具有至少两个半导体光源的发光机构的控制的制作方法

文档序号:13674954阅读:206来源:国知局
技术领域本发明涉及一种用于具有至少两个半导体光源的且连接到电能量源上的发光机构的控制装置,该发光机构用于将由电能量源提供的电功率借助于半导体光源变换成与所提供的电功率相关的、发射的光功率,其中半导体光源连接到控制装置上并且控制装置构建用于:通过控制装置具有时钟发生器的方式调节所提供的电功率,所述时钟发生器设计用于对半导体光源在时钟运行中加载电功率。本发明还涉及一种发光设备,其具有:具有多个半导体光源的发光机构、用于将发光设备连接到电能量源上的电端子;以及控制装置,半导体光源连接到所述控制装置上。此外,本发明涉及一种用于控制具有至少两个半导体光源的且连接到电能量源上的发光机构的方法,其中发光机构将由电能量源提供的电功率借助于半导体光源变换成与所提供的电功率相关的、发射的光功率,所提供的电功率借助于控制装置通过如下方式调节调节:即借助于控制装置对半导体光源在时钟运行中加载电功率,其中根据单独分配给半导体光源的时钟脉冲序列控制半导体光源。最后,本发明还涉及一种计算机程序产品。

背景技术:
相关类型的发光机构以及用于其的控制装置和用于其控制的方法根据原理在现有技术中是广泛已知的,使得其对此不需要单独的文献方面的证实。这种发光机构还用于照明目的,例如对空间照明、对工作面或类似物照明。此外,这种发光机构也增加地使用在交通工具中、例如用作为探照灯或类似物。这种发光机构包括多个半导体光源,所述半导体光源为了实现期望的照明相关而借助于控制装置相应地进行控制。为了该目的,将半导体光源连接到控制装置上。从控制装置中对半导体光源同时也供应电能,使得半导体光源相应于输送给其的电能产生光。所产生的光功率在此还与输送给半导体光源的电功率相关。为了能够以期望的方式调节功率,已知的是,改变用于相应半导体光源电压。然而,功率控制的该方法引起一些缺点,例如为了能够调节期望的电压而在控制装置方面上的高技术耗费,和各个半导体光源彼此间的腔的批次相关的亮度波动和/或类似情况,从而基本上不执行该方法用于对半导体光源进行功率控制。出于该原因而推广:为了功率调节对半导体光源在时钟运行中加载电功率,使得半导体光源在接通状态下分别能够在预设的、最佳的工作点运行。为了该目的,对半导体光源加载时钟脉冲序列,其中时钟脉冲序列分别与相应的发射的平均光功率相关联。用于调节功率的方法例如基于脉冲宽度调制(PWM),其中根据期望的要调节的功率调节相应的脉冲占空比,时钟脉冲序列的时钟速率在此选择成,使得正常的照明功率由此基本上不受损害。然而,上述时钟运行在能量供应方面关于电流反馈、电磁兼容性或类似方面产生问题。

技术实现要素:
发光机构将由电能量源提供的电功率借助于其半导体光源转换成与所提供的电功率相关的发射的光功率。为了该目的,例如通过发光机构具有适合于此的电端子的方式,将发光机构连接到电能量源上,经由所述电端子能够建立到电能量源的相应的连接。电能量源例如能够是公共能量供应网络、可再生能量产生设备、例如太阳能设备、风力发电设备、但是也能够是燃料电池、内燃机发电机组、它们的组合或类似物。这种类型的发光机构通常具有多个半导体光源,所述半导体光源连接到控制装置上。为了该目的,能够设有相应的互联装置,例如半导体光源的至少一部分的串联电路、并联电路、他们的组合、尤其矩阵电路和/或类似物。尤其在交通工具探照灯的领域中或在如汽车的交通工具的前照灯的领域中使用这种类型的发光机构得到大量的优点,例如实现曲线光而无需机械装置,实现安全相关的功能和/或类似功能。