DE102016214014A1

DE102016214014A1 - Beleuchtungsschaltung und Fahrzeugleuchte, welche diese verwendet

Info

Publication number: DE102016214014A1
Application number: DE102016214014.0A
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Ichikawa
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2017-02-02
Also published as: US10165652B2; US10383193B2; US20170034887A1; US20180168017A1; FR3039741B1; FR3039741A1

Abstract

Ein Abwärtswandler 20 stellt einen Antriebsstrom I_DRV einer Lichtquelle 2 bereit und ist rückführungsgeregelt, so dass der Antriebsstrom I_DRV und der Ausgangsstrom sich einem Zielwert annähern. Eine Schaltung zum Erkennen von offenen Schaltungen 40 vergleicht eine Potentialdifferenz einer Eingangsspannung V_IN und einer Ausgangsspannung V_OUT des Abwärtswandlers 20 mit einer vorgeschriebenen Grenzwertspannung.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugleuchte, die in Fahrzeugen etc. benutzt wird, und, insbesondere, die Erfassung eines Ausfalls durch eine offene Schaltung darin.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlich waren Halogenleuchten und Hochdruckentladungsleuchten üblich, insbesondere für Fahrzeugleuchten, und insbesondere für Scheinwerfer. Doch in den letzten Jahren wurden, um solche Leuchten zu ersetzen, Fahrzeugleuchten entwickelt, die eine Halbleiterlichtquelle benutzen wie zum Beispiel eine LED(s) (Licht-emittierende Diode(n)) oder Laser Diode.
Fahrzeugleuchten, die Halbleiterlichtquellen benutzen benötigen eine Funktion, um eine Anomalie durch eine offene Schaltung aufgrund von einer Zerstörung mit anschließender offenen Schaltung der Halbleiterlichtquelle, ein Ablösens einer Halterung, eine Trennung von einer Verbindung oder dergleichen zu erkennen und die fahrzeugseitige Benachrichtigung darüber. 1A und 1B sind Schaltpläne der Fahrzeugleuchten 1r und 1s die mit einer Beleuchtungsschaltung mit einer Funktion zur Erfassung von Anomalien durch eine offene Schaltung ausgestattet sind. Diese Schaltpläne sind diejenigen, die vom Erfinder vor der Konzipierung der vorliegenden Erfindung studiert wurden und sollten nicht zum Stand der Technik gezählt werden.
Eine Beleuchtungsschaltung 10r, wie gezeigt in 1A, ist mit einem Abwärtswandler 20 und einer Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltungen 30r ausgestattet. Die Beleuchtungsschaltung 10r wird mit einer Spannung V_BAT von einer Batterie 4 über einen Schalter 6 versorgt. Der Abwärtswandler 20 verringert die die Spannung V_BAT, und versorgt eine Lichtquelle 2 mit der resultierenden Ausgangspannung V_OUT. Der Abwärtswandler 20 ist feedbackgeregelt von einem Umrichtregler (nicht gezeigt), so dass ein Antriebsstrom I_DRV welcher zu der Lichtquelle 2 fließt sich einem Zielwert I_REF annähert, der einer Ziellichtmenge von Lichtquelle 2 entspricht.
Die Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltungen 30r in 1A ist mit einem Messwiderstand R_S zur Spannungsmessung und einem Komparator ausgestattet. Der Messwiderstand R_S wird entlang dem Antriebsstrom I_DRV geschaltet, und ein Absinken der Spannung (Spannungserfassungssignal) V_IS, das proportional zu dem Antriebsstrom I_DRV ist, stellt sich über dem Messwiderstand ein. Der Komparator 32r vergleicht das Spannungserfassungssignal V_IS mit einer Grenzwertspannung V_TH.
Wenn die Fahrzeugleuchte 1r, dargestellt in 1A, normal funktioniert, fließt ein normaler Antriebsstrom I_DRV durch den Messwiderstand R_S und ein Spannungsabfall V_IS, größer als der Grenzwert V_TH, findet statt. Andererseits fließt, wenn eine Anomalien durch eine offene Schaltung auftritt, kein Antriebsstrom I_DRV, wodurch der Spannungsabfall V_IS im Wesentlichen 0 V beträgt und damit geringer ist als der Grenzwert V_TH. Deswegen hat das Ausgangssignal des Komparators 32r ein erstes Level (z.B. hohes Level), anzeigend, dass die Fahrzeugleuchte 1r normal funktioniert wenn V_IS > V_TH und ein zweites Level (z.B. niedriges Level) anzeigend, dass eine Anomalie durch eine offene Schaltung auftritt wenn V_IS < V_TH.
Die Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltungen 30s, dargestellt in 1B, ist mit Widerständen R11 und R12 und einem Komparator 32s ausgestattet. Die Widerstände R11 und R12 teilen die Ausgangsspannung V_OUT des Abwärtskomparators 20 auf. Der Komparator 32s vergleicht eine Teilungsausgangsspannung (Spannungserfassungssignal) V_VS mit einer Grenzwertspannung V_TH.
Wenn die Fahrzeugleuchte 1s, dargestellt in 1B, normal funktioniert ist die Ausgangsspannung V_OUT zu einem Spannungswert, der geeignet ist für die Versorgung der Lichtquelle 2 mit einem Zielstrom I_REF, feedbackgeregelt. Wenn eine Anomalie durch eine offene Schaltung auftritt fließt kein Antriebsstrom I_DRV und der Regler des Abwärtskomparators 20 erhöht das Schaltlastverhältnis, so dass der Antriebsstrom I_DRV näher an den Zielwert I_DRV kommt, wodurch die Ausgangsspannung V_OUT steigt. Als Ergebnis wird das Spannungserfassungssignal V_VS größer als die Grenzwertspannung V_TH.
Deswegen hat das Ausgangssignal des Komparators 32r ein erstes Level (z.B. hohes Level), anzeigend, dass die Fahrzeugleuchte 1s normal funktioniert wenn V_VS > V_TH und ein zweites Level (z.B. niedriges Level) anzeigend, dass eine Anomalie durch eine offene Schaltung auftritt wenn V_VS < V_TH.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

1. Die Erfinderin untersuchte die Beleuchtungsschaltung 10r und 10s, dargestellt in 1A und 1B und erkannte die folgenden Probleme.

Aus Wartungs- oder Testgründen kann es für Fahrzeugleuchten mit einer Laserdiode als Lichtquelle 2 gefordert sein in einem Modus mit geringer Leuchtdichte zu arbeiten, in dem die Lichtquelle 2 mit geringer Leuchtdichte leuchtet. In diesem Fall, in der Beleuchtungsschaltung 10s in 1A dargestellt, ist es notwendig dass die Grenzwertspannung V_TH niedriger eingestellt wird als ein Spannungserfassungssignal V_IS um in einem Modus mit geringer Lichtstärke zu arbeiten. Da in dem Modus mit geringer Lichtstärke jedoch der Antriebsstrom I_DR schwach ist, wird das Spannungserfassungssignal V_IS sehr niedrig. Deswegen muss die Grenzwertspannung V_TH sehr niedrig eingestellt werden, und deswegen ist die Schaltung zu Erfassung von offenen Schaltungen 30r fehleranfällig.
Die Lichtquelle 2 kann aus einer Serienschaltung von einer Vielzahl von LEDs und Überbrückungsschaltern, die parallel zu mehreren der LEDs angeordnet sind, bestehen. Mit dieser Lichtquelle 2 können die LEDs, die parallel mit dem Überbrückungsschalter verbunden sind, ein- und ausgeschaltet werden, je nach einem Ein- und Ausschalten des Überbrückungsschalters.
In diesem Fall ergibt sich die Ausgangsspannung V_OUT des Abwärtskomparators 20 zu V_OUT ≅ V_F × N, wobei N die Nummer der angeschalteten LEDs ist. Deswegen variiert die Ausgangsspannung V_OUT dynamisch nach Anzahl N der angeschalteten LEDs. In der Beleuchtungsschaltung 10s, dargestellt in 1B, ist es deswegen schwierig die Grenzwertspannung V_TH zu bestimmen, wenn die Ausgangsspannung V_OUT dynamisch variiert.

