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DE102006024607A1 - Light system for motor vehicle, has two branches, where one branch is parallelly connected or adjustable to other branch, where bridge section is provided for adjustably connecting of two branches - Google Patents

Light system for motor vehicle, has two branches, where one branch is parallelly connected or adjustable to other branch, where bridge section is provided for adjustably connecting of two branches Download PDF

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DE102006024607A1
DE102006024607A1 DE102006024607A DE102006024607A DE102006024607A1 DE 102006024607 A1 DE102006024607 A1 DE 102006024607A1 DE 102006024607 A DE102006024607 A DE 102006024607A DE 102006024607 A DE102006024607 A DE 102006024607A DE 102006024607 A1 DE102006024607 A1 DE 102006024607A1
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DE
Germany
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branch
emitting diode
lighting system
light emitting
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102006024607A
Other languages
German (de)
Inventor
Reinhold Maier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
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Publication of DE102006024607A1 publication Critical patent/DE102006024607A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
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    • B60Q1/26—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
    • B60Q1/2696—Mounting of devices using LEDs
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

The light system has two branches (Z1,Z2), each of which has a light emitting diode arrangement (LED1,LED2), a power source or current sink (SQS1,SQS2) and a switching device (S1,S2) which are connected or adjustable in series. The former branch is parallelly connected or switchable to the later branch. A bridge section (BZ) for adjustably connecting of the two branches is provided, such that the former light emitting diode arrangement is connected or adjustable in series with the later light emitting diode arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leuchtsystem, insbesondere eine Fahrzeug-Leuchte mit Leuchtdioden, und ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechenden Leuchtsystem.The The invention relates to a lighting system, in particular a vehicle lamp with light emitting diodes, and a motor vehicle with a corresponding lighting system.

Leuchtdioden (LEDs) werden aufgrund ihrer zunehmenden Leistungsfähigkeit und aufgrund immer effizienter werdender Herstellungsverfahren für Leuchtdioden in immer mehr Leuchtsystemen eingesetzt. Insbesondere in der Automobilindustrie werden immer mehr Leuchtsysteme, wie Rückleuchten, Frontscheinwerfer oder Innenleuchten, basierend auf Leuchtdioden realisiert.LEDs (LEDs) are due to their increasing performance and due to increasingly efficient production methods for light-emitting diodes used in more and more lighting systems. Especially in the automotive industry More and more lighting systems, such as taillights, headlights or interior lights, realized based on LEDs.

LEDs erfordern für eine konstante Leuchtintensität einen annähernd konstanten Strom; dies wird in der Regel erreicht durch einen Betrieb über Vorwiderstände, eine Stromquelle, einen Gleichspannungswandler mit Stromregelung oder ähnliche elektrische/elektronische Schaltungen.LEDs require for a constant luminous intensity an approximate constant current; this is usually achieved by operation via series resistors, a Power source, a DC-DC converter with current regulation or similar electrical / electronic circuits.

LEDs besitzen als Halbleiterbauelemente eine Diodenkennlinie, das heißt unterhalb der technologisch bedingten Schwellspannung fließt kein Strom, sie geben kein Licht ab. Oberhalb der Schwellspannung besitzen sie eine Widerstandskennlinie, das heißt abhängig vom differenziellen Widerstand ergibt sich in Abhängigkeit von der Spannung ein Strom, der die Aussendung von Licht verursacht.LEDs have as semiconductor components a diode characteristic, that is below the technologically induced threshold voltage does not flow, they give no Light off. Above the threshold voltage, they have a resistance characteristic, this means dependent from the differential resistance arises in dependence from the voltage, a current that causes the emission of light.

Die Betriebsspannung von LEDs liegt bei ungefähr 2 bis 3 Volt, je nach Technologie und Ausführung. Vorteilhaft ist im Automobilbordnetz die Reihenschaltung von LEDs zur Ausnützung der Bordnetzspannung. Diese Spannung schwankt je nach Batterie- und Fahrzeugzustand zwischen ungefähr 7 und 14 Volt, das heißt normalerweise können drei LEDs in Reihe geschaltet werden. Die Differenz zwischen dem Spannungsbedarf der LED und der Bordnetzspannung muss beispielsweise durch einen Vorwiderstand "vernichtet" werden.The Operating voltage of LEDs is about 2 to 3 volts, depending on the technology and execution. Advantageous in the automotive electrical system, the series connection of LEDs for use the vehicle electrical system voltage. This voltage varies depending on the battery and vehicle condition between about 7 and 14 volts, that is usually can three LEDs are connected in series. The difference between the Voltage requirement of the LED and the vehicle electrical system voltage must, for example be "destroyed" by a series resistor.

Der Strom kann durch den Widerstand oder eine Stromquelle begrenzt oder annähernd konstant gehalten werden. Bei Verwendung von Widerständen schwankt die Leuchtstärke in Abhängigkeit der Eingangsspannung sehr stark. Gleichzeitig wird in den Widerständen oder den Stromquellen hohe Verlustleistung erzeugt, da die Schaltung für Betrieb bei niedriger Spannung ausgelegt werden muss.Of the Power can be limited by the resistor or a power source or nearly kept constant. When using resistors fluctuates the luminosity dependent on the input voltage very strong. At the same time in the resistors or The power sources generated high power dissipation, as the circuit for operation must be designed at low voltage.