安全相关的功能例如能够包括使对向交通工具淡出以降低耀眼作用或者通过提高这种区域中的亮度来突出危险位置和/或情况。此外,尤其当仅控制或激活发光机构的子区域时,也能够从这种发光机构的使用中在能量效率方面获益,所述子区域与如下解决方案不同而需要用于期望地产生光分布,在所述解决方案中在经典的照明机构中通过借助于遮光物来修剪而产生期望的光分布。因此,本发明所基于的目的是:提供一种控制装置、一种方法以及一种发光设备和一种计算机程序,借助其能够对此达到改进。本发明提出具有独立权利要求1的特征的控制装置作为解决方案。相应地,本发明提出根据另一独立权利要求4的发光设备。在方法方面借助本发明提出根据独立权利要求5的方法。最后,借助本发明提供根据独立权利要求14的计算机程序产品。根据从属权利要求得出其他的有利的设计方案和特征。本发明尤其致力于半导体光源的使用对于电能量供应和电磁兼容性的作用。半导体光源是由固体构成的光源,所述固体由于其物理特性在自加载电流时产生光。这种半导体光源的使用需要特别的措施,以便能够以期望的方式产生光并且同时能够实现可靠的、正常的运行。同时,半导体光源通常具有极其小的时间常数,由此解释:输送的电功率的变化通常基本上直接地引起由半导体光源发射的光功率的相应的变化。通过根据本发明设置时钟脉冲序列,能够显著地降低正常运行的半导体光源对于电能量供应装置的作用。通常,由一个发光机构包括多个半导体光源。半导体光源能够电串联地连接、电并联地连接、以其混合形式连接、尤其以矩阵电路和/或类似物连接。借助光源的数量确定通过其形成的发光机构的最大功率。特别地,能够通过互联实现:能够分别共同地借助于时钟脉冲序列控制发光机构的子数量的半导体光源。半导体光源连接到电控制装置上并且由其加载电能量,以便能够以常规的方式执行其常规的光产生功能。为了该目的,半导体光源能够单独地或也成组地连接到控制装置上。在成组地连接到控制装置上时,该组的半导体光源仅能够共同地借助一个时钟脉冲序列来运行。电能量源提供需要用于常规运行发光机构的功率,其优选是所提供的电功率。所提供的电功率因此尤其包括通过由控制装置对半导体光源加载电功率得到的电功率。补充地,也能够包括控制装置以及其他所需要的部件。电能量源的所提供的电功率优选是在发光机构的和/或控制装置的基本上静态的运行状态下输出给所述发光机构或所述控制装置的电功率。控制装置对于连接到其上的半导体光源或半导体光源的组而言具有电子开关元件,所述电子开关元件对半导体光源常规地加载电功率或者电流。电子的开关元件通常设计为半导体开关。但是所述电子的开关元件也能够设计为纳米开关元件、其组合或类似物。开关元件能够设作为单独的组件但是或者也一件式地控制装置地设计。例如,开关元件能够设作为电子电路。半导体芯片、其组合或类似物。开关元件能够设置作为单独的组件,或者但是也能够一件式地与控制装置设计。例如,开关元件能够设置作为电子电路、半导体芯片、其组合或类似物。就本公开物而言的半导体开关优选是可控的电子开关元件、例如晶体管、尤其双极晶体管、晶闸管、其组合电路,例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)或类似物。半导体开关的开关运行表示:在接通状态下在半导体开关的形成开关路径的端子之间提供极其小的电阻,使得在剩余电压极其小的情况下的高电通量是可行的。在断开的状态下,半导体开关的开关路径是高欧姆的,这就是说其提供高电阻,使得在施加在该开关路径上的电压高的情况下基本上也不存在电通量或仅存在极其小的、尤其可忽略的电通量。