控制和/或调节机构、电路布置结构、用于驱控发光二极管阵列中的发光二极管的方法与流程

1.本发明涉及一种用于发光二极管阵列的控制和/或调节机构。一种电路布置结构以及一种用于运行电路布置结构的方法。


背景技术：

2.由多个发光二极管组成的发光二极管阵列目前正在取代现代机动车的前照灯中的经典的白炽灯。发光二极管不仅提供高的光效率和更多的安全性，而且也提供许多设计自由空间和高的节能潜力。除了设计上的光方案之外，新的发展提供如下可能性，即，产生不同的光分布(例如用于城市或乡村道路、恶劣天气灯光或高速公路灯光)。为此必要的是，能够准确地控制单个发光二极管或在发光二极管阵列中的组合为一组的多个发光二极管的亮度和光性能。
3.为此必要的是，降低或调暗发光二极管的亮度值。影响发光二极管的亮度值的一种可能性是脉宽调制，在脉宽调制中通过在一个时钟周期内对发光二极管的脉冲式接通和关断来适配亮度值。这通常在电流的脉冲高度保持相同的情况下实施。
4.通常，为了驱控各个发光二极管采用如下构件，所述构件具有不同的集成的诊断功能。集成的诊断功能可以是例如识别在发光二极管阵列的一个或多个发光二极管上的短路。所述短路指示所涉及的发光二极管存在缺陷。为了集成的短路识别，测量落在一个发光二极管上或发光二极管阵列的一组发光二极管上的电压降，且将其与所确定的边界值进行比较。如果低于边界值，那么这被评估为短路，且关断至发光二极管的供电。发光二极管阵列中的其他错误或故障也可能出现，且在电压降与在无干扰的正常运行下的电压降有偏差时被识别到。
5.在通过脉宽调制来适配亮度值时，这种集成的短路识别已经证实为不利的。如果在亮度值低时不可能的是，使在整个的时钟周期上至少一个发光二极管(led)处于接通，存在的可能性在于，落在发光二极管上的所测量的电压降下降到用于短路识别的边界值之下，而不存在实际的短路。给发光二极管的供电在这种情况下被自动中断。如果在随后的时钟周期之一中又接通至少一个发光二极管，那么需要的是，首先又使电流源运行。这可能导致在驱控各个发光二极管中的时间延迟。对于观测者来说该延迟可以在视觉上表现为闪烁。这种闪烁在许多情况下是不期望的。


技术实现要素：

6.在这一点上出现本发明。
7.本发明基于如下问题，如此改善发光二极管阵列的已知的驱控，使得避免在发光二极管阵列内对短路的错误识别以及避免在错误识别短路之后发光二极管的闪烁。
8.按照本发明，所述任务通过用于发光二极管阵列的控制和/或调节机构的按照本发明的运行来解决，其中，所述控制和/或调节机构：
[0009]-具有至少两个第一输出端，在所述第一输出端上能分接用于控制发光二极管阵列的可控制的开关元件的控制信号；
[0010]-具有至少一个第二输出端，在所述第二输出端上能分接用于控制和/或调节可控制和/或可调节的电流源的控制和/或调节信号；
[0011]-具有至少一个测量信号输入端，在所述测量信号输入端上能施加至少一个第一电压传感器的传感器信号，其中，借助于所述第一电压传感器能测量落在发光二极管阵列上的电压降，且在低于所确定的电压值的情况下通过所述控制和/或调节机构的控制和/或调节信号能关断可控制和/或可调节的电流源；
[0012]-其中，在所述至少一个测量信号输入端上存在恒定的传感器信号，所述传感器信号大于所确定的电压值。
[0013]
关于电路布置结构，所述任务通过如下解决，即，所述电路布置结构具有至少一个电压源，其中，第二电压传感器——所述第二电压传感器的输出端与控制和/或调节机构的所述至少一个测量信号输入端连接——将电压源的电压降传送至测量信号输入端；且电压源提供如下电压信号，所述电压信号大于所确定的电压值，在该电压值下控制和/或调节机构关断可控制和/或可调节的电流源。
[0014]