Eine andere Methode sieht vor, die LEDs über einen Gleichspannungswandler mit angepasster Stromregelung zu betreiben. Dies erfordert allerdings einen hohen Schaltungsaufwand mit Drossel, großem Kondensator usw.. Zusätzlich entstehen durch die Schaltfrequenzen eines derartigen Reglers starke Störungen im Bordnetz.A Another method provides the LEDs via a DC-DC converter to operate with adapted current control. This requires, however a high circuit complexity with choke, large capacitor, etc .. Additionally caused by the switching frequencies of such a regulator strong interference in Electrical system.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein Leuchtsystem anzugeben, das bei schwankender Versorgungsspannung effizient betrieben werden kann.Of the Invention is now the object of the invention to provide a lighting system, be operated efficiently with fluctuating supply voltage can.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.These The object is solved by the features of the main claim. advantageous Further developments of the invention can be found in the dependent claims.

Die Erfindung basiert demnach auch auf dem Gedanken, zumindest zwei Leuchtdiodenanordnungen vorzusehen und diese derart zu verschalten, dass in Abhängigkeit von der aktuellen – an dem Leuchtsystem anliegenden – Versorgungsspannung die Leuchtdiodenanordnungen entweder parallel zueinander geschaltet sind (bei niedriger Versorgungsspannung) oder in Reihe geschaltet sind (bei hoher Versorgungsspannung). Eine Leuchtdiodenanordnung umfasst vorzugsweise zumindest eine Leuchtdiode.The Invention is therefore also based on the idea, at least two Provide light emitting diode arrangements and interconnect them such that dependent on from the current - to the lighting system - supply voltage the Light emitting diode arrangements either connected in parallel are (at low supply voltage) or connected in series are (at high supply voltage). A light-emitting diode arrangement preferably comprises at least one light-emitting diode.

Dadurch wird erreicht, dass beim Anliegen einer hohen Versorgungsspannung die von der ersten Leuchtdiodenanordnung nicht benötigte oder nicht aufgenommene Energie nicht zu großen Teilen in einem Widerstand oder einer Stromquelle verloren geht oder "vernichtet" wird, sondern zu großen Teilen durch die automatisch in Reihe zur ersten Leuchtdiodenanordnung geschaltete zweite Leuchtdiodenanordnung genutzt oder aufgenommen wird. Dadurch wird die vorhandene Energie mit wirtschaftlichen Mitteln effizient genutzt.Thereby is achieved when applying a high supply voltage that is not needed or not from the first light emitting diode array absorbed energy not in large part in a resistance or a power source is lost or "destroyed", but largely by which is automatically connected in series with the first light emitting diode array second light emitting diode array is used or recorded. This will Using existing energy efficiently with economic means.

Um beim Anliegen einer niedrigen Versorgungsspannung durch das Leuchtsystem insgesamt eine Helligkeit zu erzeugen, die so groß oder annähernd so groß ist wie die durch das Leuchtsystem insgesamt erzeugte Helligkeit beim Anliegen einer hohen Versorgungsspannung, werden die Leuchtdiodenanordnungen beim Anliegen einer niedrigen Versorgungsspannung automatisch parallel zueinander geschaltet.Around when applying a low supply voltage through the lighting system overall to produce a brightness that is so great or nearly so is great like the total brightness generated by the lighting system Concerns of a high supply voltage, the light-emitting diode arrays when applying a low supply voltage automatically in parallel switched to each other.

Um zudem die Leuchtdiodenanordnungen, insbesondere die Leuchtdioden, bei geeigneter Betriebsspannung zu betreiben, ist im Zweig (erster Zweig) der ersten Leuchtdiodenanordnung in Reihe zur ersten Leuchtdiodenanordnung eine erste Stromquelle und/oder Stromsenke geschaltet. Im Zweig (zweiter Zweig) der zweiten Leuchtdiodenanordnung ist in Reihe zur zweiten Leuchtdiodenanordnung eine zweite Stromquelle und/oder Stromsenke geschaltet.Around In addition, the light-emitting diode arrangements, in particular the light-emitting diodes, to operate at a suitable operating voltage is in the branch (first branch) the first light emitting diode array in series with the first light emitting diode array a first current source and / or current sink connected. In the branch (second Branch) of the second light emitting diode array is in series with the second Light-emitting diode arrangement a second current source and / or current sink connected.

Die Stromquelle und/oder Stromsenke kann beispielsweise als Stromregeleinrichtung, als Stromkonstanter, als Begrenzungswiderstand, als Vorwiderstand oder als Strombegrenzungseinrichtung ausgeführt sein.The current source and / or current sink can be used, for example, as a current regulating device, as a current stabilizer, as a limiting resistor, as a series resistor or as a current limiting device be executed.

Der erste Zweig ist parallel zum zweiten Zweig geschaltet oder schaltbar. Durch einen Brückenzweig kann der erste Zweig derart mit dem zweiten Zweig verbunden werden, dass die erste Leuchtdiodenanordnung mit der zweiten Leuchtdiodenanordnung in Reihe geschaltet oder schaltbar ist. Zudem kann über den Brückenzweig vorzugsweise die erste und/oder zweite Stromquelle und/oder Stromsenke mit den beiden Leuchtdiodenanordnungen in Reihe geschaltet werden. Die beiden Schalteinrichtungen können durch den Brückenzweig vorzugsweise nicht in Reihe mit den Leuchtdiodenanordnungen geschaltet werden, sondern allenfalls miteinander in Reihe geschaltet werden.Of the first branch is connected or switchable parallel to the second branch. Through a bridge branch the first branch can thus be connected to the second branch, that the first light emitting diode array with the second light emitting diode array connected in series or switchable. In addition, over the bridge branch preferably the first and / or second current source and / or current sink be connected in series with the two light-emitting diode arrangements. The two switching devices can through the bridge branch preferably not connected in series with the light emitting diode assemblies but at best be connected in series with each other.