与其不同在线性运行,但是所述线性运行在电子开关元件的情况下不使用。优选地,借助于控制装置接通的开关元件的数量确定由电能量源提供的功率。此外,能够提出:控制装置在功率提供方面控制电能量源。控制也能够设置用于按时钟的电子能量变换器,借助所述电子能量变换器将由电能量源提供的电功率转换成适合于控制装置的电功率。当然也能够提出:全部半导体光源分别单独地且个别地连接到控制装置上。以该方式能够以期望的方式由控制装置个别地控制每个半导体光源。特别地,在此也能够提出:形成半导体光源的组,所述半导体光源由控装置以共同的时钟脉冲序列控制,这具有的优点是:能够由控制装置本身确定组形成,并且必要时在需要的情况下能够通过将单独的或多个半导体光源添加给组或从组中移除来进行调整。此外,虽然本发明根据交通工具探照灯作为照明设备来进一步阐述,然而该实施方式不限制于交通工具探照灯并且当然也能够在任意其他的发光设备或发光机构中使用。借助本发明可行的是:实现发光机构的动态变化的光分布。所述动态变化的光分布能够通过相应地控制发光机构的半导体光源来实现。借助发光机构的变化的光分布也改变在发光机构之上的电功率的分布,这就是说,改变局部的功率密度,更确切地说在由发光机构所包括的半导体光源之上的功率密度。在交通工具探照灯中例如能够在典型的光分布的情况下调节大约13至16A的时间平均的电流需求,其中这种交通工具探照灯在最大光产生的情况下例如能够需要33至38范围中的电流。电流的这两个上述数值之间的差视为裕量,所述裕量例如能够为在曲线行驶中的照明准备。由此可行的是,在曲线行驶中的转向范围借助这种交通工具探照灯适当地照明进而整体上改进行驶安全性。从中得出:当然也根据行驶情况动态地改变在形成发光机构的半导体光源之上的电流分布或功率分布。半导体光源具有如下特性:其光产生基本上直接与所输送的电功率或输送的电流相关。相应地,在改变发光机构的发光状态时的时间常量极其小。用于交通工具探照灯的这种类型的发光机构例如能够具有3000或更多个半导体光源,所述半导体光源能够由控制装置借助于优选单独的、呈脉冲宽度调制(PWM)形式的时钟脉冲序列来控制。各个半导体光源的能量供应并行地由电能量源进行,发光机构连接到所述电能量源上。由于多个半导体光源和所需要的动态以及由此形成的系统的效率,得到对控制装置的电路的特别的要求,借助于所述电路能够实现发光机构的所需要的或期望的运行状态。因此,本发明的一个主要方面是:在此产生改进,使得能显著降低对电子电路的要求,而并不限制发光机构例如在作为交通工具探照灯的应用中的可能性。即使该发明方面在半导体光源数量的大的情况下尤其显著,该有利的作用当然也能够在半导体光源数量小的情况下-例如两个或更多个-被证实。控制装置为了该目的例如能够包括可控制的、电子的按时钟的能量变换器,例如降压变换器、升压变换器或类似物,所述能量变换器优选通过电子电路所包括。电子的按时钟的能量变换器优选直接从电能量源提取电功率。此外要注意的是:这种交通工具探照灯还有普通的相应的发光机构的控制的复杂性并且与之关联的、要预留的信号处理能够需要新的方案,所述方案尤其可以预先调节按时钟的电子的能量变换器。本发明的一个方面是用于各个半导体光源的时钟脉冲序列相对彼此的时移,以达到能降低负载阶跃或功率阶跃的目的、尤其在相应的时钟周期开始时的负载阶跃或功率阶跃。但是本发明并不只限制于此,而是通常用于也检测借助于发光机构产生光功率的运行状态,更确切地说尤其是从一个光产生状态到另一光产生状态的过渡。