2. Die Erfinderin erkannte auch das folgende Problem, dass einen Ausfall durch eine offene Schaltung betrifft.

Halbleiterlichtquellen sind gefährdet bei einem Überstrom. Speziell bei Laserdioden kann ein KOS (katastrophaler optischer Schaden) durch einen Überstrom ausgelöst werden, deswegen ist es notwendig einen Stromfluss der größer ist als ein absoluter Maximalstromfluss unverzüglich zu verhindern. Deswegen brauchen Laserdioden einen strengeren Überstromschutz als andere Lichtquellen.
Flackern (eine Wiederholung des Schaltens zwischen Kontakt (normaler Zustand) und kein Kontakt (Zustand einer offenen Schaltung)) kann auftreten an dem Verbindungskontakt zwischen der Beleuchtungsschaltung 10r (oder 10s) und der Lichtquelle 2. In einem Zustand einer offenen Schaltung wird das Spannungserfassungssignal V_IS der Beleuchtungsschaltung 10r gleich 0 V, somit wird das Lastverhältnis erhöht so dass der Antriebsstrom I_DRV sich dem Zielwert I_REF annähert wodurch wiederum die Spannung über dem Ausgangskondensator zunimmt. Wenn ein Kontaktzustand des Verbindungskontakts anschließend wiederhergestellt wird, fließt der überschüssige Teil der Ladung gespeichert in dem Ausgangskondensator in die Lichtquelle 2 und erzeugt einen Überstrom.
Die vorliegende Erfindung wurde unter den oben aufgeführten Umständen gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsschaltung bereitzustellen, die die Funktion aufweist eine Anomalie durch eine offene Schaltung zu erkennen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es eine Beleuchtungsschaltung bereitzustellen, die die Funktion aufweist einen Überstrom zu verhindern.
[Mittel um das Problem zu lösen]

1. Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Beleuchtungsschaltung bereit, der einen Abwärtswandler aufweist, der eine Lichtquelle mit einem Antriebsstrom versorgt und feedbackgeregelt ist, so dass der Antriebsstrom sich einem Zielwert annähert; und eine Schaltung zur Erfassung einer offenen Schaltung, der einen Potentialunterschied zwischen einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung des Abwärtswandlers mit einer vorgegebenen Grenzwertspannung vergleicht.

Wenn eine Anomalie durch eine offenen Schaltung stattgefunden hat während der Abwärtswandler aufgeladen ist, wird der Antriebsstrom null und die Rückführung wird in die Richtung gemacht, dass Ausgangsspannung erhöht wird um die Antriebsspannung zu erhöhen, wodurch die Eingangs-Ausgangs Potentialdifferenz des Abwärtswandlers sich null annähert. Nach dieser Beleuchtungsschaltung kann eine Anomalie durch eine offene Schaltung erkannt werden auf Basis der Eingangs-Ausgangs Potentialdifferenz des Abwärtswandlers.
Die Schaltung zur Erfassung einer offenen Schaltung kann einen pnp-Bipolartransistor aufweisen, dessen Emitter und Basis jeweils mit Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers verbunden sind. Eine Kostenreduktion wird erreicht, da kein Spannungskomparator notwendig ist.
Die Schaltung zur Erfassung einer offenen Schaltung kann außerdem einen ersten Widerstand aufweisen, der zwischen dem Kollektor des Bipolartransistors und der Masse angeordnet ist.
Die Schaltung zur Erfassung einer offenen Schaltung kann einen p-Kanal-FET (Feldeffekttransistor) aufweisen, dessen Quelle und Gate jeweils mit einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers verbunden sind. Das An- und Ausschalten des FET entspricht jeweils dem Nicht-Erkennen und Erkennen einer Anomalie. Eine Kostenreduktion wird erreicht, da kein Spannungskomparator notwendig ist.
Die Schaltung zur Erfassung einer offenen Schaltung kann außerdem ein Klemmelement aufweisen, das zwischen Gate und der Quelle des FET angeordnet ist. Mit dieser Maßnahme wird die Gatequellenspannung niedriger als eine Zusammenbruchsspannung gehalten.
Die Schaltung zur Erfassung einer offenen Schaltung kann außerdem einen zweiten Widerstand aufweisen, der zwischen Drain des FET und Masse angeordnet ist.

2. Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Beleuchtungsschaltung bereit, die einen Wandler aufweist, der eine Ausgangsinduktivität aufweist, um einen Antriebsstrom einer Lichtquelle über eine Ausgangsinduktivität bereitzustellen und feedbackgeregelt ist, so dass sich die Antriebsspannung einer Zielspannung annähert; und eine Schutzschaltung die einen Schaltungsvorgang des Wandlers für eine Sperrzeit unterbricht wenn eine Rückkehr von einem Zustand mit offener Schaltung zu einem Zustand mit geschlossener Schaltung an einem Ausgang des Wandlers festgestellt wird.

