SCHALTUNGSANORDNUNG ZUM WECHSELSEITIGEN EIN- UND AUSSCHALTEN ZUMINDEST ZWEIER ELEKTRISCH PARALLEL GESCHALTETER LEUCHTSTRÄNGE FÜR EINEN FAHRZEUGSCHEINWERFER

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (1) zum wechselseitigen Ein- und Ausschalten zumindest zweier elektrisch parallel geschalteter Leuchtstränge für einen Fahrzeugscheinwerfer, umfassend eine Parallelschaltung, aufweisend zumindest zwei elektrisch parallel geschaltete Leuchtstränge, wobei jeder Leuchtstrang aus einer Anzahl miteinander elektrisch in Serie geschalteten Lichtquellen (7) besteht, zumindest eine Energiequelle (5) zur Versorgung der Parallelschaltung (4), wobei die Parallelschaltung (4) mit der Energiequelle (5) dergestalt verbunden ist und/oder die Energiequelle (5) dergestalt ausgelegt ist, dass in einem leitenden Zustand des Schaltelements (6) die an der Parallelschaltung (4) anliegende Spannung innerhalb des Arbeitsbereichs des ersten Leuchtstranges (2) liegt und dadurch der erste Leuchtstrang (2) eingeschaltet und der zweite Leuchtstrang (3) ausgeschaltet ist, und dass in einem nichtleitenden Zustand des Schaltelements (6) die an der Parallelschaltung (4) anliegende Spannung hin zu den Arbeitsbereich des zweiten Leuchtstranges (3) angehoben und damit der erste Leuchtstrang (2) ausgeschaltet und der zweite Leuchtstrang (3) eingeschaltet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum wechselseitigen Ein- und Ausschalten zumindest zweier elektrisch parallel geschalteter Leuchtstränge für einen Fahrzeugscheinwerfer, umfassend eine Parallelschaltung, aufweisend zumindest zwei elektrisch parallel geschaltete Leuchtstränge, wobei jeder Leuchtstrang aus einer Anzahl miteinander elektrisch in Serie geschalteten Lichtquellen besteht, zumindest eine Energiequelle zur Versorgung der Parallelschaltung, wobei ein erster der zumindest zwei elektrisch parallel geschalteten Leuchtstränge einen Arbeitsbereich mit einer Spannungsuntergrenze und einer Spannungsobergrenze zum Betrieb des ersten Leuchtstranges aufweist, und wobei ein zweiter der zumindest zwei elektrisch parallel geschalteten Leuchtstränge einen Arbeitsbereich mit einer Spannungsuntergrenze und einer Spannungsobergrenze zum Betrieb des zweiten Leuchtstranges aufweist, wobei die Spannungsobergrenze des ersten Leuchtstranges unterhalb der Spannungsuntergrenze des zweiten Leuchtstranges liegt, wobei der erste Leuchtstrang mit einem Schaltelement in Serie geschaltet ist.

[0002] Weiters betrifft die Erfindung eine Leuchtvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sowie einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung.

[0003] Aus dem Stand der Technik sind Schaltungsanordnungen bekannt geworden, bei denen jedem Lichtquellenstrang ein Schaltelement zum Ein- und Ausschalten desselben zugeordnet ist. Um einen Lichtwechsel von einem Strang auf einen anderen Strang zu bewerkstelligen, war es bisher erforderlich, dass zwei Signale übertragen werden müssen, nämlich ein erstes Schaltsignal zum Deaktivieren des Schaltelements eines ersten Stranges und ein zweites Schaltsignal zum Aktivieren des Schaltelements eines zweiten Stranges. Alternative Bauweisen, die z.B. durch Wechselschalter umfassen könnten, sind entweder für Fahrzeugscheinwerferanwendungen ungeeignet, oder kostenintensiv.

[0004] Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine zuverlässige und kostengünstige Schaltungsanordnung zu schaffen, die es ermöglicht anhand des Vorliegens lediglich eines einzigen Schaltsignals einen Wechsel des Betriebs zumindest zweier Stränge zu bewirken.