In den ersten und zweiten Zweig ist jeweils eine Schalteinrichtung (erste Schalteinrichtung und zweite Schalteinrichtung) geschaltet, welche die Parallelschaltung der beiden Zweige aufheben können. Im ersten Zweig liegt die Schalteinrichtung vorzugsweise zwischen dem höheren Potential der Spannungsquelle (z.B. Batterie) und der Leuchtdiodenanordnung und/oder der Strombegrenzung (Stromquelle und/oder Stromsenke), im zweiten Zweig zwischen der Leuchtdiodenanordnung und/oder der Strombegrenzung (Stromquelle und/oder Stromsenke) und dem niedrigem Potential der Spannungsquelle (Masse) oder umgekehrt.In the first and second branches are each a switching device (first switching device and second switching device) switched, which can cancel the parallel connection of the two branches. in the first branch, the switching device is preferably between the higher Potential of the voltage source (e.g., battery) and the light emitting diode array and / or the current limit (current source and / or current sink), in the second branch between the light emitting diode array and / or the Current limit (current source and / or current sink) and low Potential of the voltage source (ground) or vice versa.

Vorzugsweise ist der Brückenzweig derart ausgeführt, dass die erste Stromquelle und/oder Stromsenke, die erste Leuchtdiodenanordnung, die zweite Leuchtdiodenanordnung und die zweite Stromquelle und/oder Stromsenke durch den Brückenzweig in Reihe geschaltet oder schaltbar sind. Dadurch ist sowohl in der Parallelschaltung der Leuchtdiodenanordnungen als auch in der Reihenschaltung der Leuchtdiodenanordnungen jeder Leuchtdiodenanordnung eine Stromquelle und/oder Stromsenke zugeordnet, um kleinere Schwankungen der Versorgungsspannung ausreichend ausgleichen zu können.Preferably is the bridge branch executed in such a way in that the first current source and / or current sink, the first light-emitting diode arrangement, the second light-emitting diode arrangement and the second current source and / or Current sink through the bridge branch are connected in series or switchable. This is both in the Parallel connection of the light-emitting diode arrangements as well as in the series circuit the light emitting diode arrangements of each light emitting diode array a current source and / or current sink associated with smaller variations in the supply voltage to be able to compensate sufficiently.

Das Leuchtsystem wird beispielsweise durch eine Spannungsquelle, welche durch ein höheres Potential ("Versorgungsspannung") und ein niedrigeres Potential (Masse) bestimmt ist, mit Spannung versorgt. Vorzugsweise ist das höhere Potential der Spannungsquelle über den ersten Zweig und den zweiten Zweig mit dem niedrigeren Potential der Spannungsquelle verbunden oder verbindbar. Dabei ist vorteilhafterweise von den drei Elementen Leuchtdiodenanordnung, Stromquelle und/oder Stromsenke und Schalteinrichtung die Schalteinrichtung im ersten Zweig am nächsten zum höheren Potential angeordnet und die Schalteinrichtung im zweiten Zweig am nächsten zum niedrigeren Potential angeordnet oder umgekehrt. Beispielsweise ist die Reihenfolge der drei Elemente Leuchtdiodenanordnung, Stromquelle und/oder Stromsenke und Schalteinrichtung in Richtung vom höheren Potential zum niedrigeren Potential im ersten Zweig entgegengesetzt zur Reihenfolge der entsprechenden Elemente im zweiten Zweig. Jeweils zwischen den Elementen Schalteinrichtung und Leuchtdiodenanordnung bzw. Stromquelle und/oder Stromsenke sind die beiden Zweige über eine Brückenschaltung vorzugsweise miteinander verbindbar, beispielsweise gemäß der Darstellung in 1.The lighting system is powered, for example, by a voltage source which is determined by a higher potential ("supply voltage") and a lower potential (ground). Preferably, the higher potential of the voltage source is connected or connectable via the first branch and the second branch to the lower potential of the voltage source. In this case, the switching device in the first branch is arranged closest to the higher potential of the three elements light-emitting diode array, current source and / or current sink and switching device and arranged the switching device in the second branch closest to the lower potential or vice versa. For example, the order of the three elements light emitting diode array, current source and / or current sink and switching device in the direction from the higher potential to the lower potential in the first branch opposite to the order of the corresponding elements in the second branch. In each case between the elements switching device and light-emitting diode arrangement or current source and / or current sink, the two branches are preferably connected to one another via a bridge circuit, for example as shown in FIG 1 ,

Insbesondere ist der Brückenzweig zwischen der ersten Leuchtdiodenanordnung und der ersten Schalteinrichtung mit dem ersten Zweig verbunden, und zwischen der zweiten Schalteinrichtung und der zweiten Leuchtdiodenanordnung mit dem zweiten Zweig verbunden.Especially is the bridge branch between the first light emitting diode array and the first switching device connected to the first branch, and between the second switching device and the second light-emitting diode array connected to the second branch.

Der Brückenzweig umfasst vorteilhafterweise eine Brücken-Schalteinrichtung, die besonders einfach und wirtschaftlich unter Einbeziehung einer Schaltdiode ausgeführt sein kann. Durch die Brücken-Schalteinrichtung wird in Abhängigkeit von der anliegenden Spannung der Brückenzweig automatisch geöffnet oder geschlossen.Of the bridge branch advantageously comprises a bridge switching device, the be implemented particularly simple and economical involving a switching diode can. Through the bridge switching device becomes dependent automatically opened by the applied voltage of the bridge branch or closed.

Wenn das Leuchtsystem durch eine Spannungsquelle mit nicht konstanter Versorgungsspannung betrieben wird, werden vorzugsweise beim Unterschreiten der Versorgungsspannung unter einen vorgegebenen Schwellwert automatisch die erste und zweite Schalteinrichtung geschlossen und die Brücken-Schalteinrichtung geöffnet. Dadurch werden die genannten Zweige und damit die Leuchtdiodenanordnungen parallel geschaltet.If the lighting system by a voltage source with non-constant Supply voltage is operated, are preferably when falling below the supply voltage below a predetermined threshold automatically closed the first and second switching device and the bridge switching device open. As a result, the said branches and thus the light-emitting diode arrangements connected in parallel.

Beim Überschreiten der Versorgungsspannung über einen vorgegebenen Schwellwert werden vorzugsweise automatisch die erste und zweite Schalteinrichtung geöffnet, und die Brücken-Schalteinrichtung geschlossen. Dadurch werden die genannten Leuchtdiodenanordnungen in Reihe geschaltet.When passing the supply voltage over a predetermined threshold value are preferably automatically opened first and second switching device, and the bridge switching device closed. As a result, the aforementioned light-emitting diode arrangements connected in series.

Die beiden genannten Schwellwerte können identisch sein oder um einen Hysteresewert differieren, um in bestimmten Situationen ein ständiges Hin- und Herschalten zu verhindern.The Both mentioned thresholds can be identical be or differ by a hysteresis value, in certain situations a constant To prevent switching back and forth.

Besonders bevorzugt sind die Leuchtdiodenanordnungen derart ausgestaltet, dass die Nennspannung des Energiespeichers, der das Leuchtsystem mit Energie versorgt, oder die regelmäßige maximale Versorgungsspannung zwischen der Summe der minimalen Betriebsspannungen der Leuchtdioden beider Leuchtdiodenanordnungen und der Summe der maximalen Betriebsspannungen der Leuchtdioden beider Leuchtdiodenanordnungen liegt. Dadurch wird das Leuchtsystem in beiden Betriebsarten (parallel – in Reihe) effizient betrieben.Particularly preferably, the light-emitting diode arrangements are configured such that the nominal voltage of the energy store, which supplies the lighting system with energy, or the regular maximum supply voltage between the sum of the minimum operating voltages of the light emitting diodes of both light emitting diode arrangements and the sum of the maximum operating voltages of the light emitting diodes of both light emitting diode arrangements. This makes the lighting system in both modes (parallel - in series) operated efficiently.

Vorteilhaferweise sind die Leuchtdiodenanordnungen derart ausgestaltet, dass die Summe der minimalen Betriebsspannungen der Leuchtdioden einer Leuchtdiodenanordnung höchstens so groß wie oder kleiner ist als die regelmäßige minimale Versorgungsspannung.Advantage oats way the light-emitting diode arrays are designed such that the sum the minimum operating voltages of the LEDs of a light emitting diode array at the most as big as or less than the regular minimum Supply voltage.

Der genannte Schwellwert oder die genannten Schwellwerte sind im Wesentlichen durch die Nennspannung des Energiespeichers bestimmt, insbesondere liegen der oder die Schwellwerte zwischen 80 und 120% der Nennspannung oder zwischen 90 und 110% der Nennspannung des Energiespeichers.Of the said threshold or said thresholds are substantially determined by the rated voltage of the energy storage, in particular the threshold value (s) are between 80 and 120% of the rated voltage or between 90 and 110% of the rated voltage of the energy store.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Leuchtsystems sind die Leuchtdiodenanordnungen unterschiedslos ausgeführt, so dass in beiden Betriebsarten (parallel – in Reihe) die Helligkeitsverteilung des Leuchtsystems im Wesentlichen – und von kleinen Schwankungen abgesehen – identisch ist.at In an advantageous embodiment of the lighting system, the light-emitting diode arrangements are indifferent executed so that in both modes (parallel - in series) the brightness distribution of the lighting system essentially - and of small fluctuations apart - identical is.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass bei Defekt eines Zweiges, insbesondere bei Defekt einer Leuchtdiodenanordnung, der andere Zweig, insbesondere die andere Leuchtdiodenanordnung, allein betrieben werden kann, um eine Notbeleuchtung zu gewährleisten.One Another advantage of the invention is that in case of defect Branch, in particular in case of defect of a light-emitting diode array, the other branch, in particular the other light-emitting diode arrangement, alone can be operated to ensure emergency lighting.