后者例如能够根据本发明通过如下方式实现:用于半导体光源针对发光机构的特定的照明状态的时钟脉冲序列被组合成脉冲样本,并且在从发光机构的一个光产生状态过渡到另一光产生状态时中间接入脉冲样本,所述脉冲样本减小所输送的电功率的突然变化。借助本发明能够实现:能够显著降低对电子的按时钟的能量变换器的要求。特别地,能够降低对降压变换器的功率电子装置的要求。此外,通过借助于中间连接的脉冲样本内插状态过渡或者在例如曲线行驶期间将功率阶跃或负载阶跃调整到实际所需要的动态上,能够降低发光机构的电流消耗或者发光机构的功率消耗的动态。此外,能够通过各个半导体光源彼此间的时钟脉冲序列或者PWM周期的移动实现降低在发光机构的整个半导体光源结构之上的最大要提供的总功率或者最大要提供的总电流。证实为尤其有利的是:将这两个上述方面彼此组合,由此能够显著地降低对电能量源或电子的按时钟的能量变换器的要求。一方面能够避免:电子的按时钟的能量变换器必须描绘发光机构的完整的动态并且必须相应地设计要预留的功率裕量。由此能够降低关于电子的按时钟的能量变换器的耗费,由此产生更小的成本。此外,能够将对电能量源、尤其能量功率网络的反馈降低。这在单独电网中、例如在交通工具或类似物的交通工具网络中证实为是尤其有利的。例如,能降低用于滤波的耗费。本发明还提出:控制装置包括借助于控制装置可控的、电子的按时钟的能量变换器。通过借助于控制装置控制电子的按时钟的能量变换器的可能性能够实现:对所述能量变换器适应性地、尤其主动式地进行控制,使得能够更好地对于发光机构的状态变化、尤其光产生状态变化做出反应。由此能够例如降低电子的按时钟的能量变换器范围中的耗费、例如在滤波或类似物的范围中的耗费。半导体光源优选能够具有发光二极管或激光二极管。这种发光二极管或激光二极管也能够彼此组合地以模块化的方式组装。特别地,其能够设计在共同的芯片或类似物上。发光二极管或激光二极管或其组合尤其适合于在本发明中作为半导体光源使用。在发光设备方面因此借助本发明提出:发光设备具有:具有多个半导体光源的发光机构、用于将发光设备连接到电能量源上的电端子;以及控制装置,半导体光源连接到所述控制装置上。控制装置根据本发明设计而成。发光设备例如能够通过交通工具探照灯、交通工具后灯,但是也通过用于室内照明的灯或类似物形成。发生设备本身例如能够设计用于:将发光机构可松脱地容纳并且电接触。例如,发光机构能够设计为可更换的单元后者可更换的模块。特别地,发光机构能够具有连接插座,所述发光机构能够机械地还有电地借助所述连接插座与发光设备连接。以该方式可行的是:用完好的发光机构更换发光设备的故障的发光机构。此外,该设计方案允许:本发明也在现有的发光设备中进行加装。在控制装置方面,借助本发明因此尤其提出:该控制装置适合于具有至少两个半导体光源的且可连接到电能量源上的发光机构以将由电能量源提供的电功率借助于半导体光源变换成与所提供的电功率相关的、发射的光功率,其中半导体光源连接到控制装置上并且控制装置构建用于:通过控制装置具有时钟发生器的方式调节所提供的电功率,所述时钟发生器设计用于对半导体光源在时钟运行中加载电功率,其中时钟发生器构建用于根据单独分配给半导体光源的时钟脉冲序列控制半导体光源,使得第一时钟脉冲序列的时钟脉冲在时间上相对于第二时钟脉冲序列的时钟脉冲移动。控制装置能够作为电子电路、相应编程的计算机单元、其组合或类似物形成。所述控制装置还能够通过半导体芯片形成。优选地,时钟脉冲序列分别分配给唯一的半导体光源。但是也能够提出:时钟脉冲序列分配给两个或更多个半导体光源。