to create a motor vehicle lighting device in which there are several strings with several LEDs each and in the case of dynamic changes in the number of LEDs by switching on and off there is no effect on the other strings or the total voltage.
Diese Aufgabe wird mit einer Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung der eingangs angegebenen Art gelöst, bei welcher erfindungsgemäß der Serientransistor jedes Stranges als Konstantstromquelle geschaltet ist, wobei die in Serie liegenden LEDs den Lastwiderstand des Transistors bilden und der Serienwiderstand jedes Transistors eine Stromsensor bildet, die Steuerelektroden aller Serientransistoren miteinander verbunden sind und mit einer gesteuerten Referenzspannung versorgt sind, die an der Kollektor-Emitter-Strecke eines Steuertransistors liegt, dessen Arbeitswiderstand an der gemeinsamen Versorgungsspannung liegt, und dessen Steuerelektrode an einem Spannungsteiler liegt, wobei ein Zweig des Spannungsteilers ein Widerstand ist und der andere Zweig die Serienschaltung zumindest eines Widerstandes mit zumindest einer Referenzspannungsdiode ist, wobei diese Serienschaltung an der gemeinsamen Versorgungsquelle liegt, welche eine Überspannungserkennung besitzt.This object is achieved with a motor vehicle lighting device of the type specified at the outset, in which, according to the invention, the series transistor of each strand is connected as a constant current source, the LEDs in series forming the load resistance of the transistor and the series resistance of each transistor forming a current sensor, the control electrodes of all series transistors are connected to each other and are supplied with a controlled reference voltage which is connected to the collector-emitter path of a control transistor, whose operating resistance is connected to the common supply voltage, and whose control electrode is connected to a voltage divider, one branch of the voltage divider being a resistor and the other Branch is the series connection of at least one resistor with at least one reference voltage diode, this series connection being connected to the common supply source which has an overvoltage detection.
Durch die Verwendung von Transistoren, die als Stromquellen eingesetzt werden, wobei hier eine Transistor-Stromquelle pro Strang zum Einsatz kommt und deren Steuerelektroden zusammengeschaltet sind, stellt sich in jedem Strang ein konstanter Strom ein, der sich auch bei dynamischen geschalteten LEDs. Die Gesamt-Spannung des Systems, welches von einer Strom- oder Spannungsquelle gespeist werden kann, wird somit niedrig gehalten, da nicht eine große Anzahl von LEDs in Serie geschaltet ist, sondern diese Anzahl auf mehrere Stränge aufgeteilt wird. Dadurch können auch Stromquellen, welche nicht für geringe Ströme ausgelegt sind solche niedrigen LED-Ströme treiben und auch dynamische Veränderungen bewerkstelligen.Through the use of transistors that are used as current sources, with one transistor current source per string being used and the control electrodes of which are connected together, a constant current is established in each string, which is also found in dynamically switched LEDs. The total voltage of the system, which can be fed by a current or voltage source, is thus kept low, since a large number of LEDs are not connected in series, but this number is divided over several strings. As a result, current sources that are not designed for low currents can also drive such low LED currents and also bring about dynamic changes.
Es ist von Vorteil, wenn jeder Serientransistor ein Bipolartransistor ist und/oder der Steuertransistors ein Bipolartransistor ist, da solche Transistoren günstig zur Verfügung stehen, sie verlässlich sind und ihre Beschaltung einfach ist.It is advantageous if each series transistor is a bipolar transistor and / or the control transistor is a bipolar transistor, since such transistors are available cheaply, they are reliable and their wiring is simple.
Es ist weiters zweckmäßig, wenn parallel zu dem Widerstand des Spannungsteilers, der zwischen Basisanschluss des Steuertransistors und seinem Emitteranschluss liegt, ein Kondensator geschaltet ist.It is also useful if a capacitor is connected in parallel to the resistor of the voltage divider, which is located between the base connection of the control transistor and its emitter connection.
Auch kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass parallel zu dem Spannungsteiler ein Kondensator geschaltet ist.It can also be advantageously provided that a capacitor is connected in parallel with the voltage divider.
Die Erfindung samt weiterer Vorteile ist im Folgenden an Hand einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht ist. In dieser zeigt die einzige Figur das Schaltbild für die Ansteuerung von vier Strängen, die jeweils mehrere in Serie geschaltete LEDs aufweisen.The invention together with further advantages is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment which is illustrated in the drawing. In this, the only figure shows the circuit diagram for the control of four strings, each of which has several LEDs connected in series.