Wenn ein Zustand mit offener Schaltung auftritt, wird der Erfassungswert eines Antriebsstroms 0 und dadurch erhöht sich das Lastverhältnis des Wandlers um die Ausgangsspannung. Bis zu der Rückkehr zu einem normalen Zustand wird mit einem Überschussteil der Ladung, die in einem Ausgangskondensator gespeichert ist, die Lichtquelle über die Ausgangsinduktivität gespeist. Da die Ausgangsinduktivität aus einer Resonanzschaltung zusammen mit einem Ausgangskondensator besteht, fließt ein begrenzter Resonanzstrom durch die Lichtquelle und somit ist ein Überstrom verhindert.
Wenn der Resonanzstrom überlagert wäre mit einem Antriebsstrom, erzeugt von einem Feedbackregler, würde ein Überstrom auftreten. Im Gegensatz dazu tritt durch die verspätete Ausführung des Schaltens des Wandlers zu der Zeit der Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung zu einem normalen Zustand ein Antriebsstrom auf, nach dem der Strom durch die Resonanzschaltung klein geworden ist, wodurch ein Überstrom verhindert wird.
Die Schutzschaltung kann ausgestaltet sein, bewerten zu können, dass eine Rückkehr von einem Zustand mit offener Schaltung zu einem normalen Zustand stattgefunden hat, wenn die Ausgangsspannung des Wandlers rapide gesunken ist. Zum Beispiel beinhaltet der Ausdruck „die Ausgangsspannung des Wandlers ist rapide gesunken“ ein Ereignis dass der Gradient der Ausgangsspannung einen vorgegebenen Grenzwert überschritten hat, ein Ereignis dass eine Änderung der Ausgangsspannung in einer vorgegebenen Zeit einen vorgegebenen Grenzwert überschritten hat, ein Ereignis dass die Ausgangsspannung eine vorgegebene Änderung in einer Zeit vollzogen hat die kürzer ist als eine vorgegebene Zeit. Eine Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung zu einem normalen Zustand kann dadurch erkannt werden.
Die Schutzschaltung kann derart ausgestaltet sein, das Schaltlastverhältnis des Wandlers langsam zu erhöhen, nach dem Neustarten eines Schaltungsvorgangs wodurch ein Überstrom zuverlässiger verhindert werden kann.
Die Schutzschaltung kann derart ausgestaltet sein, einen Zielstrom von 0 A während der Unterbrechungszeit zu setzen und den Zielstrom nach einem Wegfall der Unterbrechungszeit langsam zu erhöhen.
Die Schutzschaltung kann derart ausgestaltet sein, einen Schaltvorgang des Wandlers während einer Unterbrechungszeit zu unterbrechen, wenn eine Erholung von einem Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand an dem Ausgangsanschluss des Wandlers festgestellt wird. Durch das Verzögern des Neustartens der Schaltvorgänge des Wandlers zu einer Zeit der Erholung von einem Kurzschlusszustand zu einem Normalzustand tritt ein Antriebsstrom, nachdem der Stromfluss durch die Resonanzschaltung zu klein geworden, auf, wodurch ein Überstrom verhindert werden kann.
Die Schutzschaltung kann derart ausgestaltet sein, bewerten zu können, dass eine Erholung von dem Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand stattgefunden hat, wenn die Ausgangsspannung des Wandlers rapide angestiegen ist. Eine Erholung von einem Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand kann so erkannt werden.
Die Schutzschaltung kann eine Differentialschaltung oder einen Hochpassfilter aufweisen, der die Ausgangsspannung des Wandlers empfängt, und bewertet dass eine Erholung zu einem normalen Zustand stattgefunden hat, sobald ein Ausgangssignal der Differentialschaltung oder des Hochpassfilters einen vorgegeben Wert erreicht hat.
Die Schutzschaltung kann einen Kondensator aufweisen, dessen einer Anschluss geerdet ist, einen Ladungswiderstand, der verbunden ist mit dem anderen Ende des Kondensators, und der auf den Kondensator eine Zielspannung ausübt, die den Zielstrom im normalen Zustand bestimmt, und einen Entladungsschalter der parallel zu dem Kondensator angeordnet ist und der sobald eine Rückkehr zu einem normalen Zustand festgestellt wird, angestellt wird.
Der Wandler kann ein Abwärtswandler sein, und die Beleuchtungsschaltung kann zusätzlich eine Schaltung zur Entdeckung von offenen Schaltungen aufweisen, der eine Potentialdifferenz zwischen einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung des Wandlers mit einer vorgegebenen Grenzwertspannung vergleicht.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Fahrzeugleuchte bereit die eine Lichtquelle und irgendeinen der oben beschriebenen Beleuchtungsschaltungen, die die Lichtquelle antreibt, aufweist.
Der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht es eine Anomalie aufgrund einer offenen Schaltung korrekt zu erkennen. Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht es eine Anomalie aufgrund einer offenen Schaltung korrekt zu erkennen. Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht es einen Überstrom zu verhindern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A und 1B sind Schaltpläne von Fahrzeugleuchten die eine Beleuchtungsschaltung mit einer Funktion zum Aufspüren einer Anomalie durch eine offene Schaltung.
2 ist ein Schaltplan einer Fahrzeugleuchte nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Betriebswellenverlaufsdiagramm einer Beleuchtungsschaltung gezeigt in 2.
4A und 4B sind Schaltpläne, die jeweils Konfigurationen von spezifischen Fahrzeugleuchten zeigen.
5A und 5B sind Schaltpläne, die jeweils Konfigurationen von anderen spezifischen Fahrzeugleuchten zeigen.
6 ist ein Schaltplan einer Fahrzeugleuchte nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Betriebswellenverlaufsdiagramm einer Beleuchtungsschaltung gezeigt in 6.
8 ist ein Schaltplan einer spezifischen Version der Beleuchtungsschaltung gezeigt in 6.
9 ist eine Betriebswellenverlaufsdiagramm der Beleuchtungsschaltung gezeigt in 8.
10 ist ein Schaltplan der die Konfiguration einer spezifischen Version der Schutzschaltung zeigt.
11 ist ein Betriebswellenverlaufsdiagramm das einen Vorgang einer Erholung zeigt, die stattfindet bei einem Übergang von einem Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand.
12 ist ein Schaltplan einer Schutzschaltung nach Modifikation 2.2.
13 ist eine perspektivische Ansicht einer Leuchteinheit, die mit einer Fahrzeugleuchte nach der ersten oder zweiten Ausführungsform ausgestattet ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bevorzugte Ausführungsformen werden im Folgenden beschrieben mit Referenz zu den Zeichnungen. Die gleichen oder äquivalenten Komponenten werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen gegeben, redundante Beschreibungen werden somit zulässig. Die Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und sollten nicht so ausgelegt werden, die vorliegende Erfindung einzuschränken, und Eigenschaften die in den Ausführungsformen beschrieben werden oder Kombinationen davon sind nicht notwendigerweise ein essentieller Bestandteil der vorliegenden Erfindung.
In dieser Beschreibung beinhaltet ein Zustand „Komponente A ist verbunden mit Komponente B“ nicht nur einen Fall dass Komponente A und Komponente B direkt miteinander verbunden sind sondern auch einen Fall in dem sie indirekt miteinander verbunden sind über eine andere Komponente, die im Wesentlichen keinen Einfluss auf den Zustand der elektrischen Verbindung hat, oder eine Funktion oder einen Effekt, der durch Ihre Verbindung entstehen soll nicht beeinflusst wird.