该设计方案尤其当半导体光源应当以组装成组的方式被控制时是适合的。本发明当然不限制在两个半导体光源情况下的应用,而是尤其当然能够适当地用于在具有多个半导体光源的发光机构中。尤其在发光机构的半导体光源的数量极其大的情况下,根据本发明的优点能够尤其显著地突出。根据该理由,为每个半导体光源能够设有自身的个别的脉冲序列。在该情况下,每个半导体光源直接连接到控制装置上,使得其由所述控制装置能够加载分配给半导体光源的时钟脉冲序列。当然也能够提出:预设数量的半导体光源共同地电互联,并且共同地连接到控制装置的一个端子上。在该情况下,共同地连接到控制装置上的半导体光源能够借助共同的对于该组个别化的时钟脉冲序列来控制。通过共同的互联形成固定设定的硬件方面的组,所述组总是共同地借助唯一的时钟脉冲序列控制。此外,当然也能够单独地对各个连接到控制装置上的半导体光源可选地通过控制装置加载相同的时钟脉冲样本。由此能够实现特别的光效率。特别地,能够提出混合运行,其中半导体光源中的一些加载个别的时钟脉冲样本并且另一些加载共同的时钟脉冲样本。时钟脉冲序列的时间偏移能够选择成,使得不同时钟脉冲序列的时钟脉冲叠加或不叠加。此外能够提出:时钟脉冲序列具有时间上可变的时钟脉冲,所述时钟脉冲关于其持续时间还有关于其具相邻时钟脉冲的时间间距彼此不同。例如能够提出:经过可变化地设定的时间的时钟脉冲序列能够相对于另一时钟脉冲序列移动。优选地,存在多于两个时钟脉冲序列,所述时钟脉冲序列相对彼此相应地在时间上偏移。然而也能够提出:在多于两个时钟脉冲序列的情况下仅时钟脉冲序列中的两个相对彼此在时间偏移。关于此也能够设有其他的组合。所描述的技术特征的优点是:能实现降低对可控的、电子的按时钟的能量变换器的要求。通过借助于中间值内插图像过渡或脉冲样本或者将负载阶跃匹配于实际需要的动态,能够降低功率负荷或者电流负荷的动态。通过各个半导体光源彼此间的PWM周期彼此间的移动,得到降低在发光机构的整个半导体光源结构之上的最大可提供的总电流。这两个措施实现可控制的、电子的按时钟的能量变换器的有效的设计,因为所述能量变换器不需要描绘通过发光机构形成的系统的完整的动态,并且能够降低功率裕量。由此能够降低可控的、电子的时钟脉冲的能量变换器的复杂度,由此能够节约成本。此外,能够降低对于能量供应网络或者电的能量源的反馈。特别地能够降低过滤器耗费。相应地,本发明在方法方面尤其提出一种用于控制具有至少两个半导体光源的且连接到电能量源上的发光机构的方法,其中-发光机构将由电能量源提供的电功率借助于半导体光源变换成与所提供的电功率相关的、发射的光功率,-所提供的电功率借助于控制装置通过如下方式调节调节:即借助于控制装置对半导体光源在时钟运行中加载电功率,根据单独分配给半导体光源的时钟脉冲序列控制半导体光源,其中-第一时钟脉冲序列的时钟脉冲在时间上相对于第二时钟脉冲序列的时钟脉冲移动。针对控制装置提出的优点和设计方案同样适用于根据本发明的方法。根据本发明的另一方面,证实为尤其有利的是:第一时钟脉冲序列的时钟脉冲位于第二时钟脉冲序列的时钟间隙中。在该情况下,在发光机构的电学方面实现尤其适宜的负荷,因为能够降低峰值功率或峰值电流。在这也证实为尤其有利的是:半导体光源基本上具有相同的物理特性。但是也在物理特性偏差的情况下能够借助本发明实现有利的方面。此外,借助该方面实现:能够降低网络反馈、例如电学方面的谐波振荡。根据本发明的另一方面提出,第二时钟脉冲序列的各一个时钟脉冲在时间上直接地紧随第一时钟脉冲序列的一个、优选每个时钟脉冲。