Ausgangspunkt der hier gezeigten Schaltung sind hier vier Stränge
Jeder Strang
Die Serientransistoren
Die Steuerelektroden, hier die Basen, aller Serientransistoren sind miteinander verbunden, sodass an ihnen die gleiche Spannung liegt, wodurch die Symmetrie der einzelnen Stränge sichergestellt ist. Daher gleichen die Serientransistoren
Die Steuerelektroden (Basen) der vier Transistoren sind mit einem Arbeitswiderstand
Dies beiden Referenzspannungdioden
Der Arbeitswiderstand
Ein Widerstand
Wie ersichtlich, sind bei der Erfindung die einzelnen Transistor-Stromquellen durch eine gemeinsame Ansteuerung so zusammen geschaltet, dass diese im Verbund jegliche Spannungsänderung durch dynamische Lasten ausgleichen, ohne der Primärquelle diese Veränderung weiterzugeben, wobei sie einen fixen Stromwert zwischen den einzelnen Strängen konstant halten.As can be seen, in the invention, the individual transistor current sources are connected together by a common control so that they compensate for any voltage change due to dynamic loads without passing this change on to the primary source, while keeping a fixed current value constant between the individual strings.
Der Begriff „Transistor“ ist hier nicht auf Bipolar-Transistoren eingeschränkt, sondern soll beispielsweise auch Feldeffekttransistoren umfassen. Unter dem verwendeten Begriff „Arbeitsstrecke“ ist somit bei Bipolaren Transistoren die Kollektor-Emitter-Strecke zu verstehen, bei Feldeffekttransistoren die Gate-Source-Strecke. Sinngemäß ist die Steuerelektrode bei Bipolartransistoren die Basis und bei Feldeffekttransistoren das GateThe term “transistor” is not restricted here to bipolar transistors, but is also intended to include field effect transistors, for example. The term “working path” used in the case of bipolar transistors means the collector-emitter path, for field effect transistors the gate-source path. Correspondingly, the control electrode is the base in the case of bipolar transistors and the gate in the case of field effect transistors
Wegen der Strom-Symmetrierung, die der Erfindung zu eigen ist, können LED-Steuergeräte als Treiber eingesetzt werden, welche für niedrige LED-Spannungen aber hohen LED-Ströme ausgelegt sind, sodass dadurch auch dynamische Lasten betrieben werden können. Solche LED-Steuergeräte bzw. LED-Treiber konnten bisher für Anwendungen mit einer hohen Anzahl von Kleinleistungs-LEDs nicht eingesetzt werden.Because of the current balancing, which is inherent in the invention, LED control devices can be used as drivers, which are designed for low LED voltages but high LED currents, so that dynamic loads can also be operated as a result. Such LED control devices or LED drivers could not previously be used for applications with a large number of low-power LEDs.
Der Erfindung bietet auch die Möglichkeit einer Ausfallserkennung von LEDs, da bei Ausfall einer
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- C1C1
- Kondensatorcapacitor
- C2C2
- Kondensatorcapacitor
- C3C3
- Kondensatorcapacitor
- C4C4
- Kondensatorcapacitor
- C5C5
- Kondensatorcapacitor
- C6C6
- Kondensatorcapacitor
- C7C7
- Kondensatorcapacitor
- D1D1
- ReferenzspannungdiodeReference voltage diode
- D2D2
- ReferenzspannungdiodeReference voltage diode
- D3D3
- SchutzdiodeProtection diode
- D4D4
- SchutzdiodeProtection diode
- II.
- Stromcurrent
- LEDLED
- LEDsLEDs
- QIQI
- VersorgungsquelleSupply source
- R1... R4R1 ... R4
- SerienwiderstandSeries resistance
- R5R5
- Widerstandresistance
- R6R6
- Widerstandresistance
- R7R7
- Widerstandresistance
- R8R8
- Widerstandresistance
- R9R9
- Widerstandresistance
- S1S1
- Strangstrand
- S2S2
- Strangstrand
- S3S3
- Strangstrand
- S4S4
- Strangstrand
- T1T1
- SerientransistorSeries transistor
- T2T2
- SerientransistorSeries transistor
- T3T3
- SerientransistorSeries transistor
- T4T4
- SerientransistorSeries transistor
- T5T5
- SteuertransistorControl transistor
- UvUv
- VersorgungsspannungSupply voltage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 19950135 A1 [0002]DE 19950135 A1 [0002]
- WO 2017/190172 [0003]WO 2017/190172 [0003]
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DE202019005724.2U DE202019005724U1 (en) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Motor vehicle lighting device |
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DE202019005724.2U DE202019005724U1 (en) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Motor vehicle lighting device |
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DE202019005724U1 true DE202019005724U1 (en) | 2021-09-03 |
Family
ID=77851904
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DE202019005724.2U Active DE202019005724U1 (en) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | Motor vehicle lighting device |
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DE (1) | DE202019005724U1 (en) |
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WO2017190172A1 (en) | 2016-05-06 | 2017-11-09 | Zkw Group Gmbh | Motor vehicle illumination device |
-
2019
- 2019-08-13 DE DE202019005724.2U patent/DE202019005724U1/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |