[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Steuerschaltung zum Steuern mehrerer
parallel zueinander geschalteter LED-Anordnungen. Die Steuerschaltung weist zwei Versorgungsspannungseingänge,
an denen eine Versorgungsspannung anliegt, mindestens zwei Steuerausgänge zum Anschluss
der LED-Anordnungen und mindestens eine Stromquelle zum Bereitstellen eines Betriebsstroms
für die LED-Anordnungen über die Steuerausgänge auf.
[0002] Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug,
umfassend mehrere parallel zueinander geschaltete LED-Anordnungen und eine Steuerschaltung
zum Steuern der LED-Anordnungen. Die Beleuchtungseinrichtung kann als ein Scheinwerfer,
oder als eine beliebige Leuchte, insbesondere als eine Heckleuchte, ausgebildet sein.
[0003] Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Steuern mehrerer parallel
zueinander geschalteter LED-Anordnungen mittels einer Steuerschaltung. Dabei wird
an zwei Versorgungsspannungseingängen der Steuerschaltung eine Versorgungsspannung
angelegt, es werden die LED-Anordnungen an mindestens zwei Steuerausgängen der Steuerschaltung
angeschlossen, und es wird ein Betriebsstrom für die LED-Anordnungen durch mindestens
eine Stromquelle der Steuerschaltung bereitgestellt.
[0004] Eine elektrische Steuerschaltung, eine Beleuchtungseinrichtung sowie ein Steuerverfahren
der eingangs genannten Art sind bspw. aus der
DE 10 2008 021 534 A1 bekannt. Ähnlicher Stand der Technik ist auch in der
DE 100 27 478 A1 sowie der
DE 103 18 780 A1 bekannt.
[0005] Die bekannten Beleuchtungseinrichtungen weisen jeweils mehrere LED-Anordnungen auf,
wobei jede LED-Anordnung mehrere in Reihe geschaltete LEDs umfasst. Die LED-Anordnungen
werden durch eine Steuerschaltung angesteuert. Über zwei Versorgungsspannungseingänge
liegt eine Versorgungsspannung, vorzugsweise eine Batteriespannung eines Kraftfahrzeugs,
an der Steuerschaltung an. Die Steuerschaltung weist für jede LED-Anordnung eine eigene
separate Stromquelle auf, die für die jeweilige LED-Anordnung einen individuellen,
eingeprägten Betriebsstrom bereitstellt. Jede der LED-Anordnungen ist über zwei Steuerausgänge
an die Steuerschaltung angeschlossen. Ein erster Steuerausgang für jede der LED-Anordnungen
ist mit der zugeordneten Stromquelle verbunden und ein zweiter Steuerausgang mit Masse.
Somit weist die Steuerschaltung für jede der LED-Anordnungen mindestens einen eigenen,
separaten Steuerausgang auf.
[0006] Die aus dem Stand der Technik bekannten Steuerschaltungen sowie die damit ausgerüsteten
Beleuchtungseinrichtungen sind aufgrund der Vielzahl an Stromquellen und Steuerausgängen
relativ aufwendig, großbauend und teuer. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, Steuerschaltungen und damit ausgerüstete Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge
einfacher, kleiner und kostengünstiger auszugestalten.
[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Steuerschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 vorgeschlagen. Insbesondere wird ausgehend von der Steuerschaltung der eingangs
genannten Art vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung umfasst:
- eine gemeinsame ansteuerbare Stromquelle, die ausgebildet ist, einen individuellen
Betriebsstrom für zumindest einige der durch die Steuerschaltung gesteuerten LED-Anordnungen
bereitzustellen,
- mehrere Schaltelemente, wobei jeweils ein Schaltelement einer der LED-Anordnungen
zugeordnet ist, für welche die Stromquelle den Betriebsstrom bereitstellt, und die
Schaltelemente ausgebildet sind, den in der dem jeweiligen Schaltelement zugeordneten
LED-Anordnung fließenden Betriebsstrom zu schalten, und
- eine Steuereinheit zur Steuerung der Stromquelle derart, dass diese den Betriebsstrom
für mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung bereitstellt, und zur Steuerung der
Schaltelemente derart, dass der von der Stromquelle bereitgestellte Betriebsstrom
durch die mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung fließt.
[0008] Die Steuerschaltung ist vorzugsweise ausgebildet, die LED-Anordnungen einer Beleuchtungseinrichtung
in aufeinander folgenden Takt-Phasen eines sich wiederholenden Steuerzyklus anzusteuern.
In jeder Takt-Phase wird mindestens eine andere LED-Anordnung angesteuert. Am Ende
eines Steuerzyklus sind vorzugsweise alle LED-Anordnungen mindestens einmal angesteuert
worden, wobei die Ansteuerung einer LED-Anordnung auch einen Betrieb der LED-Anordnung
mit einem Betriebsstrom von 0 A umfassen kann. Mithin kann durch die Ansteuerung der
LED-Anordnungen die Intensität (oder Helligkeit) des von den LED-Anordnungen ausgesandten
Lichts eingestellt und es können die LED-Anordnungen ein- bzw. ausgeschaltet werden.
Die aufeinanderfolgenden Steuerzyklen werden vorzugsweise in einer Frequenz durchlaufen,
die es dem menschlichen Auge nicht erlaubt, zwischen eingeschalteter LED-Anordnung
(höhere Intensität) in einem ersten Steuerzyklus und ausgeschalter oder gedimmter
LED-Anordnung (niedrigere Intensität) in einem darauffolgenden Steuerzyklus zu unterschieden.
Vielmehr ist die Dauer eines Steuerzyklus so kurz gewählt, dass das menschliche Auge
bzw. das Gehirn die verschiedenen Helligkeitswerte in aufeinanderfolgenden Steuerzyklen
zu einem Mittelwert mittelt. Somit liegt die Frequenz der Steuerzyklen vorzugsweise
oberhalb von 75 Hz, d.h. ein Steuerzyklus dauert weniger als 13 ms. Somit verbleibt
bspw. bei vier unabhängig voneinander anzusteuernden parallelen LED-Anordnungen eine
Dauer für eine Takt-Phase von etwa 3,3 ms. Dies sind nur beispielhafte Werte, von
denen in der Praxis abgewichen werden kann.
[0009] Die Ansteuerung einer oder mehrerer LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung umfasst
vorzugsweise zum einen den für den Betrieb bzw. eine gewünschte Intensität des ausgesandten
Lichts der aktuell angesteuerten LED-Anordnung(en) erforderlichen Betriebsstrom über
die eine gemeinsame Stromquelle bereitzustellen und zum anderen den Stromfluss in
den LED-Anordnungen über die Schaltelemente so zu steuern, dass der von der Stromquelle
bereitgestellte Betriebsstrom durch die in der jeweiligen Takt-Phase aktuell angesteuerte(n)
LED-Anordnung(en) fließt. In einer Takt-Phase kann eine LED-Anordnung oder es können
mehrere LED-Anordnungen angesteuert und mit dem von der Stromquelle bereitgestellten
Betriebsstrom betrieben werden. Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Steuerschaltung
lediglich eine gemeinsame Stromquelle zum Bereitstellen eines individuellen Betriebsstroms
für mehrere anzusteuernde LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung aufweist. Dadurch
kann die Steuerschaltung und die damit versehene Beleuchtungseinrichtung einfacher
und kostengünstiger realisiert werden. Zudem kann sich durch die Verwendung lediglich
einer gemeinsamen Stromquelle eine Effizienzsteigerung der Steuerschaltung ergeben.
[0010] Jede der angesteuerten LED-Anordnungen kann Licht aussenden, das zur Erzeugung einer
bestimmten Licht- oder Leuchtfunktion der Beleuchtungseinrichtung oder eines Teils
davon dient. So wäre es bspw. denkbar, dass eine oder mehrere der LED-Anordnungen
zur Erzeugung eines Abblendlichts, eines Fernlichts, eines Tagfahrlichts, eines Positionslichts
und/oder eines Blinklichts ausgebildet sind. Eine oder mehrere LED-Anordnungen können
auch zur Erzeugung mehrerer Licht- bzw. Leuchtfunktionen ausgebildet sein, die durch
Ansteuerung der LED-Anordnung(en) mit unterschiedlichen Betriebsströmen realisiert
werden können. Für den Fall, dass für eine gewisse Zeitdauer nur eine der Licht- bzw.
Leuchtfunktionen (z.B. Tagfahrlicht) aktiv ist, kann das erfindungsgemäße Steuerverfahren
mit den sich wiederholenden Steuerzyklen und den sequenziellen Takt-Phase eines Steuerzyklus
auch vorübergehend ausgesetzt werden. In diesem Fall kann dann die mindestens eine
LED-Anordnung, welche die längerfristige Licht- bzw. Leuchtfunktion erzeugt, für die
gewünschte Zeitdauer (bspw. über mehrere Steuerzyklen hinweg) mit dem entsprechenden
Betriebsstrom betrieben werden. Eine Wiederaufnahme der Steuerzyklen mit den Takt-Phasen
ist erst dann wieder erforderlich, wenn eine zusätzliche Licht- bzw. Leuchtfunktion
hinzukommt.
[0011] Die Steuerschaltung kann mehrere LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren ansteuern und eine oder mehrere andere LED-Anordnungen
der Beleuchtungseinrichtung auf andere Weise betreiben, bspw. nach einem aus dem Stand
der Technik bekannten Verfahren mit einer separaten Stromquelle für jede der betreibenden
anderen LED-Anordnungen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird
jedoch vorgeschlagen, dass die eine gemeinsame Stromquelle der Steuerschaltung zur
Versorgung von allen durch die Steuerschaltung gesteuerten LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung
mit dem individuellen Betriebsstrom ausgebildet ist. In diesem Sinne wird ferner vorgeschlagen,
dass in jeder der von der Stromquelle mit dem individuellen Betriebsstrom versorgten
LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung ein Schaltelement angeordnet ist.
[0012] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die
Steuerschaltung zwei gemeinsame Steuerausgänge für alle von der Stromquelle mit dem
individuellen Betriebsstrom versorgten LED-Anordnungen aufweist. Einer der Steuerausgänge
liegt vorzugsweise auf Masse und an dem anderen Steuerausgang liegt vorzugsweise der
von der gemeinsamen Stromquelle bereitgestellte Betriebsstrom an.
[0013] Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, die Stromquelle
und die Schaltelemente synchronisiert anzusteuern. Sobald die gemeinsame Stromquelle
in einer Takt-Phase zum Bereitstellen eines gewünschten Betriebsstroms eingestellt
ist, werden in der gleichen Takt-Phase die Schaltelemente so angesteuert, dass der
bereitgestellte Betriebsstrom durch die in dieser Takt-Phase anzusteuernde LED-Anordnung(en)
fließt.
[0014] Es wird vorgeschlagen, dass die Takt-Phasen eines Steuerzyklus sequenziell ausgeführt
werden. In diesem Sinne ist die Steuereinheit ausgebildet, die Stromquelle und die
den LED-Anordnungen zugeordneten Schaltelemente für jede der LED-Anordnungen, denen
ein Schaltelement zugeordnet ist, sequenziell anzusteuern. Vorzugsweise ist die Steuereinheit
ausgebildet, in einem von mehreren sich wiederholenden Steuerzyklen jeweils durch
sequenzielles Steuern der Stromquelle und der Schaltelemente für jede der LED-Anordnungen,
denen ein Schaltelement zugeordnet ist, den Betriebsstrom in der/den jeweiligen aktuell
angesteuerten LED-Anordnung(en) individuell einzustellen.
[0015] Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zur Steuerung der Stromquelle
dieser einen Stromsollwert vorgibt, der abhängig ist von dem Betriebsstrom für die
aktuell angesteuerte(n) LED-Anordnung(en). Die Stromquelle liefert dann entweder als
Betriebsstrom den Stromsollwert oder aber die Stromquelle hat eine Regelungsfunktion,
um den gelieferten Betriebsstrom im Rahmen einer Regelung auf den Stromsollwert zu
regeln. Zu diesem Zweck kann es vorteilhaft sein, wenn der aktuell gelieferte Betriebsstrom
erfasst wird, bspw. mittels eines Stromsensors. Dieser kann in der Steuerschaltung
an dem Steuerausgang angeordnet sein, an dem der von der gemeinsamen Stromquelle gelieferte
Betriebsstrom anliegt.
[0016] Vorzugsweise umfasst jede der LED-Anordnungen mindestens eine LED oder eine Laserdiode.
Die LED-Anordnungen können auch beliebig andere Halbleiterlichtquellen umfassen. Die
LEDs können bspw. weiße LEDs sein, die weißes Licht aussenden. Ebenso wäre es denkbar,
dass die LEDs rote, gelbe und/oder blaue LEDs sind, die zusammen RGB-LEDs bilden.
Dabei sind vorzugsweise LEDs einer Farbe jeweils in einer LED-Anordnung angeordnet.
Für den Fall, dass mindestens eine der LED-Anordnungen mehrere LEDs oder Laserdioden
umfasst, sind diese vorzugsweise in Reihe geschaltet. Die einzelnen LED-Anordnungen
können sich in der Anzahl und/oder der Art bzw. dem Typ (z.B. RGB-LEDs, herkömmliche
weiße LEDs oder Hochleistungs-LEDs) der LEDs oder Laserdioden voneinander unterscheiden.
Dadurch können sich unterschiedliche Betriebsströme ergeben, die zum ordnungsgemäßen
Betrieb der LED-Anordnungen erforderlich sind. Es ist auch denkbar, dass innerhalb
einer LED-Anordnung unterschiedliche Arten bzw. Typen von LEDs oder Laserdioden angeordnet
sind. Es ist ferner nicht ausgeschlossen, dass innerhalb einer LED-Anordnung mehrere
LEDs oder Laserdioden auch parallel zueinander geschaltet sind.
[0017] Vorzugsweise sind die den LED-Anordnungen zugeordneten Schaltelemente jeweils in
Reihe zu der mindestens einen LED oder Laserdiode der entsprechenden LED-Anordnung
geschaltet. Auf diese Weise kann der Stromfluss durch die LED-Anordnungen durch die
Schaltelemente gesteuert, insbesondere unterbrochen oder durchgeschaltet werden.
[0018] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
parallel zu den LED-Anordnungen der Beleuchtungseinrichtung eine Parallelschaltung
eines Ausgangskondensators und eines weiteren Schaltelements geschaltet ist, wobei
die Steuereinheit ausgebildet ist, auch das dem Ausgangskondensator zugeordnete weitere
Schaltelement zu steuern. Der Ausgangskondensator oder die gesamte Parallelschaltung
kann Teil der Steuerschaltung sein oder außerhalb der Steuerschaltung angeordnet sein.
Der Ausgangskondensator kann dazu genutzt werden, - falls erforderlich - für ein schnelleres
Verringern des Betriebsstroms zwischen einer Takt-Phase und der darauffolgenden zu
sorgen. Zu diesem Zweck kann der Ausgangskondensator bei Bedarf auf den Stromwert
der nachfolgenden (kleineren) Betriebsstrom-Amplitude entladen werden. Zum Entladen
des Ausgangskondensators, wird das weitere Schaltelement geschlossen, so dass sich
der Kondensator über Masse (teil-)entladen kann.
[0019] Besonders bevorzugt ist die Steuereinheit ausgebildet, das dem Ausgangskondensator
zugeordnete weitere Schaltelement im Anschluss an die Steuerung eines Schaltelements
anzusteuern (bzw. zu schließen), das einer der LED-Anordnungen zugeordnet ist. Mithin
wird das weitere Steuerelement vorzugsweise am Ende einer jeden Takt-Phase eines Steuerzyklus
angesteuert.
[0020] Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch eine Beleuchtungseinrichtung
für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Insbesondere wird
vorgeschlagen, dass die Beleuchtungseinrichtung neben den parallel zueinander geschalteten
LED-Anordnungen eine erfindungsgemäße Steuerschaltung zum Steuern der LED-Anordnungen
aufweist. Die Beleuchtungseinrichtung ist vorzugsweise als ein Kraftfahrzeugscheinwerfer
oder als eine beliebige Kraftfahrzeugleuchte, insbesondere als eine Heckleuchte ausgebildet,
die verschiedene Leuchtfunktionen (z.B. Rücklicht, Bremslicht, Nebelschlusslicht,
Rückfahrscheinwerfer, Blinklicht) realisiert. Jeder dieser Leuchtfunktionen kann mindestens
eine der LED-Anordnungen zugeordnet sein. All diese Leuchtfunktionen können in der
erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung durch eine gemeinsame Stromquelle realisiert
werden.
[0021] Ferner wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Steuerverfahren
mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Insbesondere wird ausgehend von dem Steuerverfahren
der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass
- die Stromquelle eine gemeinsame ansteuerbare Stromquelle ist, durch die ein individueller
Betriebsstrom für zumindest einige der durch die Steuerschaltung gesteuerten LED-Anordnungen
bereitgestellt wird, wobei die Stromquelle durch eine Steuereinheit der Steuerschaltung
gesteuert wird, um den individuellen Betriebsstrom jeweils für mindestens eine ausgewählte
LED-Anordnung bereitzustellen, und
- jeweils ein Schaltelement einer der LED-Anordnungen zugeordnet ist, für welche die
Stromquelle den Betriebsstrom bereitstellt, und die Schaltelemente durch die Steuereinheit
gesteuert werden, damit der von der Stromquelle bereitgestellte Betriebsstrom durch
die mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung fließt.
[0022] Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand
der Figuren näher erläutert. Dabei können auch einzelne der in den Figuren gezeigten
und nachfolgend beschriebenen Merkmale für sich alleine erfindungswesentlich sein,
selbst wenn dies nicht ausdrücklich erwähnt ist. Außerdem können die einzelnen in
den Figuren gezeigten und nachfolgend beschriebenen Merkmale in beliebiger Weise miteinander
kombiniert werden, selbst wenn dies nicht gezeigt oder ausdrücklich erwähnt ist. Es
zeigen:
- Figur 1
- eine erfindungsgemäße Steuerschaltung in einer bevorzugten Ausführungsform;
- Figur 2
- eine Steuerung von LED-Anordnungen gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer
bevorzugten Ausführungsform;
- Figur 3
- eine Steuerung von LED-Anordnungen gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer
alternativen Ausführungsform;
- Figur 4
- eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform.
[0023] In Figur 4 ist eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge in
Form eines Scheinwerfers, insbesondere für Autos oder Lastkraftwagen, in ihrer Gesamtheit
mit dem Bezugszeichen 101 bezeichnet. Entsprechende Scheinwerfer können jedoch auch
in Zügen, Straßenbahnen, Booten, Schiffen oder Flugzeugen eingesetzt werden. Selbstverständlich
kann die Beleuchtungseinrichtung 101 auch als eine Kraftfahrzeugleuchte, insbesondere
als eine Heckleuchte ausgebildet sein. Die nachfolgenden auf Scheinwerfer bezogenen
Ausführungen gelten deshalb für Kraftfahrzeugleuchten gleichermaßen.
[0024] Der Scheinwerfer 101 umfasst ein Gehäuse 102, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt
ist. In einer Lichtaustrittsrichtung 103 weist das Scheinwerfergehäuse 102 eine Lichtaustrittsöffnung
auf, die durch eine transparente Abdeckscheibe 104 verschlossen ist. Die Abdeckscheibe
104 ist aus farblosem Kunststoff oder Glas gefertigt. Die Scheibe 104 kann ohne optisch
wirksame Profile als sogenannte klare Scheibe ausgebildet sein. Alternativ kann die
Scheibe 104 zumindest bereichsweise mit optisch wirksamen Profilen (z.B. Zylinderlinsen
oder Prismen) versehen sein, die eine Streuung des hindurchtretenden Lichts, vorzugsweise
in horizontaler Richtung bewirken. Der Scheinwerfer 101 ist zum Einbau an einer Anbauseite
eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Zwei der gezeigten Scheinwerfer 101, die an verschiedenen
Anbauseiten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, bilden eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung.
Dabei sind die an unterschiedlichen Anbauseiten eingebauten Scheinwerfer 101 bezüglich
ihres allgemeinen geometrischen äußeren Erscheinungsbildes vorzugsweise spiegelsymmetrisch
zueinander ausgebildet.
[0025] Im Inneren des Scheinwerfergehäuses 102 sind in dem dargestellten Beispiel zwei Lichtmodule
105, 106 angeordnet. Die Lichtmodule 105, 106 sind fest oder relativ zu dem Gehäuse
102 bewegbar angeordnet. Durch eine Relativbewegung der Lichtmodule 105, 106 zum Gehäuse
102 in horizontaler Richtung kann eine dynamische Kurvenlichtfunktion realisiert werden.
Bei einer Bewegung der Lichtmodule 105, 106 um eine horizontale Achse, also in vertikaler
Richtung, kann eine Leuchtweitenregelung realisiert werden. Selbstverständlich können
in dem Scheinwerfergehäuse 102 auch mehr oder weniger als die dargestellten zwei Lichtmodule
105, 106 vorgesehen sein. Eines oder mehrere der Lichtmodule 105, 106 des Scheinwerfers
101 können ein erfindungsgemäßes Leuchtmittel als Lichtquelle aufweisen, das nachfolgend
noch im Detail erläutert wird.
[0026] Das Lichtmodul 105 kann zur Erzeugung unterschiedlicher Lichtverteilungen ausgebildet
sein, bspw. eines Abblendlichts, eines Fernlichts und eines Teilfernlichts oder von
Teilen davon (z.B. eines Abblendlichtgrundlichts, eines Abblendlichtspots, eines Fernlichtgrundlichts,
eines Fernlichtspots etc.). Es ist denkbar, dass sich die Lichtverteilungen der Lichtmodule
105, 106 zu der resultierenden Lichtverteilung des Scheinwerfers 101 ergänzen. Es
ist ferner denkbar, dass sich die Lichtverteilungen der Lichtmodule von an verschiedenen
Anbauseiten des Kraftfahrzeugs angeordneten Scheinwerfern 101 zu der resultierenden
Lichtverteilung der Beleuchtungsanordnung umfassend beide Scheinwerfer 101 ergänzen.
[0027] An der Außenseite des Scheinwerfergehäuses 102 ist ein Steuergerät 107 in einem Steuergerätegehäuse
108 angeordnet. Selbstverständlich kann das Steuergerät 107 auch an einer beliebig
anderen Stelle des Scheinwerfers 101 angeordnet sein. Insbesondere kann für jedes
der Lichtmodule 105, 106 ein eigenes Steuergerät vorgesehen sein, wobei die Steuergeräte
integraler Bestandteil der Lichtmodule 105, 106 sein können. Selbstverständlich kann
das Steuergerät 107 auch entfernt von dem Scheinwerfer 101, bspw. im Motorraum des
Kraftfahrzeugs, angeordnet sein. Das Steuergerät 107 dient zur Steuerung und/oder
Regelung der Lichtmodule 105, 106 bzw. von Teilkomponenten der Lichtmodule 105, 106,
wie beispielsweise von Leuchtmitteln der Lichtmodule 105, 106. Die Ansteuerung der
Lichtmodule 105, 106 bzw. der Teilkomponenten durch das Steuergerät 107 erfolgt über
Verbindungsleitungen 110, die in Figur 4 durch eine gestrichelte Linie lediglich symbolisch
dargestellt sind. Über die Leitungen 110 kann auch eine Versorgung der Lichtmodule
105, 106 mit elektrischer Energie erfolgen. Die Leitungen 110 sind aus dem Inneren
des Scheinwerfers 101 durch eine Öffnung im Scheinwerfergehäuse 102 in das Steuergerätegehäuse
108 geführt und dort an die Schaltung des Steuergerätes 107 angeschlossen. Falls Steuergeräte
als integraler Bestandteil der Lichtmodule 105, 106 vorgesehen sind, können die Leitungen
110 und kann die Öffnung in dem Scheinwerfergehäuse 102 entfallen. Das Steuergerät
107 umfasst ein Steckerelement 109 zum Anschluss eines Verbindungskabels zu einer
übergeordneten Steuereinheit (z.B. in Form einer sog. Body Controller Unit) und/oder
einer Energiequelle (z.B. in Form der Fahrzeugbatterie).
[0028] Die Lichtmodule 105, 106 der Beleuchtungseinrichtung 101 können mehrere parallel
zueinander angeordnete LED-Anordnungen aufweisen, wie sie beispielhaft in Figur 1
gezeigt sind und mit den Bezugszeichen 2.1, 2.2, 2.3, 2.i (zusammen Bezugszeichen
2) bezeichnet sind. Die Lichtmodule dienen zur Erzeugung von einer oder mehreren Lichtfunktionen,
wie bspw. Abblendlicht, Fernlicht, Nebellicht, etc. Selbstverständlich können die
LED-Anordnungen 2 auch Teil eines oder mehrerer im Inneren des Gehäuses 102 angeordneter
Leuchtmodule sein, die zur Erzeugung von einer oder mehrerer Leuchtfunktionen, wie
bspw. Tagfahrlicht, Positionslicht, Blinklicht etc., dienen. Schließlich wäre es auch
denkbar, dass ein Teil der LED-Anordnungen 2.1, 2.2, 2.3, 2.i Teil eines Lichtmoduls
105, 106 und ein anderer Teil der LED-Anordnungen 2.1, 2.2, 2.3, 2.i Teil eines Leuchtmoduls
der Beleuchtungseinrichtung 101 ist, das ebenfalls in dem Gehäuse 102 angeordnet sein
und zur Erzeugung einer beliebigen Leuchtfunktion dienen kann. Die LED-Anordnungen
2 werden vorzugsweise durch eine gemeinsame elektrische Steuerschaltung 4 angesteuert
werden.
[0029] Jede der LED-Anordnungen 2 umfasst eine oder mehrere Halbleiterlichtquellen 6, bspw.
LEDs oder Laserdioden. Wenn mehrere Halbleiterlichtquellen 6 in einer LED-Anordnung
2 vorgesehen sind, sind diese vorzugsweise in Reihe geschaltet. In den LED-Anordnungen
2 kann jeweils die gleiche Anzahl an Halbleiterlichtquellen 6 vorgesehen sein. Es
ist aber auch denkbar, dass die LED-Anordnungen 2 eine unterschiedliche Anzahl an
Halbleiterlichtquellen 6 aufweisen. Die Halbleiterlichtquellen 6 können von der gleichen
Art bzw. vom gleichen Typ (z.B. LEDs, OLEDs, herkömmliche Laserdioden, VCSELs, normale
weiße LEDs, Hochleistungs-LEDs, RGB-LEDs, etc.) oder unterschiedlicher Art sein. Zudem
können zumindest einige der Halbleiterlichtquellen 6 in einer LED-Anordnung 2 auch
parallelgeschaltet sein. Ferner können in den LED-Anordnungen 2 auch weitere elektrische
Bauteile angeordnet sein, vorzugsweise in Reihe zu den Halbleiterlichtquellen 6 geschaltet.
[0030] Die elektrische Steuerschaltung 4 weist zwei Versorgungsspannungseingänge 8a, 8b
auf, an denen eine Versorgungsspannung, bspw. eine Batteriespannung U
Batt einer Fahrzeugbatterie oder eine von einer übergeordneten Steuereinheit (z.B. in
Form einer sog. Body Controller Unit) zur Verfügung gestellten Spannung, anliegt.
Die Steuerschaltung 4 ist vorzugsweise in dem Steuergerät 107 der Beleuchtungseinrichtung
101 angeordnet. Ferner umfasst die Steuerschaltung 4 mindestens zwei Steuerausgänge,
in dem vorliegenden Fall genau zwei Steuerausgänge 10a, 10b, zum Anschluss der LED-Anordnungen
2. Dabei liegt an einem der Steuerausgänge 10a vorzugsweise eine Betriebsspannung
für die LED-Anordnungen 2 an, und der andere Steuerausgang 10b liegt auf Masse.
[0031] Des Weiteren weist die Steuerschaltung 4 eine gemeinsame elektrisch ansteuerbare
Stromquelle 12 zum Bereitstellen eines Betriebsstroms I_1, I_2, I_3, I_i (zusammen
I) für die LED-Anordnungen 2.1, 2.2, 2.3, 2.i über die Steuerausgänge 10a, 10b auf.
Insbesondere kann die Stromquelle 12 durch Ansteuerung veranlasst werden, einen individuellen
Betriebsstrom I_1, I_2, I_3, I_i für zumindest einige der durch die Steuerschaltung
4 gesteuerten LED-Anordnungen 2.1, 2.2, 2.3, 2.i bereitzustellen. Die Stromquelle
12 kann eine an sich bekannte Brückenschaltung (bspw. in der Form einer H-Brücke)
und/oder einen an sich bekannten Gleichspannungswandler (bspw. in der Form eines Single-Ended
Primary-Inductor Converters; SEPIC) und/oder einen an sich bekannten Aufwärtswandler
(sog. Boost- oder Step-Up-Converter) und/oder einen an sich bekannten Abwärtswandler
(sog. Buck- oder Step-Down-Converter) aufweisen.
[0032] In den Zweigen der LED-Anordnungen 2, für welche die Stromquelle 12 den Betriebsstrom
I_1, I_2, I_3, I_i bereitstellt, ist jeweils ein Schaltelement S_1, S_2, S_3, S_i
(zusammen S) angeordnet bzw. den entsprechenden LED-Anordnungen 2.1, 2.2, 2.3, 2.i
zugeordnet. Durch Betätigen bzw. Ansteuern der Schaltelemente S_1, S_2, S_3, S_i kann
der in dem jeweiligen Zweig bzw. durch die jeweilige LED-Anordnung 2.1, 2.2, 2.3,
2.i fließende Betriebsstrom I_1, I_2, I_3, I_i geschaltet werden. Insbesondere kann
durch die Schaltelemente S der Stromfluss unterbrochen oder durchgeschaltet werden.
Die Schaltelemente S sind vorzugsweise als elektrisch ansteuerbare Halbleiterschalter,
bspw. als Transistoren, ausgebildet. Vorteilhaftweise werden als Schaltelemente S
MOSFETs mit einem besonders niedrigen Widerstand R
DSon zwischen Drain und Source im durchgeschalteten Zustand eingesetzt. Vorzugsweise haben
die eingesetzten MOSFETs zudem eine minimale parasitäre Kapazität. Alternativ können
die Schaltelemente S aber auch als Bipolartransistoren oder als andere Arten von steuerbaren
Schaltern ausgebildet sein.
[0033] Schließlich umfasst die Steuerschaltung 4 eine Steuereinheit 14 zur Steuerung der
Stromquelle 12 über ein Steuersignal CTRL_Current und zur Steuerung der Schaltelemente
S über eines oder mehrere Steuersignale CTRL_Switches. Die Steuereinheit 14 kann eine
Verarbeitungseinheit mit einem Prozessor, insbesondere einen Mikrocontroller, umfassen.
Auf diesem kann ein Computerprogramm (sog. Steuerprogramm) ablaufen, das zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens programmiert ist, und das die Ausführung des
Steuerverfahrens durch die Steuerschaltung 4 veranlasst, wenn es auf dem Prozessor
oder Mikrocontroller abläuft. Die Stromquelle 12 und die Steuereinheit 14 können in
einem gemeinsamen ASIC integriert sein. Die Steuereinheit 14 kann einen DAC (Digital
Analog Converter) aufweisen, der einen Strom-Sollwert an die H-Brücke der Stromquelle
12 gibt. Aufgrund der zeitkritischen Anwendung erfolgt dies vorzugsweise per DMA-Funktionalität
(Direct Memory Access) der Steuereinheit 14.
[0034] Die Steuerung der Stromquelle 12 erfolgt derart, dass diese einen passenden Betriebsstrom
I_1; I_2; I_3 oder I_i für mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung 2.1; 2.2; 2.3;
2.i bereitstellt. Die Steuerung der Schaltelemente S erfolgt derart, dass der von
der Stromquelle 12 bereitgestellte Betriebsstrom I_1; I_2; I_3 oder I_i durch die
mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung 2.1; 2.2; 2.3; 2.i fließt. Die Steuerung
der Schaltelemente S erfolgt vorzugsweise synchron zu der Steuerung der Stromquelle
12, evtl. mit einer geringen zeitlichen Verzögerung zu der Steuerung der Stromquelle
12, um der Stromquelle 12 kurz Zeit zu geben, den passenden Betriebsstrom I bereitzustellen.
[0035] Die Steuerung der Stromquelle 12 umfasst vorzugsweise die Vorgabe eines Stromsollwerts.
Die Stromquelle 12 kann dann gesteuert einen dem vorgegebenen Sollwert entsprechenden
Betriebsstrom I bereitstellen. Alternativ kann die Stromquelle 12 den Betriebsstrom
I auch im Rahmen einer Stromregelung auf den vorgegebenen Sollwert regeln. Zu diesem
Zweck kann es erforderlich sein, den aktuellen Betriebsstrom I (Strom-Istwert) bspw.
mittels eines Stromsensors 22 zu messen. Dieser kann in der Steuerschaltung 4 an dem
Steuerausgang 10a (sog. High-Side-Pfad) angeordnet sein, an dem die Betriebsspannung
anliegt.
[0036] Um beispielsweise die LED-Anordnung 2.1 in dem ersten Zweig mit dem passenden Betriebsstrom
I_1 zu betreiben, wird die Stromquelle 12 derart gesteuert, dass sie den passenden
Betriebsstrom I_1 bereitstellt. Die Schaltelemente S_2, S_3 und S_i, die den LED-Anordnungen
2.2, 2.3 und 2.i zugeordnet sind, werden derart gesteuert, dass sie geöffnet sind
und den Stromfluss durch die entsprechenden Zweige unterbrechen. Das Schaltelement
S_1, das der LED-Anordnung 2.1 zugeordnet ist, wird derart gesteuert, dass es schließt
und den Stromfluss durch den entsprechenden Zweig ermöglicht. Somit fließt der Betriebsstrom
I_1 durch den ersten Zweig und die LED-Anordnung 2.1. In entsprechender Weise können
durch geeignete Ansteuerung der Stromquelle 12 und der Schalter S die übrigen LED-Anordnungen
2.2, 2.3, 2.i mit dem passenden Betriebsstrom I_2, I_3, I_i betrieben werden.
[0037] Die verschiedenen LED-Anordnungen 2 können zur Erzeugung einer oder mehrerer Lichtfunktionen
oder Leuchtfunktionen der Beleuchtungseinrichtung 101 oder eines Teils einer Licht-
oder Leuchtfunktion ausgebildet sein. Durch den Betrieb einer oder mehrerer der LED-Anordnungen
2 kann somit die von der Beleuchtungseinrichtung 101 erzeugte resultierende Licht-
oder Leuchtfunktion eingeschaltet oder ausgeschaltet werden. Mögliche Licht- oder
Leuchtfunktionen des Scheinwerfers 101, die von einer oder mehreren der LED-Anordnungen
2 erzeugt werden können, sind bspw. Abblendlicht, Fernlicht, Tagfahrlicht, Positionslicht
oder Blinklicht. Im Falle einer Heckleuchte können die Licht- oder Leuchtfunktionen
bspw. Rücklicht, Bremslicht, Nebelschlusslicht, Rückfahrlicht oder Blinklicht umfassen.
[0038] Die Steuerung der Stromquelle 12 und der Schalter S erfolgt vorzugsweise in mehreren
zeitlich aufeinander folgenden Takt-Phasen T_1, T_2. T_3, T_i (zusammen T) eines Steuerzyklus,
wie er beispielhaft in Figur 2 gezeigt ist. Die Takt-Phasen T eines Steuerzyklus sind
vorzugsweise gleich lang; sie können aber auch unterschiedlich lang sein. Während
der Takt-Phasen T eines Steuerzyklus werden vorzugsweise alle LED-Anordnung 2 sequenziell
angesteuert. Es wäre aber auch denkbar, dass in einem Steuerzyklus nur einige der
LED-Anordnungen 2 der Beleuchtungseinrichtung 101 angesteuert werden.
[0039] Im Rahmen des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens der LED-Anordnungen 2 werden vorzugsweise
mehrere sich wiederholende Steuerzyklen nacheinander durchlaufen. Die aufeinanderfolgenden
Steuerzyklen werden vorzugsweise in einer Frequenz durchlaufen, die es dem menschlichen
Auge nicht erlaubt, zwischen eingeschalteter LED-Anordnung 2 (bzw. höherer Intensität)
in einem ersten Steuerzyklus und ausgeschalter oder gedimmter LED-Anordnung 2 (bzw.
niedrigerer Intensität) in einem darauffolgenden Steuerzyklus zu unterschieden. Die
Dauer eines Steuerzyklus ist vorzugsweise so kurz gewählt, dass das menschliche Auge
bzw. das Gehirn die verschiedenen Helligkeitswerte in aufeinanderfolgenden Steuerzyklen
zu einem Mittelwert mittelt. Somit liegt die Frequenz der Steuerzyklen vorzugsweise
oberhalb von 75 Hz, d.h. ein Steuerzyklus dauert weniger als 13 ms. Somit verbleibt
bspw. bei vier unabhängig voneinander anzusteuernden parallelen LED-Anordnungen 2
eine Dauer für eine Takt-Phase T von etwa 3,3 ms oder weniger. In dem gezeigten Beispiel
dauert ein Steuerzyklus 5 ms, so dass bei vier anzusteuernden LED-Anordnungen 2 eine
Takt-Phase T 1,25 ms dauert. Somit werden die einzelnen LED-Anordnungen 2 mit einer
Frequenz von 200 Hz angesteuert. Dies ist zugleicht die Frequenz, mit der die Steuerzyklen
wiederholt werden.
[0040] Die in Figur 2 dargestellten Licht- bzw. Leuchtfunktionen, die von den verschiedenen
LED-Anordnungen 2 erzeugt werden, umfassen Abblendlicht (Low Beam; LB), Fernlicht
(High Beam; HB), Tagfahrlicht (Daytime Running Light; DRL), Positionslicht (POS),
und Blinklicht (Turn Indicator; TI). Abweichend von dem Beispiel der Figur 2 wäre
es auch denkbar, dass in einer Takt-Phase T mehrere LED-Anordnungen 2 gleichzeitig
angesteuert bzw. betrieben werden, sofern sie mit einem gleich großen Betriebsstrom
I betrieben werden. Auf diese Weise können bspw. eine LED-Anordnung 2 zur Erzeugung
eines Abblendlichts, das einen Nahbereich (unterhalb einer Helldunkelgrenze) in der
resultierenden Lichtverteilung ausleuchtet, zeitgleich mit einer anderen LED-Anordnung
2 zur Ausleuchtung eines Fernbereichs (oberhalb der Helldunkelgrenze) der resultierenden
Lichtverteilung betrieben werden, um in der Gesamtheit ein regelkonformes Fernlicht
zu erzeugen. Dazu ist es ausreichend, das Steuerverfahren bzw. das Steuerprogramm
entsprechend anzupassen. Ferner ist es abweichend von dem Beispiel der Figur 2 denkbar,
dass die LED-Anordnungen 2 in einer anderen als der gezeigten Reihenfolge betrieben
werden.
[0041] Die Amplituden des Betriebsstroms I_1, I_2, I_3, I_i in den verschiedenen Takt-Phasen
T unterscheiden sich vorzugweise voneinander, je nach Anzahl und Art der Halbleiterlichtquellen
6 in den LED-Anordnungen 2 und abhängig von der zu erzeugenden Licht- bzw. Leuchtfunktion.
Bei dem sequenziellen Betrieb der LED-Anordnungen 2 innerhalb eines Steuerzyklus kann
es vorkommen, dass der von der Stromquelle 12 bereitgestellte Betriebsstrom I von
einer Takt-Phase T zur darauffolgenden Takt-Phase T innerhalb kurzer Zeit, vorzugsweise
sofort, von einem höheren Stromwert für eine erste LED-Anordnung 2 auf einen niedrigeren
Stromwert für eine andere LED-Anordnung 2 fallen muss.
[0042] In der nachfolgenden Tabelle ist beispielhaft eine Ansteuerung der Stromquelle 12
und der Schaltelemente S in einem Steuerzyklus wiedergegeben. Selbstverständlich kann
die Ansteuerung auch anders ausgestaltet sein.
| Lichtfunktion |
Takt-Phase |
Takt-Dauer |
Strom-Amplitude |
Strom-Wert |
| LB |
T_1 |
1,25 ms |
I_1 |
800 mA |
| HB |
T_2 |
1,25 ms |
I_2 |
850 mA |
| DRL/ POS |
T_3 |
1,25 ms |
I_3 |
680 mA |
| TI |
T_i |
1,25 ms |
I_i |
750 mA |
[0043] Zwischen dem Steuerausgang 10a, an dem die Betriebsspannung für die LED-Anordnungen
2 anliegt, und Masse kann ein Ausgangskondensator 16 geschaltet sein. Ferner kann
parallel dazu ein weiteres elektrisch ansteuerbares Schaltelement 18 zwischen dem
Steuerausgang 10a und Masse geschaltet sein. In dem Zweig des weiteren Schaltelements
18 kann ein Widerstand 20 angeordnet sein. Wenn das weitere Schaltelement 18 geschlossen
ist, kann über diesen Zweig ein Strom I_CLR fließen. Dieser kann zum schnelleren Entladen
des Ausgangskondensators 18 dienen. Ferner können dadurch für den Betrieb der LED-Anordnungen
2 schädliche Stromspitzen reduziert werden, die durch Umladevorgang hervorgerufen
werden können.
[0044] Das Steuerverfahren bzw. das Steuerprogramm kann ferner derart angepasst werden,
dass eine Entladung des Ausgangskondensators 18 im Anschluss oder am Ende einer Takt-Phase
T_i nur bis zum Endwert einer kleineren Strom-Amplitude der nachfolgenden Takt-Phase
T_i+1 erfolgt. Ebenso kann auf eine Entladung des Ausgangskondensators 18 gänzlich
verzichtet werden, wenn die Strom-Amplitude der nachfolgenden Takt-Phase T_i+1 größer
ist als die Strom-Amplitude der aktuellen Takt-Phase T_i.
[0045] Das weitere Schaltelement 18 wird vorzugsweise im Anschluss bzw. am Ende einer Takt-Phase
T angesteuert, d.h. geschlossen. Dies ist beispielhaft in Figur 3 gezeigt. Die Ansteuerungsdauer
des weiteren Schaltelements 18 ist vorzugsweise kürzer als die vorangegangene Takt-Phase
T. In dem gezeigten Beispiel dauert die Ansteuerung des weiteren Schaltelements 18
0.5 ms, so dass sich eine Periodendauer von 7 ms und eine Frequenz zur Ansteuerung
der einzelnen LED-Anordnungen 2 von etwa 143 Hz ergibt. Selbstverständlich sind auch
andere Ansteuerdauern bzw. Zeitdauern der Takt-Phasen T denkbar.
[0046] Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, in aufeinander folgenden Takt-Phasen T unabhängige
variable Stromamplituden I zu generieren und durch Steuerung der Schaltelemente S
die entsprechenden LED-Anordnungen 2 damit variabel und unabhängig voneinander zu
betreiben. Dadurch kann die Anzahl der Stromquellen 12 in der Steuerschaltung 4 auf
eine einzige beschränkt werden. Somit können mit der Steuerschaltung 4 mehrere unabhängige
Zweige mit LED-Anordnungen 2 mit variablem Betriebsstrom und Betriebsspannung versorgt
werden. Die Erfindung stellt eine Lösung zur Verfügung, die weniger Bauteile benötigt
und somit preisgünstiger realisiert werden kann. Zudem kann die Steuerschaltung 4
zu einer Effizienzsteigerung führen, da es in der Schaltung 4 aufgrund der lediglich
einen gemeinsamen Stromquelle 12 weniger Verluste gibt.
[0047] Es ist ferner denkbar, das Steuerverfahren bzw. das Steuerprogramm derart anzupassen,
dass die Takt-Phasen T ausgesetzt werden, so lange nur eine Lichtfunktion (z.B. Tagfahrlicht)
aktiv ist, d.h. so lange nur eine oder mehrere LED-Anordnungen 2 zur Erzeugung dieser
Lichtfunktion mit dem passenden Betriebsstrom I betrieben werden. In diesem Fall würde
ein Steuerzyklus nur die eine Takt-Phase T zur Erzeugung der einen Lichtfunktion umfassen.
[0048] Außerdem ist es denkbar, das Steuerverfahren bzw. das Steuerprogramm derart anzupassen,
dass innerhalb einer oder mehrerer Takt-Phasen T eine Dimmung der Helligkeit des von
der aktuell angesteuerten LED-Anordnung 2 ausgesandten Lichts, bspw. mittels einer
Pulsweitenmodulation (PWM) des Betriebsstroms I erfolgt. Dadurch kann der von der
Stromquelle 12 bereitgestellte Betriebsstrom I in ausgewählten Takt-Phasen T nochmals
verringert werden.
[0049] In der Beleuchtungseinrichtung 101, vorzugsweise in der Nähe der Halbleiterlichtquellen
6 der LED-Anordnungen 2, kann ein Temperatursensor zum Erfassen einer Betriebstemperatur
der Halbleiterlichtquellen 6 vorgesehen sein. Vorzugsweise ist jedem der LED-Anordnungen
2 mindestens ein Temperatursensor zugeordnet. Wenn die erfasste Temperatur einen vorgebbaren
Grenzwert überschreitet, kann innerhalb einer oder mehrerer Takt-Phasen T der Betriebsstrom
I zur Verringerung der Leistungsaufnahme verringert werden. Dies kann entweder durch
entsprechende Ansteuerung der Stromquelle 12 oder durch die beschriebene PWM erfolgen.
[0050] Die maximale Strom-Amplitude in einer bestimmten Takt-Phase T für die aktuell angesteuerte
LED-Anordnung 2 sollte in Abhängigkeit einer oder mehrerer der nachfolgenden Kriterien
gewählt werden:
- den elektrischen Eigenschaften der Halbleiterlichtquellen 6 der LED-Anordnung 2,
- der Anzahl der Halbleiterlichtquellen 6 in der LED-Anordnung 2,
- der Schaltung (seriell und/oder parallel) der Halbleiterlichtquellen 6 der LED-Anordnung
2, und/oder
- den Helligkeitsanforderungen an das von der LED-Anordnung 2 ausgesandte Licht, und/oder
- von der Takt-Phase T.
[0051] In der nachfolgenden Tabelle sind beispielhaft einige möglichen Licht-Profile wiedergegeben,
welche entsprechende Ansteuerung der Stromquelle 12 und der Schaltelemente S realisiert
werden können. Selbstverständlich sind auch andere Kombinationen möglich.