Selbstverständlich umfasst die Erfindung auch Leuchtsysteme, die neben den genannten Zweigen oder Leuchtdiodenanordnungen weitere Zweige oder Leuchtdiodenanordnungen, die zu den genannten in Reihe oder parallel geschaltet sein können, aufweisen.Of course it includes the invention also lighting systems, in addition to the aforementioned branches or light-emitting diode arrangements, further branches or light-emitting diode arrangements, which may be connected to the said in series or in parallel.

Eine Integration eines erfindungsgemäßen Leuchtsystems in ein Fahrzeug ist besonders vorteilhaft, da gerade im Fahrzeug – aufgrund der vielen verschiedenen Verbraucher und der extremen physikalischen Rahmenbedingungen – besonders häufig besonders ausgeprägte Schwankungen in der Versorgungsspannung auftreten. Eine Fahrzeugleuchte, wie eine Heckleuchte, kann beispielsweise eine Vielzahl erfindungsgemäßer Leuchtsysteme umfassen.A Integration of a lighting system according to the invention in a vehicle is particularly advantageous because just in the vehicle - due the many different consumers and the extreme physical Framework conditions - especially often especially pronounced Fluctuations in the supply voltage occur. A vehicle light, like a tail light, for example, a variety of inventive lighting systems include.

Besonders vorteilhaft ist ein Kraftfahrzeug mit einem 12-Volt-Bordnetz und mit einem erfindungsgemäßen Leuchtsystem, wobei die Leuchtdiodenanordnungen jeweils 3 Leuchtdioden umfassen, deren Betriebsspannungen zwischen 1 und 4 Volt, insbesondere zwischen 1,5 und 3,5 Volt, liegen. Denn in dieser Konfiguration kann das Leuchtsystem ein Fahrzeugbordnetz mit schwankender Versorgungsspannung besonders effizient zur Energieversorgung nützen.Especially advantageous is a motor vehicle with a 12-volt electrical system and with a luminous system according to the invention, wherein the light-emitting diode assemblies each comprise 3 light emitting diodes, whose Operating voltages between 1 and 4 volts, especially between 1.5 and 3.5 volts, lie. Because in this configuration that can Illumination system a vehicle electrical system with fluctuating supply voltage particularly efficient for energy supply.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren näher erläutert:in the The invention will now be described by way of example with reference to FIG closer to the following figures explains:

1 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild eines Leuchtsystems; 1 shows a simplified circuit diagram of a lighting system;

2 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild eines Leuchtsystems, wobei die Leuchtdiodenanordnungen in Reihe geschaltet sind; 2 shows a simplified circuit diagram of a lighting system, wherein the LED arrays are connected in series;

3 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild eines Leuchtsystems, wobei die Leuchtdiodenanordnungen parallel geschaltet sind. 3 shows a simplified circuit diagram of a lighting system, wherein the LED arrays are connected in parallel.

1 zeigt ein Leuchtsystem, das durch eine nicht dargestellte Batterie, welche eine Nennspannung aufweist, mit einer nicht konstanten Versorgungsspannung versorgt wird. Die Versorgungsspannung hängt neben der Nennspannung beispielsweise von den klimatischen Bedingungen, von dem Alter der Batterie und/oder von dem Betrieb und der Art weiterer durch die Batterie versorgter Verbraucher ab. 1 shows a lighting system, which is supplied by a non-illustrated battery, which has a nominal voltage, with a non-constant supply voltage. The supply voltage depends in addition to the rated voltage, for example, on the climatic conditions, the age of the battery and / or the operation and the nature of other consumers powered by the battery.

In einen ersten Zweig Z1 des Leuchtsystems ist eine erste Leuchtdiodenanordnung LED1, eine erste Stromquelle und/oder Stromsenke SQS1, insbesondere eine Strombegrenzungseinrichtung, und eine erste Schalteinrichtung S1 in Reihe geschaltet oder schaltbar.In a first branch Z1 of the lighting system is a first light emitting diode array LED1, a first current source and / or current sink SQS1, in particular a current limiting device, and a first switching device S1 connected in series or switchable.

In einen zweiten Zweig Z2 des Leuchtsystems ist eine zweite Leuchtdiodenanordnung LED2, eine zweite Stromquelle und/oder Stromsenke SQS2, insbesondere eine Strombegrenzungseinrichtung, und eine zweite Schalteinrichtung S2 in Reihe geschaltet oder schaltbar.In a second branch Z2 of the lighting system is a second light-emitting diode arrangement LED2, a second current source and / or current sink SQS2, in particular a current limiting device, and a second switching device S2 connected in series or switchable.

Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante können die Elemente Leuchtdiodenanordnung LED1, LED2 und Stromquelle und/oder Stromsenke SQS1, SQS2 innerhalb eines oder beider Zweige bezüglich ihrer Reihenfolge oder Position vertauscht werden.According to one alternative embodiment can the elements LED array LED1, LED2 and power source and / or Current sink SQS1, SQS2 within one or both branches with respect to their Order or position are reversed.

Zudem ist ein Brückenzweig BZ zum schaltbaren Verbinden des ersten Zweiges Z1 mit dem zweiten Zweig Z2 vorgesehen. Durch den Brückenzweig BZ kann die erste Leuchtdiodenanordnung LED1 mit der ersten Stromquelle und/oder Stromsenke SQS1, mit der zweiten Leuchtdiodenanordnung LED2 und mit der zweiten Stromquelle und/oder Stromsenke SQS2 in Reihe geschaltet werden.moreover is a bridge branch BZ for switchably connecting the first branch Z1 with the second Branch Z2 provided. Through the bridge branch BZ, the first Light-emitting diode arrangement LED1 with the first current source and / or current sink SQS1, with the second light emitting diode array LED2 and with the second Power source and / or current sink SQS2 are connected in series.