Ebenso beinhaltet ein Zustand dass „Komponente C angeordnet ist zwischen Komponenten A und B“ nicht nur dass die Komponenten A und B oder Komponenten B und C miteinander direkt verbunden sind, sondern auch einen Fall in dem sie indirekt miteinander verbunden sind über eine andere Komponente, die im Wesentlichen keinen Einfluss auf den Zustand der elektrischen Verbindung hat, oder eine Funktion oder ein Effekt der durch Ihre Verbindung entstehen soll nicht beeinflusst wird.
In dieser Beschreibung stellt ein Symbol, dass ein elektrisches Signal wie eine Spannung oder einen Stromfluss, oder ein Schaltplanelement wie einen Widerstand oder einen Kondensator bezeichnet seine Spannung, Strom, Widerstand oder Kapazität dar wo notwendig.
Der Fachmann versteht dass ein Ersetzen von einem bipolaren Transistors, einem MOSFET und eines IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode), ein Ersetzen von einem p-Kanal (oder pnp) Transistor oder einem n-Kanal (oder npn) Transistor, Speisepotential-Masse-Umkehr der Spannungsquelle möglich sind.
(Ausführungsform 1)
2 ist ein Schaltplandiagramm einer Fahrzeugleuchte 1 nach der ersten Ausführungsform. Die Fahrzeugleuchte 1 ist ausgestattet mit einer Lichtquelle 2 und einer Beleuchtungsschaltung 10. Die Beleuchtungsschaltung weist einen Abwärtskomparator 20, einen Regler 22 und eine Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltungen 40 auf.
Die Beleuchtungsschaltung 10 wird gespeist von einer Spannung V_BAT aus einer Batterie 40 über einen Schalter 6. Der Abwärtswandler 20 verringert eine Eingangsspannung V_IN, die mit der Batteriespannung V_BAT übereinstimmt speist eine Lichtquelle 2 mit einer Ausgangsspannung V_OUT. Der Abwärtswandler 20 ist feedbackgeregelt von einem Umrichtregler 22, so dass ein Antriebsstrom I_DRV, der durch die Lichtquelle 2 fließt sich einem Zielwert I_REF annähert, der einer Ziellichtmenge einer Lichtquelle 2 entspricht.
Der Abwärtswandler 20 beinhaltet einen Eingangskondensator C1, einen Ausgangskondensator C2, einen Schaltwiderstand M1, eine Gleichrichtungsdiode D1, und eine Induktivität L1. Der Regler 22 generiert ein Pulssignal S_PWM, dessen Einschaltdauer variiert wird, so dass der Antriebsstrom I_DRV sich dem Zielwert I_REF annähert, und kontrolliert den Schalttransistor M1 durch die Benutzung des Pulssignals S_PWM. Es gibt keine spezifischen Einschränkungen für die Regelmethode von Regler 22; sie kann eine Hystereseregelung oder eine Feedbackregelung, die einen Fehlerverstärker benutzt, sein.
Die Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltungen 40 vergleicht eine Potentialdifferenz ΔV mit einer vorgeschriebenen Grenzwertspannung V_TH zwischen der Eingangsspannung V_IN und der Ausgangsspannung V_OUT des Abwärtswandlers 20. Wenn ΔV > V_TH entscheidet die Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltung 40, dass die Beleuchtungsschaltung in einem normalen Zustand ist und gibt ein Anomalieerfassungssignal S1 mit einem ersten Level aus (z.B. hohes Level). Wenn ΔV < V_TH entscheidet die Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltungen 40 dass eine Anomalie durch einer offenen Schaltung aufgetreten ist und gibt ein Anomalieerfassungssignal S1 mit einem zweiten Level aus (z.B. niedriges Level).
Die grundlegende Konfiguration der Beleuchtungsschaltung 10 wurde vorherig beschrieben. Als nächstes wird beschrieben wie sie funktioniert. 3 ist ein Betriebswellenverlaufsdiagramm der Beleuchtungsschaltung gezeigt in 2. Vor der Zeit t0 ist die Fahrzeugleuchte 1 in einem normalen Zustand und der Antriebsstrom I_DRV wird zu dem Zielwert I_REF stabilisiert. In diesem Zustand ist die Ausgangsspannung V_OUT stabilisiert zu einem speziellen Spannungswert.
Wenn eine Anomalie durch eine offene Schaltung an einem Zeitpunkt t0 stattfindet, wird der Antriebsstrom I_DRV abgeschaltet und so gleich 0 A. Der Regler 22 erhöht das Lastverhältnis des Pulssignals S_PWM, um den Antriebsstrom näher zu dem Zielwert I_REF zu bringen. Als Ergebnis steigt die Ausgangsspannung V_OUT und wird so schnell gleich der Eingangsspannung V_IN. Die Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltungen 40, der die Potentialdifferenz ΔV (= V_IN – V_OUT) überwacht, schaltet das Anomalieerfassungssignal S1 zu dem niedrigen Level wenn ein Verhältnis ΔV < V_TH zu Zeitpunkt t1 auftritt.
Wie die Beleuchtungsschaltung 10 funktioniert wurde vorherig beschrieben. Die Beleuchtungsschaltung 10 kann eine Anomalie durch eine offene Schaltung auf Basis der Eingangs-Ausgangspotentialdifferenz ΔV des Abwärtswandlers 20 erkennen.
Eine Anomalie durch eine offene Schaltung kann ordnungsgemäß erkannt werden, sogar in einem Fall dass die Beleuchtungsschaltung 10, die in einer Fahrzeugleuchte 1 benutzt wird mit einer Laser Diode als Lichtquelle 2 und wenn die Beleuchtungsschaltung 10 in einen Modus mit geringer Lichtstärke in dem der Antriebsstrom I_DRV schwach gestellt wird. Eine Anomalie durch eine offene Schaltung kann auch ordnungsgemäß erkannt werden, sogar in dem Fall dass die Beleuchtungsschaltung 10 benutzt wird in einer Fahrzeugleuchte 1, in welcher die Lichtquelle 2 eine Reihenschaltung von LEDs beinhaltet und eine An-Aus Kontrolle ausgeführt wird über einen Bypassschalter, im Hinblick auf die dynamische Variation der Ausgangsspannung V_OUT.
Die vorliegende Erfindung sollte auf Basis des Schaltplans von 2 verstanden werden, der Bausteine beinhaltet und verschiedene Geräte und Schaltpläne nach der vorigen Beschreibung umfasst. Deswegen sollte die vorliegende Erfindung nicht interpretiert werden, zu einer spezifischen Ausführung beschränkt zu sein. Spezifischere Ausführungen werden im Folgenden beschrieben um das Wesen und die Schaltoperationen der vorliegenden Erfindung zu verstehen, und zu verdeutlichen, anstatt den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung einzuschränken. 4A und 4B sind Schaltpläne die die Ausführung von jeweils spezifischen Fahrzeugleuchten 1a und 1b darstellen. Eine Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltungen 40a dargestellt in 4a beinhaltet einen pnp-Bipolartransistor 42, einen ersten Widerstand R1 und einen Basiswiderstand R3. Der Emitter des Bipolartransistors 42 ist verbunden mit dem Eingangsanschluss eines Abwärtswandlers 20 und dessen Basis ist verbunden mit dem Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 20 über den Basiswiderstand R3. Der erste Widerstand R1 ist zwischen dem Kollektor des Bipolartransistors 42 und der Masse angeordnet. Der erste Widerstand R1 kann weggelassen werden, um einen Ausgang am offenen Kollektor bereitzustellen. Und der Basiswiderstand R3 kann weggelassen werden.
Die Eingangs-Ausgangspotentialdifferenz ΔV des Abwärtswandlers 20 ist der Eingang zwischen der Basis und dem Emitter des Bipolartransistors 42. Wenn die Fahrzeugleuchte 1a in einem normalen Zustand ist, wird, da die Potentialdifferenz ausreichend groß ist, der Bipolartransistor angeschaltet und das Anomalieerfassungssignal S1 ist auf einem hohen Level (V_IN). Wenn eine Anomalie aufgrund einer offenen Schaltung aufgetreten ist, wird die Eingangs-Ausgangspotentialdifferenz ΔV kleiner als eine Basis-Emittergenzspannung (0,6 bis 0,7 V) des Bipolartransistors 42, wodurch der Bipolartransistor 42 ausgeschaltet wird und das Anomalieerfassungssignal S1 ein niedriges Level bekommt. Dementsprechend korrespondieren das Ein- und Ausschalten des Bipolartransistors 42 jeweils einem Nichterkennen und Erkennen einer Anomalie. Deswegen ermöglicht die Fahrzeugleuchte 1 A dargestellt in 4A eine Schaltplankostenreduzierung weil kein Spannungskomparator gebraucht wird.
Eine Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltungen 40b dargestellt in 4B wird als Schaltung angesehen, die erhalten wird durch das Ersetzen des Bipolartransistors 42 der Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltungen 40a, dargestellt in 4A mit einem p-Kanal-FET 44. Die Quelle des FET ist verbunden mit dem Eingangsanschluss des Abwärtswandlers 20 und dessen Gate ist verbunden mit dem Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 20 über einen Gatewiderstand R4. Ein zweiter Widerstand R2 ist zwischen dem Drain des FET 44 und der Masse angeordnet. Ein Klammerelement 46 ist zwischen dem Gate und der Quelle des FET 44 angeordnet und verbindet die Gate-Quellenspannung so dass ein vorgegebener Wert nicht überschritten wird. Das Klammerelement 46 kann eine Zenerdiode sein, eine Schottky-Diode oder Ähnliches.
Eine Eingangs-Ausgangspotentialdifferenz ΔV des Abwärtswandlers 20 ist der Eingang zwischen dem Gate und der Quelle des FET 44. Wenn die Fahrzeugleuchte 1b in einem normalen Zustand ist, wird, weil die Potentialdifferenz ΔV ausreichend groß ist, der FET 44 angeschaltet, und das Anomalieerfassungssignal S1 ist auf einem hohen Niveau. (V_IN). Wenn eine Anomalie aufgrund einer offenen Schaltung stattgefunden hat wird die Eingangsausgangspotentialdifferenz ΔV kleiner als die Grenzwertspannung V_GS(TH) (z.B. 1,5 V) des FET 44, wodurch der FET 44 ausgeschaltet wird und das Anomaliedetekierungssignal S1 ein niedriges Level bekommt. Dementsprechend korrespondieren das Ein- und Ausschalten des FET 44 jeweils einem Nichterkennen und Erkennen einer Anomalie. Deswegen ermöglicht die Fahrzeugleuchte 1b dargestellt in 4b eine Schaltplankostenreduzierung weil kein Spannungskomparator gebraucht wird.
5A und 5B sind Schaltpläne, die die Konfiguration einer anderen Fahrzeugleuchte 1c zeigen. Wie dargestellt in 5A benutzt eine Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltungen 40c der Fahrzeugleuchte 1c einen Spannungskomparator 48. Der Spannungskomparator 48 kann die Ausgangsspannung V_OUT mit einer Spannung, die erreicht wurde durch eine Verschiebung der Eingangsspannung in Richtung niedrigerer Spannung um eine Verschiebungsspannung V_TH, vergleichen. Die Verschiebungsspannung V_TH wird durch einen Pegelwandler 49 erzeugt.
5B ist ein Schaltplan der die Konfiguration eines Beispielhaften Pegelwandlers 49. Zum Beispiel beinhaltet der Pegelwandler 49 einen Widerstand R5 und eine Stromquelle 50. Ein Ende des Widerstands R5 ist verbunden mit dem Eingangsanschluss des Abwärtswandlers 20 und das andere Ende ist verbunden mit der Stromquelle 50. Die Stromquelle 50 generiert einen vorgegebenen konstanten Strom I_C. Eine Spannung V_IN – R5 × IC tritt an dem Verbindungspunkt des Widerstandes R5 und der Stromquelle 50 auf. Deswegen entspricht die Spannung R5 × I_C der Verschiebungsspannung V_TH.
Wegen der Benutzung des Spannungskomparators 48 ermöglicht die Fahrzeugleuchte 1c einen akkuraten Spannungsvergleich zulasten einer Kostenerhöhung. Wenn ein Komparatorschaltungslauf mit mehreren Spannungskomparatoren benutzt wird und ein zusätzlicher Spannungskomparator übrig bleibt so entsteht keine Erhöhung der Kosten.
(Ausführungsform 2)
6 ist ein Schaltplan einer Fahrzeugleuchte nach einer zweiten Ausführungsform. So befindet sich zum Beispiel eine Verbindung 12 zwischen einer Lichtquelle 2 und einer Beleuchtungsschaltung 10d, wobei die Lichtquelle 2 und die Beleuchtungsschaltung 10d trennbar miteinander verbunden sind. Die Beleuchtungsschaltung 10d ist ausgestattet mit einem Abwärtswandler 20d, einem Regler 22 und einer Sicherungsschaltung 60. Die Bestandteile die in der zweiten Ausführungsform beschrieben werden können in Kombination mit denen aus der ersten Ausführungsform benutzt werden. Deswegen kann die Beleuchtungsschaltung 10d mit dem im Vorherigen beschriebenen Schaltung zur Erfassung von offenen Schaltungen 40 ausgestattet werden obwohl dies in 6 weggelassen ist.
Die Beleuchtungsschaltung 10d ist unterschiedlich von der Beleuchtungsschaltung 10 wie dargestellt in 2, da er zusätzlich mit einer Ausgangsinduktion L2 ausgestattet ist zwischen dem Ausgangskondensator und der Lichtquelle 2. Wenn erkannt wird dass die Ausgangsanschlüsse von dem Abwärtswandler 20d sich von einem Zustand mit offener Schaltung zu einem normalen Zustand erholt haben sperrt die Schutzschaltung 60 einen Schaltungsvorgang des Abwärtswandlers für eine Sperrzeit τ1.
Zum Beispiel kann die Schutzschaltung 60 eine Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung zu einem normalen Zustand erkennen, auf Grundlage einer Ausgangsspannung V_OUT des Abwärtswandlers 20d. Nach dem Verstreichen einer Sperrzeit τ1 kann die Schutzschaltung 60 das Schaltlastverhältnis des Abwärtswandlers 20d langsam von 0 erhöhen (Sanftanlauf).
Die grundlegende Konfiguration der Beleuchtungsschaltung 10d wurde im vorigen beschrieben. Als nächstes wird beschrieben wie er in Betrieb ist. 7 ist ein Betriebswellenverlaufsdiagramm einer Beleuchtungsschaltung 10d, gezeigt in 6.
Vor dem Zeitpunkt t1 fließt durch die Verbindung 12 in einem Zustand mit offener Schaltung ein Antriebsstrom der gleich 0 A ist. Der Regler 22 steuert den Schalttransistor M1 mit einem großen Schaltlastverhältnis durch eine Feedbackregelung um den Antriebsstrom I_DRV von 0 A zu erhöhen und näher an den Zielwert IREF zu bringen. Als Ergebnis fließt ein Strom in den Ausgangskondensator C2 durch die Induktion L1, und die Ausgangsspannung V_OUT wird größer als in einem normalen Zustand.
Zu einem Zeitpunkt t1 ist die Verbindung 12 wieder korrekt verbunden und es wird ein Kontaktzustand hergestellt (normaler Zustand). Als Ergebnis fließt ein Überschussteil der Ladung aus dem Ausgangskondensator C2 durch die Lichtquelle 2 über die Ausgangsspule L2. Da die Ausgangsspule L2 zusammen mit dem Ausgangskondensator C2 einer LC Resonanzschaltung 14 bildet fließt ein begrenzter Resonanzstrom I_RES in die Lichtquelle 2 wodurch ein Überstrom verhindert wird. Beachtet werden kann auch dass die Abwesenheit einer Ausgangsinduktion L2 einen erhöhten Leuchtenstrom I_LAMP der durch die Lichtquelle 2 fließt zur Folge hat, der, wie in 7 durch die gestrichelte Linie dargestellt, nicht begrenzt ist und so ein Überstrom werden kann.
Der Leuchtenstrom I_LAMP ist die Summe eines Antriebsstroms I_DRV, der von einem Abwärtswandler 20d durch Feedbackregelung generiert wird, und einem Resonanzstrom I_HRES, der durch die Resonanzschaltung 14 fließt. Da der Resonanzstrom durch die Schleife fließt, die durch den Ausgangskondensator C2 und die Ausgangsinduktion L2 dargestellt wird, beinhaltet ein Stromerfassungssignal V_IS, dass durch den Regler 22 fließt, nicht den Resonanzstrom I_HRES. Würde deswegen die Schutzschaltung 60 eine Schaltung des Abwärtswandlers 20d neu starten sofort nach einer Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung zu einem normalen Zustand (d.h. die Sperrzeit τ1 wäre ausgelassen), würde ein Resonanzstrom über den Antriebsstrom, generiert durch Feedbackregelung, überlagert, und ein Leuchtenstrom I_LAMP könnte fließen durch die Lichtquelle 2 in der Form eines Überstroms.