| Licht-Profil/ Takt |
T_1 |
T_2 |
T_3 |
T_i |
| Tag |
DRL |
|
|
|
| Tag u. Blinken |
DRL |
TI |
|
|
| Tag u. Lichthupe |
DRL |
HB |
|
|
| Tag u. Blinken u. Lichthupe |
DRL |
TI |
HB |
|
| |
|
|
|
|
| Nacht |
LB |
POS |
|
|
| Nacht u. Blinken |
LB |
POS |
TI |
|
| Nacht u. Lichthupe |
LB |
POS |
HB |
|
| Nacht u. Blinken u. Lichthupe |
LB |
POS |
TI |
HB |
1. Elektrische Steuerschaltung (4) zum Steuern mehrerer parallel zueinander geschalteter
LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i), wobei die Steuerschaltung (4) zwei Versorgungsspannungseingänge
(8a, 8b), an denen eine Versorgungsspannung (U
Batt) anliegt, mindestens zwei Steuerausgänge (10a, 10b) zum Anschluss der LED-Anordnungen
(2.1, 2.2, 2.3, 2.i) und mindestens eine Stromquelle (12) zum Bereitstellen eines
Betriebsstroms (I_1, I_2, I_3, I_i) für die LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) über
die Steuerausgänge (10a, 10b) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (4) umfasst:
- eine gemeinsame ansteuerbare Stromquelle (12), die ausgebildet ist, einen individuellen
Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3; I_i) für zumindest einige der durch die Steuerschaltung
(4) gesteuerten LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) bereitzustellen,
- mehrere Schaltelemente (S_1, S_2, S_3, S_i), wobei jeweils ein Schaltelement (S_1;
S_2; S_3; S_i) einer der LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) zugeordnet ist, für
welche die Stromquelle (12) den Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3; I_i) bereitstellt, und
die Schaltelemente (S_1, S_2, S_3, S_i) ausgebildet sind, den in der dem jeweiligen
Schaltelement (S_1, S_2, S_3, S_i) zugeordneten LED-Anordnung (2.1; 2.2; 2.3; 2.i)
fließenden Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3; I_i) zu schalten, und
- eine Steuereinheit (14) zur Steuerung der Stromquelle (12) derart, dass diese den
Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3; I_i) für mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung (2.1;
2.2; 2.3; 2.i) bereitstellt, und zur Steuerung der Schaltelemente (S_1, S_2, S_3,
S_i) derart, dass der von der Stromquelle (12) bereitgestellte Betriebsstrom (I_1;
I_2; I_3; I_i) durch die mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung (2.1; 2.2; 2.3;
2.i) fließt.
2. Steuerschaltung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (12) zur Versorgung von allen durch die Steuerschaltung (4) gesteuerten
LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) mit dem individuellen Betriebsstrom (I_1; I_2;
I_3; I_i) ausgebildet ist.
3. Steuerschaltung (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der von der Stromquelle (12) mit dem individuellen Betriebsstrom (I_1; I_2;
I_3; I_i) versorgten LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) ein Schaltelement (S_1;
S_2; S_3; S_i) angeordnet ist.
4. Steuerschaltung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (4) zwei gemeinsame Steuerausgänge (10a, 10b) für alle von der
Stromquelle (12) mit dem individuellen Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3; I_i) versorgten
LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) aufweist.
5. Steuerschaltung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14) ausgebildet ist, die Stromquelle (12) und die Schaltelemente
(S_1, S_2, S_3, S_i) synchronisiert anzusteuern.
6. Steuerschaltung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14) ausgebildet ist, die Stromquelle (12) und die den LED-Anordnungen
(2.1, 2.2, 2.3, 2.i) zugeordneten Schaltelemente (S_1, S_2, S_3, S_i) für jede der
LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i), denen ein Schaltelement (S_1; S_2; S_3; S_i)
zugeordnet ist, sequenziell anzusteuern.
7. Steuerschaltung (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14) ausgebildet ist, in einem von mehreren sich wiederholenden
Steuerzyklen jeweils durch sequenzielles Steuern der Stromquelle (12) und der Schaltelemente
(S_1, S_2, S_3, S_i) für jede der LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i), denen ein
Schaltelement (S_1; S_2; S_3; S_i) zugeordnet ist, den Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3;
I_i) in der jeweiligen LED-Anordnung (2.1; 2.2; 2.3; 2.i) individuell einzustellen.
8. Steuerschaltung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14) zur Steuerung der Stromquelle (12) dieser einen Stromsollwert
(CTRL_Current) vorgibt, der abhängig ist von dem Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3, I_i)
für die aktuell angesteuerte LED-Anordnung (2.1; 2.2; 2.3; 2.i).
9. Steuerschaltung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) mindestens eine Halbleiterlichtquelle
(6), insbesondere eine LED oder eine Laserdiode, umfasst.
10. Steuerschaltung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) mehrere Halbleiterlichtquellen (6),
insbesondere LEDs oder Laserdioden, umfasst, die in Reihe geschaltet sind.
11. Steuerschaltung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) zugeordneten Schaltelemente (S_1, S_2,
S_3, S_i) jeweils in Reihe zu der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (6) einer
der LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) geschaltet sind.
12. Steuerschaltung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) eine Parallelschaltung eines
Ausgangskondensators (16) und eines weiteren Schaltelements (18) geschaltet ist, wobei
die Steuereinheit (14) ausgebildet ist, auch das dem Ausgangskondensator (16) zugeordnete
weitere Schaltelement (18) zu steuern.
13. Steuerschaltung (4) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14) ausgebildet ist, das dem Ausgangskondensator (16) zugeordnete
weitere Schaltelement (18) im Anschluss an die Steuerung eines Schaltelements (S_1;
S_2; S_3; S_i) zu steuern, das einer der LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) zugeordnet
ist.
14. Beleuchtungseinrichtung (101) für ein Kraftfahrzeug, umfassend mehrere parallel zueinander
geschaltete LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) und eine Steuerschaltung (4) zum
Steuern der LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
15. Verfahren zum Steuern mehrerer parallel zueinander geschalteter LED-Anordnungen (2.1,
2.2, 2.3, 2.i) mittels einer Steuerschaltung (4), wobei an zwei Versorgungsspannungseingängen
(8a, 8b) der Steuerschaltung (4) eine Versorgungsspannung (U
Batt) angelegt wird, die LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) an mindestens zwei Steuerausgängen
(10a, 10b) der Steuerschaltung (4) angeschlossen werden, und ein Betriebsstrom (I_1,
I_2, I_3, I_i) für die LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) durch mindestens eine
Stromquelle (12) der Steuerschaltung (4) bereitgestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Stromquelle (12) eine gemeinsame ansteuerbare Stromquelle ist, durch die ein
individueller Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3; I_i) für zumindest einige der durch die
Steuerschaltung (4) gesteuerten LED-Anordnungen (2.1, 2.2, 2.3, 2.i) bereitgestellt
wird, wobei die Stromquelle (12) durch eine Steuereinheit (14) der Steuerschaltung
(4) gesteuert wird, um den individuellen Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3; I_i) jeweils
für mindestens eine ausgewählte LED-Anordnung (2.1; 2.2; 2.3; 2.i) bereitzustellen,
und
- jeweils ein Schaltelement (S_1; S_2; S_3; S_i) einer der LED-Anordnungen (2.1, 2.2,
2.3, 2.i) zugeordnet ist, für welche die Stromquelle (12) den Betriebsstrom (I_1;
I_2; I_3; I_i) bereitstellt, und die Schaltelemente (S_1, S_2, S_3, S_i) durch die
Steuereinheit (14) gesteuert werden, damit der von der Stromquelle (12) bereitgestellte
individuelle Betriebsstrom (I_1; I_2; I_3; I_i) durch die mindestens eine ausgewählte
LED-Anordnung (2.1; 2.2; 2.3; 2.i) fließt.