由此能够在发光机构的电学方面实现进一步的改进,因为一方面能进一步降低功率负荷或电流负荷,并且同时也能够实现:能够降低高频电流。根据本发明的另一设计方案提出:第一时钟脉冲序列的时钟脉冲持续经过不同于第二时钟脉冲序列的时钟脉冲的持续时间。这允许:加载相应的时钟脉冲序列的半导体光源以不同的功率运行,使得相应的半导体光源产生不同的光功率。就本发明而言的术语功率表示平均功率,所述平均功率经过时间上的平均来确定,所述平均功率的时间段显著大于相应的时钟脉冲序列的时钟周期的时间段,例如对于时钟脉冲序列的五个、十个或还更多个时钟周期。就该意义而言限定的功率不仅能够在电学方面应用而且在光学方面应用。优选地,取平均值的时间段测量为,使得只要,时钟脉冲序列是静态的时钟脉冲序列,就通过相应的半导体光源的通过时钟脉冲序列引起的光发射在当前的、基本上静态的光产生状态下在人眼处产生连续的视觉效果,所述静态的时钟脉冲序列与相应的功率相关并且由此限定相应的运行状态。本发明的另一方面提出:时钟脉冲序列形成共同的脉冲样本,并且由发光机构发射的光功率通过选择与光功率相关的脉冲样本来调节。以该方式,尤其当发光机构具有大量半导体光源时能够实现尤其简单的控制,所述半导体光源需要同样大量的时钟脉冲序列。例如,这类脉冲样本能够事先存储,使得能够将发光机构极其快速地调节到期望的光功率上,而不需要用于确定相应的时钟脉冲序列的耗费的信号处理措施。由此能够降低控制装置方面的耗费。根据一个改进形式提出:为了改变由发光机构发射的光功率而从与发射的第一光功率相关的第一脉冲样本切换到与发射的第二光功率相关的第二脉冲样本上。由此可行的是:以尤其简单的方式以期望的方式改变发光机构的发射的光功率。例如,能使用预先存储的脉冲样本,使得能够降低信号处理耗费、尤其计算耗费。然而证实为尤其有利的是:使用用于确定适当的脉冲样本的算法,以便根据期望的光分布确定脉冲样本。基于该算法,能够建立计算机程序,所述计算机程序运行时钟发生器的运算单元能够在没有大时间耗费的情况下确定大量不同的脉冲样本。同样能够提出:根据这种算法对现场可编程门阵列(FPGA)编程,并且在使用在时钟发生器中时确定和提供相应于期望的光分布的脉冲样本。此外,借助本发明提出:从第一样本切换到第二脉冲样本上包括中间连接至少一个第三脉冲样本,所述第三脉冲样本与第一光功率和第二光功率之间的光功率相关。由此可行的是:如下影响第一脉冲样本和第二脉冲样本之间的切换过程:能够降低大的电流和/或光波动。此外,能够由此实现光功率的柔和的符合人体工程视觉有利的切换或改变。最后能够进一步降低对电能量源、尤其也对电子的按时钟的能量变换器的要求。证实为尤其有利的是:借助本发明,将由电能量源提供的电功率借助于电子的按时钟的能量变换器来变换,其中电子的按时钟的能量变换器借助于控制装置主动式地控制。由此能够进一步降低关于电子的按时钟的能量变换器的耗费,因为变换器能够相应地匹配于能量提供的即将到来的变化。由此能够不仅减少关于能量变换器和必要时滤波器方面的耗费,而且也能够实现在发光机构的功率变化方面的更适宜的过渡。主动式表示:电子的按时钟的能量变换器在出现负荷变化、尤其光功率变化之前适应性地匹配于即将到来的负荷。一个改进形式提出:主动式的控制包括:在借助于控制装置激活时钟脉冲序列和/或脉冲样本之前,将适当的控制信号传输给电子的按时钟的能量变换器。由此,能够将电子的按时钟的能量变换器还更好地匹配于变化。最后,借助本发明尤其提出一种计算机程序产品,其包括用于控制装置的时钟发生器的运算单元的程序,其中当通过运算单元执行程序时,程序具有用于执行根据本发明的方法的步骤的程序代码片段。