Im Gegensatz dazu startet in der Ausführungsform zu dem Zeitpunkt von einer Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung zu einer normalen Schaltung die Schutzschaltung 60 eine Schaltungsoperation des Abwärtswandlers 20d nach einem Ablauf von der Sperrzeit τ1. Die Sperrzeit τ1 kann bestimmt werden mit Rücksicht auf eine Erholungszeit, die es dauert bis der Resonanzstrom I_RES ausreichend klein wird. Mit diesem Maß tritt eine Antriebsspannung I_DRV auf nach dem der Resonanzstrom I_RES der Resonanzschaltung 14 klein geworden ist, wodurch ein Überstrom verhindert werden kann.
Wenn eine Sanftanlaufkontrolle nicht durchgeführt würde, könnte, wenn eine Schaltungsoperation nach einem Ablauf von der Sperrzeit τ1 auftritt, ein Überstrom aufgrund der Resonanz der Induktivität L1, des Ausgangkondensators C2 und der Ausgangsinduktivität L2 auftreten. Im Gegensatz dazu wird in der Ausführungsform ein Überstrom verhindert durch das langsame Erhöhen des Ausgangsstroms I_DRV des Abwärtswandlers 20d durch einen Sanftanlauf.
Als nächstes wird die Konfiguration einer spezifischen Version der Beleuchtungsschaltung 10d dargestellt in 6 beschrieben. 8 ist ein Schaltungsdiagramm einer spezifischen Version der Beleuchtungsschaltung 10d dargestellt in 6. Der Regler 22, der eine Hysteresesteuerung ausführt, ist ausgestattet mit einem Stromerfassungsverstärker 70, einem Hysteresekomparator 72 und einem Treiber 74. Zum Beispiel ist ein Erfassungswiderstand R_S in den Weg des Antriebsstromes I_DRV eingebracht, der durch den Abwärtswandler 20d generiert wird. Der Stromerfassungsverstärker 70 verstärkt einen Spannungsabfall V_IS über dem Erfassungswiderstand RS. Der Hysteresekomparator 72 vergleicht den verstärkten Spannungsabfall selbstständig mit einer, nach dem eigenen Ausgang ausgewählten, von zwei Grenzwertspannungen V_H und V_L, wodurch modulierte Kontrollpulse generiert werden. Die Grenzwertspannungen werden nach einer Referenzspannung I_REF die einem Zielwert I_REF des Antriebsstroms I_DRV entspricht. Der Treiber 74 steuert den Schalttransistor auf Grundlage der Kontrollpulse die durch den Hysteresekomparator erzeugt werden. Alternativ kann die Steuermethode des Reglers 22 eine Feedbackregelung sein, die einen Fehlerverstärker benutzt.
Wie dargestellt in 7 fällt die Ausgangsspannung V_OUT direkt beim Erholen von einem Zustand mit offener Schaltung zu einem normalen Zustand (zu dem Zeitpunkt t1). Die Schutzschaltung 60 kann durch dieses Phänomen eine Erholung zu einem normalen Zustand erkennen. Dementsprechend kann die Schutzschaltung 60 beurteilen, dass eine Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung zu einem normalen Zustand stattgefunden hat, wenn die Ausgangsspannung V_OUT schnell abgefallen ist.
Zum Beispiel kann die Schutzschaltung 60 einer ersten Differentialschaltung 62 oder einen Tiefpassfilter aufweisen. Zum Beispiel steigt der absolute Wert eines Ausgangssignals V_A der ersten Differentialschaltung 62, während die Abwärtssteigung der Ausgangsspannung V_OUT steiler wird. Das Ausgangssignal V_A nähert sich wieder 0 V an mit dem Gradienten der nach der Zeitkonstante TC1 der ersten Differentialschaltung 62 sich verändert.
Ein Zielstromregler 64 bestimmt die Referenzspannung V_REF, welche den Zielstrom I_REF des Antriebsstromes I_DRV nach dem Ausgangssignal V_A der ersten Differentialschaltung 62 bestimmt.
Spezifischer setzt der Zielstromregler 64 eine Referenzspannung V_REF zu einem normalen Wert V_NORM, wenn der absolute Wert des Ausgangssignals V_A der ersten Differentialschaltung 62 niedriger ist als ein vorgegebener Wert V_B. In einem Zustand, in dem der absolute Wert des Ausgangssignals V_A der ersten Differentialschaltung 62 größer ist als der Grenzwert V_B, setzt der Zielstromregler 64 die Referenzspannung V_REF zu 0 V (und damit den Zielstrom I_REF zu 0 A) wodurch die Schaltungsoperation des Abwärtswandlers unterdrückt wird.
Wenn der absolute Wert des Ausgangssignals V_A der ersten Differentialschaltung 62 niedriger wird als der Grenzwert V_B, erhöht der Zielstromregler 64 die Referenzspannung (Zielstrom I_REF) langsam in Richtung des normalen Wertes VNORM. Dies ermöglicht einen Sanftanlauf nach dem Verstreichen einer Sperrzeit τ1.
9 ist eine Betriebswellenverlaufsdiagramm der Beleuchtungsschaltung 10d gezeigt in 8, und zeigt wie sich die Beleuchtungsschaltung 10d verhält wenn ein korrekter Kontaktzustand des Verbindungskontakts 12 widerhergestellt ist. Wenn ein korrekter Kontaktzustand des Kontakts 12 zu einem Zeitpunkt t1 wieder hergestellt ist sinkt die Ausgangsspannung V_OUT rapide, dann steigt der absolute Wert der Ausgangsspannung V_A der ersten Differentialschaltung 62 über den Grenzwert V_B. Als Ergebnis sinkt die Referenzspannung zu 0V von einem normalen Wert V_NORM und der Schaltungsvorgang des Abwärtswandlers 20d wird unterdrückt.
Dann sinkt der absolute Wert der Spannung V_A entsprechend der Zeitkonstante TC1 der ersten Differentialschaltung 62 und wird niedriger als der Grenzwert V_B zu dem Zeitpunkt t2. Als Antwort erhöht der Zielstromregler 64 die Referenzspannung V_REF langsam. Mit dem obigen Vorgang dient eine Verzugszeit vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 einer Sperrzeit τ1.
10 ist ein Schaltplan, der die Konfiguration einer spezifischen Version der Schutzschaltung 60 zeigt. Die erste Differentialschaltung 62 weist vor allem einen Bipolartransistor Q11, einen Kondensator C21 und einen Widerstand R21 auf. Mit dieser Konfiguration erzeugt die erste Differentialschaltung ein Signal V_A das dem Gradienten der Abwärtssteigung des Ausgangssignals V_OUT entspricht. Die Zeitkonstante TC1 der ersten Differentialschaltung 62 wird bestimmt durch den ersten Widerstand R21 und den Kondensator C21. Die erste Differentialschaltung 62 kann als Hochpassfilter verstanden werden.
Der Zielstromregler 64 beinhaltet hauptsächlich einen Kondensator C22, einen Landungswiderstand R22 und einen Entladungsschalter Q12. Ein Ende des Kondensators C22 ist geerdet. Der Ladungswiderstand R22 dient dazu, über dem Kondensator C22 eine Spannung V_CNT zu erzeugen die den normalen Zustand V_NORM der Referenzspannung V_REF bestimmt. Wenn der Entladungsschalter Q12 offen ist, ist die Spannung V_C22 über dem Kondensator C22 gleich der Spannung V_CNT. Die Spannung V_C22 über dem Kondensator C22 liegt über einer Spannungsteilschaltung an der aus Widerständen R23 und R24, über einen Puffer 66 besteht, wodurch eine Referenzspannung V_REF erzeugt wird.
Ein Ausgangssignal V_A‘ der ersten Differentialschaltung ist verbunden mit der Basis des Entladungsschalters Q12, der ein Bipolartransistor ist. Wenn die Basisspannung VA des Transistors Q11 der ersten Differentialschaltung niedriger wird als sein An/Aus Grenzwert (oben beschriebene Grenzwertspannung) V_B und das Ausgangssignal V_A‘ der ersten Differentialschaltung 62 deswegen den Basis-Emitter Grenzwert des Entladungsschalters Q12 überschreitet, wird der Entladungsschalters Q12 angeschaltet, wodurch die Spannung V_C22 über dem Kondensator C22 und damit die Referenzspannung V_REF gleich 0 V wird. Der Entladungsschalter Q12 ist nicht nur eine Vorrichtung zum Spannungsvergleich, sondern hat auch die Funktion des Zurücksetzens der Referenzspannung V_REF zu 0 V.