Der Brückenzweig BZ ist zwischen der ersten Leuchtdiodenanordnung LED1 und der ersten Schalteinrichtung S1 mit dem ersten Zweig Z1 verbunden. Zwischen der zweiten Schalteinrichtung S2 und der zweiten Leuchtdiodenanordnung LED2 ist der Brückenzweig mit dem zweiten Zweig Z2 verbunden.The bridge branch BZ is connected between the first light emitting diode array LED1 and the first switching device S1 to the first branch Z1. Between the second switching device S2 and the second LED array LED2 is the bridge branch is connected to the second branch Z2.

Als beispielhafte Ausgestaltung einer Brücken-Schalteinrichtung BS ist gestrichelt eine Schaltdiode D dargestellt.When exemplary embodiment of a bridge switching device BS is dashed a switching diode D shown.

Die Reihenschaltung wird also gegebenenfalls durch eine Art "H-Brücke" von Leuchtdiodenanordnungen und Stromquellen und/oder Stromsenken auf zwei diagonal gegenüberliegende – eine Leuchtdiodenanordnung und eine Stromquelle und/oder Stromsenke umfassende – parallele Zweige aufgelöst.The Series connection is thus possibly by a kind of "H-bridge" of light emitting diode arrays and current sources and / or current sinks on two diagonally opposite - a light emitting diode array and a current source and / or current sink comprising - parallel Branches dissolved.

2 zeigt das Leuchtsystem aus 1 bei hoher Versorgungsspannung, insbesondere bei einer über einem vorgegebenen Schwellwert liegender Versorgungsspannung. 2 shows the lighting system 1 at high supply voltage, in particular at a lying above a predetermined threshold supply voltage.

Durch ein nicht dargestelltes Messgerät wird die aktuelle Versorgungsspannung ermittelt und an eine ebenfalls nicht dargestellte Steuereinrichtung übermittelt. Die Steuereinrichtung ist derart eingerichtet, dass die aktuelle Versorgungsspannung mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird.By an unillustrated measuring device the current supply voltage is determined and sent to one as well not shown control device transmitted. The control device is set up so that the current supply voltage with a predetermined threshold value is compared.

Die Steuereinrichtung ist derart eingerichtet und steuert die Schalteinrichtungen S1, S2, BS derart an, dass beim Überschreiten der Versorgungsspannung über einen vorgegebenen Schwellwert automatisch die erste und zweite Schalteinrichtung S1, S2 geöffnet werden, und die Brücken-Schalteinrichtung BS geschlossen wird. Dadurch werden die Leuchtdiodenanordnungen in Reihe geschaltet und jeweils mit einer für den Betrieb der Leuchtdiodenanordnung ausreichenden Spannung versorgt.The Control device is set up and controls the switching devices S1, S2, BS such that when exceeded the supply voltage over a predetermined threshold automatically the first and second Switching device S1, S2 open be, and the bridge switching device BS is closed. As a result, the light-emitting diode arrangements in Series connected and each with a sufficient for the operation of the light emitting diode array Voltage supplied.

Der gestrichelt dargestellte Pfeil in Fettdruck deutet den Stromfluss innerhalb des Leuchtsystems an.Of the Dashed arrow in bold indicates the flow of electricity within the lighting system.

3 zeigt das Leuchtsystem aus 1 bei niedriger Versorgungsspannung, insbesondere bei einer unter einem vorgegebenen Schwellwert liegender Versorgungsspannung. 3 shows the lighting system 1 at low supply voltage, in particular at a lying below a predetermined threshold supply voltage.

Durch das Messgerät wird wieder die aktuelle Versorgungsspannung ermittelt und an die Steuereinrichtung übermittelt. Durch die Steuereinrichtung wird die aktuelle Versorgungsspannung mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen.By the meter the current supply voltage is again determined and sent to the Control device transmitted. By the controller, the current supply voltage compared with a predetermined threshold.

Die Steuereinrichtung ist derart eingerichtet, und steuert die Schalteinrichtungen S1, S2, BS derart an, dass beim Unterschreiten der Versorgungsspannung unter einen vorgegebenen Schwellwert automatisch die erste und zweite Schalteinrichtung S1, S2 geschlossen werden, und die Brücken-Schalteinrichtung BS geöffnet wird. Dadurch werden die Leuchtdiodenanordnungen parallel geschaltet und jeweils mit einer für den Betrieb der Leuchtdiodenanordnung ausreichenden Spannung versorgt. Durch die Reihenschaltung der Leuchtdiodenanordnungen LED1, LED2 wird bei dieser Versorgungsspannung in den Stromquellen und/oder Stromsenken SQS1, SQS2 weniger Energie verbraucht oder "vernichtet" als – bei gleicher Versorgungsspannung – bei einer Parallelschaltung der Leuchtdiodenanordnungen LED1, LED2.The Control means is arranged and controls the switching means S1, S2, BS such that when falling below the supply voltage below a given threshold automatically the first and second Switching device S1, S2 are closed, and the bridge switching device BS open becomes. As a result, the light-emitting diode arrangements are connected in parallel and each with a for the operation of the LED array sufficient voltage supplied. By the series connection of the LED arrays LED1, LED2 is at this supply voltage in the power sources and / or Current sinking SQS1, SQS2 uses less energy or "destroyed" than - at the same time Supply voltage - at a parallel connection of the LED arrays LED1, LED2.