通过将第二电压传感器的测量信号施加到控制和/或调节机构的测量信号输入端上(所述测量信号显示电压源的电压)，如果在一个时钟周期中落在发光二极管阵列上的电压下降，那么防止由控制和/或调节信号关断可控制和/或可调节的电流源。
[0015]
存在的可能性在于，对每个发光二极管并联连接有一个可控制的开关元件。优选地，控制和/或调节机构分别单独且彼此独立地驱控可控制的开关元件。可控制的开关元件能实现对每个单个的发光二极管的脉宽调制的运行。优选地，可控制的开关元件是短路开关。如果驱控短路开关关闭，那么在发光二极管上几乎没有电压下降。发光二极管是关断的。通过驱控短路开关存在的可能性在于，如此接通和/或关断发光二极管阵列中的各个发光二极管，使得产生期望的光分布。
[0016]
存在的可能性在于，在期望的光分布的情况下在一个时钟周期内没有接通串联电路的发光二极管。在这种情况下，落在该串联电路上的电压降非常小、优选地几乎为0v。落在发光二极管阵列的串联电路上的这种小的电压降在已知的电路布置结构中将导致：低于在控制和/或调节机构的测量信号输入端上的所确定的电压值。这将被控制和/或调节机构评估为发光二极管的短路或缺陷，且将向可控制和/或可调节的电流源给出用于关断的信号。在这种情况下，即，通过脉宽调制在一个时钟周期期间关断串联电路的所有发光二极管，在许多情况下实际上完全不存在短路或缺陷。
[0017]
在测量信号输入端上恒定的传感器信号导致：不低于所确定的电压值，该所确定的电压值导致关断可控制和/或可调节的电流源。在这种情况下避免将电压值错误解读为缺陷。
[0018]
通过恒定的电压信号规避短路识别的功能。然而，该功能在许多情况下仍是值得期望的。因此可以规定，所述电路布置结构具有探测机构，其中，所述探测机构构成为在一个时钟周期内：
[0019]-对于串联电路的所有接通的发光二极管求取电压降的设定值；
[0020]-检测落在串联电路上的实际的电压降；以及
[0021]-在实际的电压降小于电压降的设定值的情况下向控制和/或调节机构传送信号。
[0022]
探测机构优选地是微控制器和/或比较器。此外，也可以设想这两者的组合。可能的是，探测机构不求取设定值，而是例如由控制和/或调节机构告知探测机构设定值，或者设定值对于探测机构是已知的。
[0023]
存在的可能性在于，利用探测机构能单独检测落在发光二极管阵列的每个串联电路上的电压降。探测机构将落在串联电路上的电压降的设定值——该设定值通过在一个时钟周期内对发光二极管的脉宽调制的驱控来调设——与在时钟周期内的实际的电压降进行比较。如果在一个或多个发光二极管上存在短路或缺陷，那么电压降的设定值与实际的电压降不一致。通常，实际的电压降低于预期的电压降。在这些情况下，探测机构向控制和/或调节装置的输入端给出信号。随后，控制和/或调节装置向可控制和/或可调节的电流源给出信号，以便将该电流源关断。通过探测机构，仍提供了在控制和/或调节机构内的短路识别的功能性，该功能性被在测量信号输入端上的恒定的电压信号规避。
[0024]
所提出的任务通过用于运行按照本发明的电路布置结构的方法来解决，其中，所述方法具有至少如下步骤：
[0025]-借助于控制和/或调节机构驱控可控制的开关元件以用于打开和/或关闭；
[0026]-所述至少一个电压源给第二电压传感器(10)提供电压信号，所述电压信号大于所确定的电压值，在该电压值下所述控制和/或调节机构关断可控制和/或可调节的电流源；
[0027]-与控制和/或调节机构的所述至少一个测量信号输入端连接的第二电压传感器向所述测量信号输入端传送电压源的电压降的测量信号。
[0028]
此外，存在的可能性在于，探测机构在控制和/或调节信号、优选为脉宽调制的控制和/或调节信号的一个时钟周期内：
[0029]-对于串联电路的所有接通的发光二极管求取电压降的设定值；
[0030]-检测落在串联电路上的实际的电压降；以及
[0031]-在实际的电压降小于电压降的设定值的情况下向控制和/或调节机构传送信号；