Wenn die Basisspannung V_A des Transistors Q11 den Grenzwert V_B überschreitet, schaltet der Transistor Q11 aus und der Entladungsschalter wird auch ausgeschaltet, wodurch der Kondensator C22 von dem Widerstand R22 aufgeladen wird. In diesem Verlauf erhöht sich die Spannung V_C22 über dem Kondensator C22 mit der DR Zeitkonstante TC1. Dies ermöglicht den oben beschriebenen Sanftanlauf. Da der Transistor Q11 ein pnp-Bipolartransistor ist, der eine Eingangsspannung V_IN an seinem Emitter empfängt, funktioniert er mit der Eingangsspannung V_IN als Referenz. Deswegen sollte beachtet werden dass der Transistor Q11 angeschaltet wird wenn die Spannung V_A niedriger als der Grenzwert V_B wird und ausgeschaltet wird, wenn die Spannung höher als der Grenzwert V_B wird.
Wenn der Puffer 66 eine lange Antwortverzögerungszeit hat wird der Transistor Q13 hinzugefügt. Sollte das Signal V_A‘ die Grenzwertspannung V_BE (= V_B) des Transistors Q13 überschreiten, wird der Transistor Q13 angeschaltet und schaltet eine Referenzspannung V_REF, die an dem Verbindungsknoten der Spannungsteilungschaltung der aus den Widerständen R23 und R24 besteht direkt zu 0 V. Wenn der Puffer mit einer hohen Geschwindigkeit funktioniert können der Transistor Q13 und die Widerstände R23 und R24 weggelassen werden.
(Modifikationen der Ausführungsform 2)
(Modifikation 2.1)
Obwohl die Technik für das Verhindern eines Überstromes zu dem Zeitpunkt der Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung zu einem normalen Zustand vorhergehend beschrieben wurde, kann diese Technik auch benutzt werden um einen Überstrom zu einem Zeitpunkt der Erholung von Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand zu verhindern. Dies kann auf eine Art erreicht werden dass die Schutzschaltung 60 einen Schaltvorgang des Abwärtswandlers 20d für eine Sperrzeit τ2 sperrt wenn eine Erholung von einem Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand an dem Ausgangsanschluss der Schutzschaltung erkannt wird. Die Sperrzeit τ2 kann entweder gleich oder unterschiedlich der Sperrzeit τ1 sein.
11 ist ein Betriebswellenverlaufsdiagramm, das einen Vorgang einer Erholung zeigt, die stattfindet bei einem Übergang von einem Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand. In einem Kurzschlusszustand ist die Ausgangsspannung V_OUT gebunden an eine Spannung um die 0V. Ein Antriebsstrom I_DRV der von dem Abwärtswandler 20d erzeugt ist wird selbst in einem Kurzschlusszustand stabilisiert. Bei einem Übergang von einem Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand (Zeit t1) springt die Ausgangsspannung V_OUT hoch. Deswegen kann, wenn die Ausgangsspannung V_OUT des Abwärtswandlers 20d schnell gestiegen ist, die Schutzschaltung 60 beurteilen dass eine Erholung von einem Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand stattgefunden hat.
Die Schutzschaltung 60 kann eine zweite Differentialschaltung 62s (z.B. einer dargestellt in 12) aufweisen oder einen Tiefpassfilter anstelle der im vorigen beschriebenen ersten Differentialschaltung 62. Ein Ausgangssignal der zweiten Differentialschaltung 62s steigt solange die Aufwärtssteigung der Ausgangsspannung V_OUT steiler wird. Das Ausgangssignal der zweiten Differentialschaltung 62s wird dann wieder 0 V mit dem Gradienten der entsprechend einer Zeitkonstante TC2 der zweiten Differentialschaltung variiert. Deswegen kann diese Modifikation einen Überstrom zu der Zeit der Erholung von einem Kurzschlusszustand verhindern.
(Modifikation 2.2)
Eine Schutzschaltung kann so ausgestaltet werden, eine Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung und eine Erholung von einem Kurzschlusszustand unterzubringen. Zum Beispiel können zwei Systeme von Schutzschaltungen 60 zur Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung und eine Erholung von einem Kurzschlusszustand untergebracht werden. Alternativ ist eine Konfiguration dargestellt in 8 möglich, in der zwei Systeme von Differentialschaltungen ausgestaltet sind, diese sind eine erste Differentialschaltung 62 für die Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung und eine zweite Differentialschaltung 62s für eine Erholung von einem Kurzschlusszustand und ein gemeinsamer Zielstromregler 64 verwendet wird.
12 ist ein Schaltplan von einer Schutzschaltung 60e nach Modifikation 2.2. Die Schutzschaltung 60e ist anders als die Schutzschaltung 60 von 10, die zusätzlich einen Kondensator C23 aufweist. Der Kondensator C23 entspricht einer zweiten Differentialschaltung 62s für die Erholung von einem Kurzschlusszustand zusammen mit einem Basiswiderstand R12 des Transistors Q12 und einem Basiswiderstand R13 des Transistors Q13. Die zweite Differentialschaltung 62s erzeugt Spannungen V_C1 und V_C2 entsprechend einem Gradienten einer positiven Kante der Ausgangsspannung V_OUT. Die Transistoren Q12 und Q13 werden angeschaltet, wenn die jeweiligen Ausgangssignale V_C1 und V_C2 der zweiten Differentialschaltungen 62s einen vorgegebenen Wert V_B überschreiten.
Die Ausgangssignale VC1 und VC2 der zweiten Differentialschaltung 62s steigen wenn die positive Steigung der Ausgangsspannung V_OUT größer wird. Die Ausgangssignale V_C1 und V_C2 werden wieder 0 V mit den Gradienten, die entsprechend der Zeitkonstante TC2 der zweiten Differentialschaltung 62s variieren. Die Sperrzeit τ2 einer Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung ist festgelegt durch die Zeitkonstante TC2.
Die Schutzschaltung 60e in 12 kann einen Überstrom verhindern zu der Zeit der Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung und der Erholung von einem Kurzschlusszustand. Eine Schutzschaltung erreicht es durch Entfernen der ersten Differentialschaltung 62 von der Schutzschaltung 60e in 12 einen Überstrom verhindern, zu der Zeit von einer Erholung von einem Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand.
(Benutzung)
Letztlich wird noch eine Beschreibung gemacht wie die Fahrzeugleuchten 1 und 1d benutzt werden. 13 ist eine perspektive Ansicht der Leuchteinheit (zusammengesetzte Leuchte) 500, die eine Fahrzeugleuchte 1 oder 1r nach der ersten oder zweiten Ausführungsform aufweisen. Die Leuchteinheit 500 ist ausgestattet mit einer transparenten Abdeckung, einer Fernlichteinheit 504, einer Abblendlichteinheit 506 und einem Gehäuse 508. Zum Beispiel kann die im vorigen beschriebene Fahrzeugleuchte 1 oder 1d jeweils als Abblendlichteinheit anstelle einer oder zusätzlich zu einer Fernlichteinheit benutzt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorig in der Art Ihrer Ausführungen beschrieben wurde unter Benutzung spezifischer Ausdrücke, so verdeutlichen die Ausführungsformen lediglich das Prinzip und Anwendungen der vorliegenden Erfindung, und so sind verschiedene Modifikationen und Änderungen in der Anordnung der Komponenten möglich für die Ausführungsformen ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung wie beschrieben in den Ansprüchen abzuweichen.