Die gestrichelt dargestellten Pfeile in Fettdruck deuten den Stromfluss innerhalb des Leuchtsystems an.The dashed arrows in bold indicate the current flow within the lighting system.

Eine Leuchtdiodenanordnung umfasst beispielsweise drei Leuchtdioden mit jeweils einer Betriebsspannung zwischen 2 und 3 Volt. Die Nennspannung der Batterie liegt bei 12 Volt. Die Versorgungsspannung schwankt zwischen 7 und 14 Volt.A Light emitting diode arrangement includes, for example, three light emitting diodes each operating voltage between 2 and 3 volts. The rated voltage the battery is 12 volts. The supply voltage fluctuates between 7 and 14 volts.

Liegt die Versorgungsspannung unter einem vorgegebenen Schwellwert von 12 Volt, werden die Brückenschaltung geöffnet und die erste und zweite Schalteinrichtung geschlossen. An den parallel geschalteten Leuchtdiodenanordnungen liegen jeweils zwischen 7 und 12 Volt an, so dass jede Leuchtdiode mit mindestens 2,3 Volt betrieben wird.Lies the supply voltage below a predetermined threshold of 12 volts, become the bridge circuit open and the first and second switching means closed. At the parallel switched light-emitting diode arrays are each between 7 and 12 volts, so that each LED operated with at least 2.3 volts becomes.

Sobald die Versorgungsspannung über einem vorgegebenen Schwellwert von 12 Volt liegt, werden die Brückenschaltung geschlossen und die erste und zweite Schalteinrichtung geöffnet. An den in Reihe geschalteten Leuchtdiodenanordnungen liegen zusammen mindestens 12 Volt an, so dass jede Leuchtdiode mit mindestens 2 Volt betrieben wird.As soon as the supply voltage over a predetermined threshold of 12 volts, the bridge circuit closed and the first and second switching device opened. At the series-connected light emitting diode assemblies are together at least 12 volts, so that each LED with at least 2 Volt is operated.

Durch eine geeignete Dimensionierung der beiden Zweige, insbesondere der Leuchtdiodenanordnungen, der zugeordneten Stromquellen und/oder Stromsenken, und durch eine geeignete Einrichtung der Steuereinrichtung kann somit über den gesamten Versorgungsspannungsbereich die Lichtausbeute optimiert und die Verlustleistung zur Stromeinprägung minimiert werden. Damit werden sowohl Herstellkosten wie auch Betriebskosten gesenkt.By a suitable dimensioning of the two branches, in particular the Light emitting diode arrangements, the associated power sources and / or Stromsenken, and by a suitable means of the control device can thus over the entire supply voltage range optimizes the light output and the power loss to the current injection are minimized. In order to Both manufacturing costs and operating costs are reduced.

Claims (12)