[0032]-其中，在向控制和/或调节机构传输该信号之后，控制和/或调节机构关断可控制的电流源。
附图说明
[0033]
根据附图在下文中进一步阐明本发明。图中：
[0034]
图1示出按照本发明的电路布置结构的方框图。
具体实施方式
[0035]
在图1中示出的按照本发明的电路布置结构8包括由两个串联电路i、ii组成的发光二极管阵列2。每个串联电路i、ii包括发光二极管d1、d2，电阻r1、r2以及与发光二极管d1、d2并联的第一可控制的开关元件s1、s2。根据结构元件的名称的标记，在下文中言及第一串联电路i和第二串联电路ii。
[0036]
串联电路i、ii并联连接。在每个串联电路i、ii内可以串联布置多个发光二极管d1、d2。在这种情况下，对于每个发光二极管d1、d2并联连接有可控制的开关元件s1、s2。串
联电路i、ii的阳极侧的端部位于共同的第一节点上。电阻r1、r2与二极管d1、d2串联布置。
[0037]
除了发光二极管阵列2之外，电路布置结构8还包括可控制和/或可调节的电流源5，该电流源前置于第一节点。此外，电路布置结构8包括电压源9。电压源9以及可控制和/或可调节的电流源5由车载电网的供电电压12供电。
[0038]
在电路布置结构8中设有至少两个电压传感器7、10。第一电压传感器7检测在第一节点与接地电位之间的电压。第二电压传感器10检测电压源9的电压。
[0039]
电路布置结构8包括探测机构11，所述探测机构通过第一输入端与第一电压传感器7连接。
[0040]
此外，在电路布置结构8中设有按照本发明的控制和/或调节机构1。控制和/或调节机构1具有多个输入端和多个输出端。通过这些输入和输出端，控制和/或调节机构1与可调节的电流源5、第二电压传感器10、发光二极管阵列2的可控制的开关元件s1、s2和探测机构11连接。
[0041]
详细地，在各结构元件或者说组件与控制和/或调节机构1的输入或输出端之间的连接如下建立：控制和/或调节机构1的第一输入端6与第二电压传感器10连接。通过该第一输入端6可以给控制和/或调节机构1供给恒定的电压信号。第一输入端6在现有技术中用于检测落在发光二极管阵列2上的电压降。通过恒定的电压信号规避集成在控制和/或调节机构1中的短路识别或缺陷识别，所述短路识别或缺陷识别在电压值低于预定值时向可控制和/或可调节的电流源5给出信号，以便将该电流源关断。
[0042]
控制和/或调节机构1的第二输入端与探测机构11的输出端连接。通过第二输入端可以给控制和/或调节机构1供给关于由探测机构11识别出的在发光二极管阵列2内的短路或缺陷的信号。
[0043]
控制和/或调节机构1的第一输出端3与发光二极管阵列2的串联电路i、ii的可控制的开关元件s1、s2的控制连接端连接。通过控制脉冲可以驱控可控制的开关元件s1、s2以用于打开和关闭。
[0044]
控制和/或调节机构1的第二输出端与可控制和/或可调节的电流源5连接。通过该第二输出端可以接通和/或关断可控制和/或可调节的电流源5。
[0045]
第三输出端与探测机构11的第二输入端连接。通过该第三输出端可以由控制和/或调节机构1向探测机构11给出信号，亦即在一个时钟周期内驱控哪些可控制的开关元件s1、s2以用于关闭和打开，其中，关闭的可控制的开关元件s1、s2关断与之并联的发光二极管d1、d2，且打开的可控制的开关元件s1、s2接通与之并联的发光二极管d1、d2。
[0046]
控制和/或调节机构1如下设立，使得发光二极管阵列2中的发光二极管d1、d2具有期望的亮度。在此可能的是，在一个时钟周期期间不接通发光二极管d1、d2。这可能在现有技术的电路布置结构8中导致错误解读。由于第一电压传感器7与控制和/或调节机构1的第一输入端6连接且该值下降到用于短路识别或错误识别的所确定的值之下，所以过去错误地将关断的发光二极管d1、d2识别为有缺陷的发光二极管d1、d2。