Claims

Beleuchtungsschaltung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aufweist: einen Wandler, der eine Ausgangsinduktivität aufweist, über die Ausgangsinduktivität einer Lichtquelle einen Antriebsstrom zuführt und feedbackgeregelt ist, so dass sich der Antriebsstrom einem Zielstrom annähert; und eine Schutzschaltung, die einen Schaltungsvorgang des Wandlers für eine Sperrzeit sperrt, wenn eine Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung zu einem normalen Zustand an einem Ausgangsanschluss des Wandlers erfasst wird.
Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 1, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schutzschaltung bestimmt, dass die Erholung von einem Zustand mit offener Schaltung zu einem normalen Zustand stattgefunden hat, wenn eine Ausgangsspannung des Wandlers schnell abgesunken ist.
Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schutzschaltung einen Schaltungsvorgang des Wandlers für eine Sperrzeit sperrt, wenn eine Erholung von einem Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand an dem Ausgangsanschluss des Wandlers bestimmt wird.
Beleuchtungsschaltung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aufweist: einen Wandler, der eine Ausgangsinduktivität aufweist, und einen Antriebsstrom über die Ausgangsinduktivität einer Lichtquelle bereitstellt und feedbackgeregelt ist, so dass der Antriebsstrom sich einem Zielstrom annähert; und eine Schutzschaltung, die einen Schaltungsvorgang des Wandlers für eine Sperrzeit sperrt, wenn eine Erholung von einem Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand an einem Ausgangsanschluss des Wandlers erkannt wird.
Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschaltung erkennt, dass die Erholung von einem Kurzschlusszustand zu einem normalen Zustand stattgefunden hat, wenn eine Ausgangsspannung des Wandlers schnell angestiegen ist.
Beleuchtungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schutzschaltung ein Schaltlastverhältnis des Wandlers langsam erhöht oder verringert nach dem Verstreichen einer Sperrzeit.
Beleuchtungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schutzschaltung eine Differentialschaltung oder einen Hochpassfilter aufweist, der eine Ausgangsspannung des Wandlers empfängt und erkennt, dass die Erholung zu einem normalen Zustand stattgefunden hat, sobald ein Ausgangssignal der Differentialschaltung oder des Hochpassfilters einen vorgegebenen Wert überstiegen hat.
Beleuchtungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schutzschaltung aufweist: einen Kondensator, bei dem ein Ende geerdet ist; einen Ladungswiderstand, der mit dem anderen Ende des Kondensators verbunden ist und auf den Kondensator eine Zielspannung, die den Zielstrom in dem normalen Zustand bestimmt, aufbringt; und einen Entladungsschalter, der parallel zu dem Kondensator angeordnet ist und angeschaltet wird, sobald eine Erfassung der Erholung zu einem normalen Zustand stattgefunden hat.
Beleuchtungsschaltung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aufweist: einen Wandler der eine Ausgangsinduktivität aufweist und einen Antriebsstrom über die Ausgangsinduktivität einer Lichtquelle bereitstellt und feedbackgeregelt ist so dass der Antriebsstrom sich einem Zielstrom annähert; und eine Schutzschaltung, die einen Schaltungsvorgang des Wandlers für eine Sperrzeit sperrt, wenn sich eine Ausgangsspannung des Wandlers schnell geändert hat.
Beleuchtungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Wandler ein Abwärtswandler ist; und dass die Lichtschaltung außerdem eine Schaltung zum Erkennen von offenen Schaltungen aufweist, der eine Potentialdifferenz einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung des Wandlers mit einer vorgeschriebenen Grenzwertspannung vergleicht.
Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 10, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schaltung zum Erfassen von offenen Schaltungen einen pnp-Bipolartransistor aufweist, dessen Emitter und Basis jeweils mit einem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss des Wandlers verbunden sind.
Beleuchtungsschaltung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aufweist: einen Abwärtswandler der einer Leuchtquelle einen Antriebsstrom bereitstellt und feedbackgeregelt ist, so dass der Antriebsstrom sich einem Zielstrom annähert; und eine Schaltung zum Erkennen von offenen Schaltungen, die eine Potentialdifferenz einer Eingangsspannung und einer Ausgangsspannung des Wandlers mit einer vorgeschriebenen Grenzwertspannung vergleicht.
Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 12, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schaltung zum Erkennen von offenen Schaltungen einen pnp-Bipolartransistor aufweist, dessen Emitter und Basis jeweils mit einem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers verbunden sind.
Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 13, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schaltung zum Erkennen von offenen Schaltungen außerdem einen ersten Widerstand aufweist, der zwischen dem Kollektor des Bipolartransistors und der Masse angeordnet ist.
Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 14, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schaltung zum Erkennen von offenen Schaltungen einen p-Kanal-FET aufweist, dessen Quelle und Gate jeweils mit einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers verbunden sind.
Beleuchtungsschaltung nach Anspruch 15, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schaltung zum Erkennen von offenen Schaltungen außerdem aufweist: ein Klammerelement angeordnet zwischen dem Gate und der Quelle des p-Kanal-FET; und einen zweiten Widerstand angeordnet zwischen dem Drain des p-Kanal-FET und der Masse.
Fahrzeugleuchte, die dadurch gekennzeichnet ist dass sie aufweist; eine Lichtquelle; und eine Beleuchtungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, der die Lichtquelle antreibt.