Leuchtsystem – mit einem ersten Zweig (Z1), in den eine erste Leuchtdiodenanordnung (LED1), eine erste Stromquelle und/oder Stromsenke (SQS1) und eine erste Schalteinrichtung (S1) in Reihe geschaltet oder schaltbar sind, – mit einem zweiten Zweig (Z2), in den eine zweite Leuchtdiodenanordnung (LED2), eine zweite Stromquelle und/oder Stromsenke (SQS2) und eine zweite Schalteinrichtung (S2) in Reihe geschaltet oder schaltbar sind, – wobei der erste Zweig (Z1) parallel zum zweiten Zweig (Z2) geschaltet oder schaltbar ist, und – mit einem Brückenzweig (BZ) zum schaltbaren Verbinden des ersten Zweiges (Z1) mit dem zweiten Zweig (Z2) derart, dass die erste Leuchtdiodenanordnung (LED1) mit der zweiten Leuchtdiodenanordnung (LED2) in Reihe geschaltet oder schaltbar ist.Lighting system - with a first branch (Z1), in which a first light emitting diode array (LED1), a first current source and / or current sink (SQS1) and a first switching device (S1) are connected in series or switchable, - with a second branch (Z2 ), in which a second light emitting diode array (LED2), a second current source and / or current sink (SQS2) and a second switching device (S2) connected in series or switchable, - wherein the first branch (Z1) is switched or switchable parallel to the second branch (Z2), and - with a bridge branch (BZ) for switchably connecting the first branch (Z1) to the second branch (Z2) such that the first light emitting diode array (LED1) is connected in series with the second light emitting diode array (LED2) or can be switched. Leuchtsystem nach Anspruch 1, – mit einem Brückenzweig (BZ) zum schaltbaren Verbinden des ersten Zweiges (Z1) mit dem zweiten Zweig (Z2) derart, dass die erste Leuchtdiodenanordnung (LED1), mit der ersten Stromquelle und/oder Stromsenke (SQS1), mit der zweiten Leuchtdiodenanordnung (LED2) und mit der zweiten Stromquelle und/oder Stromsenke (SQS2) in Reihe geschaltet oder schaltbar ist.Lighting system according to claim 1, - with a bridge branch (BZ) for switchably connecting the first branch (Z1) to the second branch (Z2) such that the first light emitting diode array (LED1), with the first current source and / or current sink (SQS1), with the second light emitting diode array (LED2) and with the second power source and / or current sink (SQS2) connected in series or switchable. Leuchtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Brückenzweig (BZ) zwischen der ersten Leuchtdiodenanordnung (LED1) und der ersten Schalteinrichtung (S1) mit dem ersten Zweig (Z1) verbunden ist, und bei dem der Brückenzweig (BZ) zwischen der zweiten Schalteinrichtung (S2) und der zweiten Leuchtdiodenanordnung (LED2) mit dem zweiten Zweig (Z2) verbunden ist.Lighting system according to one of the preceding claims, at the bridge branch (BZ) between the first light emitting diode array (LED1) and the first switching device (S1) is connected to the first branch (Z1), and in which the bridge branch (BZ) between the second switching device (S2) and the second Light emitting diode array (LED2) connected to the second branch (Z2) is. Leuchtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Brückenzweig (BZ) eine Brücken-Schalteinrichtung (BS), insbesondere eine Schaltdiode (D), umfasst.Lighting system according to one of the preceding claims, in the bridge branch (BZ) a bridge switching device (BS), in particular a switching diode (D). Leuchtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Leuchtsystem durch eine Spannungsquelle mit nicht konstanter Versorgungsspannung betrieben wird, und bei dem beim Unterschreiten der Versorgungsspannung unter einen vorgegebenen Schwellwert automatisch die erste und zweite Schalteinrichtung (S1, S2) geschlossen werden, und die Brücken-Schalteinrichtung (BS) geöffnet wird.Lighting system according to one of the preceding claims, in the lighting system by a voltage source with non-constant Supply voltage is operated, and when falling below the supply voltage below a predetermined threshold automatically the first and second switching devices (S1, S2) are closed, and the bridge switching device (BS) opened becomes. Leuchtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Leuchtsystem durch eine Spannungsquelle mit nicht konstanter Versorgungsspannung betrieben wird, und bei dem beim Überschreiten der Versorgungsspannung über einen vorgegebenen Schwellwert automatisch die erste und zweite Schalteinrichtung (S1, S2) geöffnet werden, und die Brücken-Schalteinrichtung (BS) geschlossen wird.Lighting system according to one of the preceding claims, in the lighting system by a voltage source with non-constant Supply voltage is operated, and in the case of exceeding the supply voltage over a predetermined threshold automatically the first and second Switching device (S1, S2) opened be, and the bridge switching device (BS) is closed. Leuchtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Leuchtdiodenanordnungen (LED1, LED2) zumindest eine Leuchtdiode umfasst.Lighting system according to one of the preceding claims, in the light emitting diode arrangements (LED1, LED2) at least one light emitting diode includes. Leuchtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Leuchtsystem Teil einer Fahrzeugleuchte ist, welche durch ein Fahrzeugbordnetz mit Strom versorgt wird.Lighting system according to one of the preceding claims, in the lighting system is part of a vehicle lamp, which by a vehicle electrical system is powered. Leuchtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Leuchtdiodenanordnungen (LED1, LED2) derart ausgestaltet sind, dass die Nennspannung des Energiespeichers, der das Leuchtsystem mit Energie versorgt, oder die maximale Versorgungsspannung, zwischen der Summe der minimalen Betriebsspannungen der Leuchtdioden beider Leuchtdiodenanordnungen (LED1, LED2) und der Summe der maximalen Betriebsspannungen der Leuchtdioden beider Leuchtdiodenanordnungen (LED1, LED2) liegt.Lighting system according to one of the preceding claims, in the LED arrangements (LED1, LED2) designed in such a way are that the rated voltage of the energy store, which is the lighting system energized, or the maximum supply voltage, between the Sum of the minimum operating voltages of the light-emitting diodes of both light-emitting diode arrangements (LED1, LED2) and the sum of the maximum operating voltages of the Light-emitting diodes of both light-emitting diode arrangements (LED1, LED2) is located. Leuchtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Leuchtdiodenanordnungen (LED1, LED2) derart ausgestaltet sind, dass die Summe der minimalen Betriebsspannungen der Leuchtdioden einer Leuchtdiodenanordnung (LED1) höchstens so groß ist wie die regelmäßige minimale Versorgungsspannung.Lighting system according to one of the preceding claims, in the LED arrangements (LED1, LED2) designed in such a way are that the sum of the minimum operating voltages of the LEDs a light emitting diode array (LED1) is at most as large as the regular minimum supply voltage. Leuchtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Leuchtdiodenanordnungen (LED1, LED2) im Wesentlichen unterschiedslos ausgeführt sind.Lighting system according to one of the preceding claims, in to which the light-emitting diode arrangements (LED1, LED2) are designed substantially indistinctly. Kraftfahrzeug mit einem 12-Volt-Bordnetz und mit einem Leuchtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtdiodenanordnungen (LED1, LED2) jeweils 3 Leuchtdioden umfassen, deren Betriebsspannungen zwischen 1 und 4 Volt liegen.motor vehicle with a 12 volt electrical system and With a lighting system according to one of the preceding claims, in which the light-emitting diode arrangements (LED1, LED2) each have 3 light-emitting diodes include, whose operating voltages are between 1 and 4 volts.
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