[0047]
在本电路布置结构8中，在控制和/或调节机构1的第一输入端6处存在恒定的电压信号。该电压信号可如此选择，使得无论如何该电压信号高于用于控制和/或调节机构1的内部的短路识别或错误识别的所确定的值。例如，恒定的电压值可以是3v。
[0048]
为了可以进一步实施短路识别或错误识别，将第一电压传感器7的信号传送到探
测机构11的第一输入端。通过经由第二输入端传输给探测机构11的信号(在一个时钟周期内哪些发光二极管d1、d2是接通的)可以计算落在发光二极管阵列2上的电压降的设定值，如果发光二极管阵列2中的所有发光二极管d1、d2无错误，那么出现该设定值。随后将电压降的设定值与第一电压传感器7的信号比较。如果在这两个值中产生偏差，那么探测机构11通过其输出端向控制和/或调节机构1给出信号。控制和/或调节机构1可以将该信号作为短路或缺陷的错误消息输出且通过第二输出端向可控制和/或可调节的电流源5给出信号以用于将该电流源关断。通过探测机构11保持短路识别或错误识别。避免了由于脉宽调制引起的错误解读。
[0049]
附图标记列表：
[0050]
1控制和/或调节机构
[0051]
2发光二极管阵列
[0052]
3控制和/或调节机构的第一输出端
[0053]
4控制和/或调节机构的第二输出端
[0054]
5可控制和/或可调节的电流源
[0055]
6控制和/或调节机构的第一输入端
[0056]
7第一电压传感器
[0057]
8电路布置结构
[0058]
9电压源
[0059]
10 第二电压传感器
[0060]
11 探测机构
[0061]
12 供电电压

技术特征：
1.用于运行用于发光二极管阵列(2)的控制和/或调节机构(1)的方法，其中，所述控制和/或调节机构(1)：-具有至少两个第一输出端(3)，在所述第一输出端上能分接用于控制发光二极管阵列(2)的可控制的开关元件(s1、s2)的控制信号；-具有至少一个第二输出端(4)，在所述第二输出端上能分接用于控制和/或调节可控制和/或可调节的电流源(5)的控制和/或调节信号；-具有至少一个测量信号输入端(6)，在所述测量信号输入端上能施加至少一个第一电压传感器(7)的传感器信号，其中，借助于所述第一电压传感器能测量落在发光二极管阵列(2)上的电压降，且在低于所确定的电压值的情况下通过控制和/或调节机构(1)的控制和/或调节信号能关断可控制和/或可调节的电流源(5)，其特征在于，在所述至少一个测量信号输入端(6)上存在恒定的传感器信号，其中，所述传感器信号大于所确定的电压值。2.电路布置结构(8)：-包括发光二极管阵列(2)；以及-包括用于所述发光二极管阵列(2)的控制和/或调节机构(1)，其中，所述控制和/或调节机构(1)：
‑‑
具有至少两个第一输出端(3)，在所述第一输出端上能分接用于控制发光二极管阵列(2)的可控制的开关元件(s1、s2)的控制信号；
‑‑
具有至少一个第二输出端(4)，在所述第二输出端上能分接用于控制和/或调节可控制和/或可调节的电流源(5)的控制和/或调节信号；
‑‑
具有至少一个测量信号输入端(6)，在所述测量信号输入端上能施加至少一个第一电压传感器(7)的传感器信号，其中，借助于所述第一电压传感器能测量落在发光二极管阵列(2)上的电压降，且在低于所确定的电压值的情况下通过控制和/或调节机构(1)的控制和/或调节信号能关断可控制和/或可调节的电流源(5)，-其中，所述发光二极管阵列(2)包括至少两个串联电路(i、ii)，所述串联电路包括至少一个发光二极管(d1、d2)和可控制的开关元件(s1、s2)；-其中，所述可控制的开关元件(s1、s2)的控制输入端分别与控制和/或调节机构(1)的两个第一输出端(4)中的一个第一输出端连接；以及-包括与所述发光二极管阵列(5)串联的可控制和/或可调节