[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst, bei der erfindungsgemäß die Parallelschaltung mit der Energiequelle dergestalt verbunden ist und/oder die Energiequelle dergestalt ausgelegt ist, dass in einem leitenden Zustand des Schaltelements die an der Parallelschaltung anliegende Spannung innerhalb des Arbeitsbereichs des ersten Leuchtstranges liegt und dadurch der erste Leuchtstrang eingeschaltet und der zweite Leuchtstrang ausgeschaltet ist, und dass in einem nichtleitenden Zustand des Schaltelements die an der Parallelschaltung anliegende Spannung hin zu den Arbeitsbereich des zweiten Leuchtstranges angehoben und damit der erste Leuchtstrang ausgeschaltet und der zweite Leuchtstrang eingeschaltet ist.

[0006] Dadurch kann auf das Vorsehen eines zweiten Schaltelements verzichtet werden, indem ermöglicht wird, bereits durch ein einziges Schaltelement, das lediglich zwischen den Zuständen "leitend" und "nicht leitend" geschaltet werden kann, das wechselweise Schalten zwischen zumindest zwei Strängen zu ermöglichen, wobei zur Ansteuerung lediglich eine einzige Signalleitung, die sich auf ein Bezugspotential bezieht (z.B. Massepotential in einem Fahrzeug) ausreicht.

[0007] Unter dem Ausdruck "eine Anzahl von" wird im Rahmen dieser Offenbarung - sofern nicht anders angegeben - eine Anzahl verstanden, die beispielsweise eins, zwei, drei, vier oder mehr, insbesondere sechs, acht, zehn, zwölf oder mehr als zwölf betragen kann. Der Fachmann ist in der Lage, die Anzahl der jeweiligen Lichtquellen angepasst an den Einsatzweck der Schaltungsanordnung entsprechend zu wählen.

[0008] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass sämtliche Lichtquellen der Leuchtstränge LEDs baugleich und insbesondere mit festgelegter Durchlassspannung ausgestattet sind.

[0009] Zudem kann vorgesehen sein, dass die Anzahl der in den Leuchtsträngen in Serie geschalteten LEDs voneinander abweicht, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die LEDs sämtlicher Leuchtstränge baugleich sind. Auf diese Weise können auf sehr effiziente und einfache Weise Leuchtstränge geschaffen werden, die unterschiedliche Arbeitsbereiche hinsichtlich ihrer Betriebsspannung aufweisen.

[0010] Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Anzahl der in den zumindest zwei Leuchtsträngen in Serie geschalteten LEDs gleich ist, wobei die Durchlassspannungen der LEDs der zwei Leuchtstränge voneinander abweichen, und zwar auf eine Weise, dass die wobei die Spannungsobergrenze des ersten Leuchtstranges unterhalb der Spannungsuntergrenze des zweiten Leuchtstranges liegt.

[0011] Zudem kann vorgesehen sein, dass Energiequelle eine Konstantstromquelle ist. Auf diese Weise kann z.B. eine Anordnung besonders einfach realisiert werden, in der im Falle eines Einschaltens des ersten Stranges der gesamte durch die Energiequelle gelieferte Strom durch den ersten Strang aufgenommen wird und dementsprechend die an der Parallelschaltung anliegende Spannung im Arbeitsbereich des ersten Stranges liegt. Beispielsweise können die Stränge gleichen Nennstrom aufweisen, und der Ausgangsstrom der Konstantstromquelle kann Nennstrom betragen, sodass immer nur ein Strang zur selben Zeit versorgt werden kann.

[0012] Günstigerweise kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement ein Relais oder ein Transistor, insbesondere ein MOSFET- oder ein Bipolar-Transistor, ist.

[0013] Zudem kann vorgesehen sein, dass die Schaltspannung des Schaltelements zwischen 5 V und 24V beträgt.

[0014] Zudem kann vorgesehen sein, dass die durch die Energiequelle zur Verfügung gestellte an der Parallelschaltung anliegende Spannung zwischen 2 und 60 V, insbesondere zwischen 5 und 24V, beträgt. Dieser Betriebsbereich ist insbesondere für die Anwendung im Automobilbereich vorteilhaft.

[0015] Die Erfindung betrifft ferner Leuchtvorrichtung, umfassend zumindest eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, sowie einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung.

[0016] Die Erfindung ist im Folgenden anhand einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführungsform näher erläutert, die in der Figur veranschaulicht ist. Darin zeigt

Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

[0017] Figur 1 zeigt eine Schaltungsanordnung 1 gemäß der Erfindung. Die Schaltungsanordnung 1 ist zum wechselseitigen Ein- und Ausschalten zumindest zweier elektrisch parallel geschalteter Leuchtstränge 2 und 3 für einen Fahrzeugscheinwerfer eingerichtet und umfasst eine Parallelschaltung 4, aufweisend zumindest zwei elektrisch parallel geschaltete Leuchtstränge, nämlich eines ersten Leuchtstranges 2 und eines zweiten Leuchtstranges 3, und zumindest eine Energiequelle 5 zur Versorgung der Parallelschaltung 4. Der erste Leuchtstrang 2 weist einen Arbeitsbereich mit einer Spannungsuntergrenze und einer Spannungsobergrenze zum Betrieb des ersten Leuchtstranges auf, die durch die Summen der Spannungsuntergrenzen bzw. Spannungsobergrenzen der in dem Strang in Serie geschalteten Lichtquellen 7, die insbesondere als LEDs ausgeführt sein können, gegeben sind.

[0018] Gleiches trifft in analoger Weise auf den zweiten Leuchtstrang 3 zu, wobei der zweite Leuchtstrang eine gegenüber dem ersten Leuchtstrang 2 erhöhte Anzahl von Lichtquellen aufweist und damit die Spannungsuntergrenze und Spannungsobergrenze zum Betrieb des zweiten Leuchtstrangs 3 entsprechend höher als bei dem ersten Leuchtstrang 2 ist. Konkret sind Anzahl und Spannungswerte der Leuchtmittel so gewählt, dass die Spannungsuntergrenze des zweiten Leuchtstranges 3 oberhalb der Spannungsobergrenze des ersten Leuchtstranges 2 liegt.

[0019] Der erste Leuchtstrang 2 ist mit einem Schaltelement 6 in Serie geschaltet, das dazu eingerichtet ist, über ein externes Schaltsignal S_ext zwischen einen elektrisch leitendenden und einen elektrisch sperrenden Zustand geschaltet zu werden.

[0020] Die Parallelschaltung 4 ist mit der Energiequelle 5 dergestalt verbunden und/oder die Energiequelle 5 ist dergestalt ausgelegt, dass in einem leitenden Zustand des Schaltelements 6 die an der Parallelschaltung 4 anliegende Spannung U_p innerhalb des Arbeitsbereichs des ersten Leuchtstranges 2 liegt und dadurch der erste Leuchtstrang 2 eingeschaltet und der zweite Leuchtstrang 3 ausgeschaltet ist, und dass in einem nichtleitenden Zustand des Schaltelements 6 die an der Parallelschaltung 4 anliegende Spannung Up hin zu den Arbeitsbereich des zweiten Leuchtstranges 3 angehoben und damit der erste Leuchtstrang 2 ausgeschaltet und der zweite Leuchtstrang 3 eingeschaltet ist. Beispielsweise kann bei Verwendung von fünf LED Lichtquellen im ersten Leuchtstrang 2 die Summenvorwärtsspannung, also der Arbeitsbereich des ersten Leuchtstranges 2, zwischen 13,5 V und 17,5 V (die Spannungsuntergrenze beträgt hier demnach 13,5 V und die Spannungsobergrenze beträgt demnach 17,5 V) betragen und bei Verwendung von zehn LED Lichtquellen im zweiten Leuchtstrang 3 der Arbeitsbereich des zweiten Leuchtstranges entsprechend zwischen 27 V und 35V (die Spannungsuntergrenze beträgt hier demnach 27 V und die Spannungsobergrenze beträgt demnach 35 V) liegen. Werden solche Stränge z.B. über eine Konstantstromquelle versorgt, dessen Ausgangsstrom gleich dem Nennstrom eines Stranges ist, so bewirkt ein Durchschalten des Schaltelements 6, dass sich die Spannung der Konstantstromquelle derart einstellt, dass der Nennstrom in den ersten Strang 2 fließt. Die Spannung wird daher zwischen 13,5 V und 17,5 V betragen und diesen Wert nicht übersteigen, da bereits der Nennstrom I_N fließt. Erst im Falle eines Ausschaltens des Schaltelements 6 wird dieses die Verbindung mit dem ersten Leuchtstrang 2 unterbrechen, wodurch die Spannung Up erhöht wird, bis der Nennstrom I_N durch den zweiten Strang 3 fließt. Die Spannung Up liegt nun innerhalb des Arbeitsbereichs des zweiten Leuchtstranges 3.

[0021] In Anbetracht dieser Lehre ist der Fachmann in der Lage, ohne erfinderisches Zutun zu anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen. Die Erfindung ist daher nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. Auch können einzelne Aspekte der Erfindung bzw. der Ausführungsform aufgegriffen und miteinander kombiniert werden. Wesentlich sind die der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken, die durch einen Fachmann in Kenntnis dieser Beschreibung in mannigfaltiger Weise ausgeführt werden können und trotzdem als solche aufrechterhalten bleiben. Etwaige Bezugszeichen in den Ansprüchen sind beispielhaft und dienen nur der einfacheren Lesbarkeit der Ansprüche, ohne diese einzuschränken.

Ansprüche

1. Schaltungsanordnung (1) zum wechselseitigen Ein- und Ausschalten zumindest zweier elektrisch parallel geschalteter Leuchtstränge für einen Fahrzeugscheinwerfer, umfassend

- eine Parallelschaltung, aufweisend zumindest zwei elektrisch parallel geschaltete Leuchtstränge, wobei jeder Leuchtstrang aus einer Anzahl miteinander elektrisch in Serie geschalteten Lichtquellen (7) besteht,

- zumindest eine Energiequelle (5) zur Versorgung der Parallelschaltung (4),

wobei ein erster (2) der zumindest zwei elektrisch parallel geschalteten Leuchtstränge (2, 3) einen Arbeitsbereich mit einer Spannungsuntergrenze und einer Spannungsobergrenze zum Betrieb des ersten Leuchtstranges (2) aufweist,
und wobei ein zweiter (3) der zumindest zwei elektrisch parallel geschalteten Leuchtstränge (2, 3) einen Arbeitsbereich mit einer Spannungsuntergrenze und einer Spannungsobergrenze zum Betrieb des zweiten Leuchtstranges (3) aufweist,
wobei die Spannungsobergrenze des ersten Leuchtstranges (2) unterhalb der Spannungsuntergrenze des zweiten Leuchtstranges (3) liegt, wobei der erste Leuchtstrang mit einem Schaltelement (6) in Serie geschaltet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelschaltung (4) mit der Energiequelle (5) dergestalt verbunden ist und/oder die Energiequelle (5) dergestalt ausgelegt ist,

- dass in einem leitenden Zustand des Schaltelements (6) die an der Parallelschaltung (4) anliegende Spannung innerhalb des Arbeitsbereichs des ersten Leuchtstranges (2) liegt und dadurch der erste Leuchtstrang (2) eingeschaltet und der zweite Leuchtstrang (3) ausgeschaltet ist, und

- dass in einem nichtleitenden Zustand des Schaltelements (6) die an der Parallelschaltung (4) anliegende Spannung hin zu den Arbeitsbereich des zweiten Leuchtstranges (3) angehoben und damit der erste Leuchtstrang (2) ausgeschaltet und der zweite Leuchtstrang (3) eingeschaltet ist.

2. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1, wobei sämtliche Lichtquellen (7) der Leuchtstränge LEDs sind.

3. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 2, wobei die LEDs sämtlicher Leuchtstränge (2, 3) baugleich sind.

4. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Anzahl der in den Leuchtsträngen (2, 3) in Serie geschalteten LEDs voneinander abweicht.

5. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 2, wobei die Anzahl der in den zumindest zwei Leuchtsträngen (2, 3) in Serie geschalteten LEDs gleich ist, wobei die Durchlassspannungen der LEDs der zwei Leuchtstränge (2, 3) voneinander abweichen.

6. Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiequelle (5) eine Konstantstromquelle ist.

7. Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schaltelement (6) ein Relais oder ein Transistor, insbesondere ein MOSFET- oder ein Bipolar-Transistor, ist.

8. Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltspannung (6) des Schaltelements zwischen 5 V und 24V beträgt.

9. Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die durch die Energiequelle (5) zur Verfügung gestellte, an der Parallelschaltung (4) anliegende Spannung zwischen 2V und 60V beträgt.

10. Leuchtvorrichtung, umfassend zumindest eine Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

11. Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend eine Leuchtvorrichtung nach Anspruch 10.

Zeichnung