的电流源(5)；-其中，所述可控制和/或可调节的电流源(5)的控制输入端与控制和/或调节机构(1)的至少一个第二输出端(4)连接，其特征在于，-所述电路布置结构(8)具有至少一个电压源(9)和用于检测所述电压源(9)的电压降的第二电压传感器(10)；-其中，所述第二电压传感器(10)的输出端与控制和/或调节机构(1)的所述至少一个测量信号输入端(6)连接，以便将电压源(9)的电压降传送至所述测量信号输入端(6)；以及-所述电压源(9)提供如下电压信号，所述电压信号大于所确定的电压值，在该电压值下所述控制和/或调节机构(1)关断可控制和/或可调节的电流源(5)。3.根据权利要求2所述的电路布置结构(8)，其特征在于，对每个发光二极管(d1、d2)并
联连接有一个可控制的开关元件(s1、s2)。4.根据权利要求2或3所述的电路布置结构(8)，其特征在于，所述电路布置结构(8)具有探测机构(11)，其中，所述探测机构(11)构成为，在控制和/或调节信号、优选为脉宽调制的控制和/或调节信号的一个时钟周期内：-对于串联电路(i、ii)的所有接通的发光二极管(d1、d2)求取电压降的设定值；-检测落在串联电路(i、ii)上的实际的电压降；以及-在实际的电压降小于电压降的设定值的情况下向控制和/或调节机构(1)传送信号。5.根据权利要求4所述的电路布置结构(8)，其特征在于，所述探测机构(11)是微控制器和/或比较器。6.根据权利要求4或5所述的电路布置结构(8)，其特征在于，利用所述探测机构(11)能单独地检测落在发光二极管阵列(2)的每个串联电路(i、ii)上的电压降。7.用于运行具有权利要求2至6之一的特征的电路布置结构(8)的方法，其中，所述方法具有至少如下步骤：-借助于控制和/或调节机构(1)驱控可控制的开关元件(s1、s2)以用于打开和/或关闭；-所述至少一个电压源(9)给第二电压传感器(10)提供电压信号，所述电压信号大于所确定的电压值，在该电压值下所述控制和/或调节机构(1)关断可控制和/或可调节的电流源(5)；-与控制和/或调节机构(1)的所述至少一个测量信号输入端(6)连接的第二电压传感器(10)向所述测量信号输入端(6)传送电压源(9)的电压降的测量信号。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述探测机构(11)在控制和/或调节信号、优选为脉宽调制的控制和/或调节信号的一个时钟周期内：-对于串联电路(i、ii)的所有接通的发光二极管(d1、d2)求取电压降的设定值；-检测落在串联电路(i、ii)上的实际的电压降；以及-在实际的电压降小于电压降的设定值的情况下向控制和/或调节机构(1)传送信号。

技术总结
本发明涉及用于运行用于发光二极管阵列(2)的控制和/或调节机构(1)的方法，其中，所述控制和/或调节机构(1)：-具有至少两个第一输出端(3)，在所述第一输出端上能分接用于控制发光二极管阵列(2)的可控制的开关元件(S1、S2)的控制信号；-具有至少一个第二输出端(4)，在所述第二输出端上能分接用于控制和/或调节可控制和/或可调节的电流源(5)的控制和/或调节信号；-具有至少一个测量信号输入端(6)，在所述测量信号输入端上能施加至少一个第一电压传感器(7)的传感器信号，其中，借助于第一电压传感器能测量落在发光二极管阵列(2)上的电压降，且在低于所确定的电压值的情况下通过控制和/或调节机构(1)的控制和/或调节信号能关断可控制和/或可调节的电流源(5)，在所述至少一个测量信号输入端(6)上存在恒定的传感器信号，所述传感器信号大于所确定的电压值。所述传感器信号大于所确定的电压值。所述传感器信号大于所确定的电压值。


技术研发人员：S
受保护的技术使用者：海拉有限双合股份公司
技术研发日：2022.01.10
技术公布日：2023/9/9