上述计算机程序产品能够设计为可计算机读取的存储介质。此外,程序能够直接地装载到计算机单元的内部的存储器中。因此,例如可行的是:改程序从数据源、例如服务器的网络中下载并且装载到计算机单元的内部的存储器中,使得计算机能够执行该程序。优选地,计算机程序产品是计算机可读的介质,在所述介质上存储程序代码片段。这种计算机可读的介质例如能够是存储器模块、压缩盘、USB棒或类似物。附图说明能够根据附图从实施例的下面的描述中得出其他的优点和特征。实施例仅用于阐述本发明并且不应限制本发明。在附图中,相同的组件和功能设有相同的附图标记。其示出:图1示出作为具有发光二极管矩阵作为发光机构的发光设备的交通工具探照灯的示意图,其中在第一运行状态下将发光二极管作为半导体光源互联成矩阵,图2示出第二运行状态下的根据图1的交通工具探照灯,图3示出根据本发明的控制装置的原理电路图,图4示出相应的灰度值占根据图1的探照灯的基本光分布的百分比份额的示意图,图5在上方的图表中示出用于发光机构的电流的时间变化的示意图以及在下方的视图中示出具有用于相应的发光二极管的相应的时钟脉冲序列的图表,图6示出如图5的视图,其中根据本发明选择时钟脉冲序列,图7示意地示出两个彼此上下设置的图表,其中上部图表示出发光机构关于时间在不同的脉冲图案下的电流消耗,并且下部的视图示出关于各个发光二极管的PWM通道的相位变化的图表,图8示出两个彼此上下设置的图表,其中上部的图表示出由发光机构消耗的电流与时间的关系并且下部的图表示出用于发光机构的发光二极管的相应的控制信号关于时间的关系,图9示出如图8的两个彼此上下设置的图表,其中在上部的图表中示意地示出在中间连接脉冲样本的情况下的电流变化并且在下部的图表中示意地示出用于发光机构的发光二极管的相应分配的控制信号,图10示出用于寄存器布置的电子电路的示意方框电路图,所述寄存器设备用于控制八个发光二极管,图11示出用于八个发光二极管的控制信号的基于根据图7的寄存器控制的逻辑表格,所述逻辑表格借助根据图10的寄存器组产生,图12示出如图11的视图,其中将用于根据本发明的发光二极管的PWM通道偏移,图13示出用于接通发光机构的脉冲样本的示意图,图14示出如图13的接通过程,然而具有中间接入根据本发明的脉冲样本,图15示出如图13的常规的控制的示意图,和图16示出本发明的另一设计方案的示意图,其中为了实现调光功能在接通发光机构的情况下中间连接多个脉冲样本。具体实施方式图1示出具有多个互联成矩阵的发光二极管的发光机构12的示意俯视图,所述发光机构设置用于装入到交通工具的交通工具探照灯中。图1是处第一运行状态下的交通工具探照灯的第一光分布。图2示出相同的交通工具探照灯,然而现在是处于第二运行状态下,其中激活相对于图1改变的发光样本。发光机构12具有未示出的面状的基底,所述基底提供表面,在所述表面上网格状地并排设置多个发光二极管。发光二极管单独地连接到控制装置10上(图3)。由此可行的是:发光机构12的每个发光二极管单独地控制,以便在需要时实现期望的照明效果。通过发光机构12的动态变化的光分布,也改变发光机构12的机构之上的负载分布。由于用作为交通工具探照灯,当前时间平均地在典型的光分布的情况下得到大约13至18A的电流需求,如其在图1和2中示出。在光功率最大的情况下,设置33至46A范围中的电流消耗。这两个数值之间的差对应于裕量,所述裕量例如应预留用于曲线行驶中的照明。从中得出:根据行驶情况下也动态改变在照明机构12之上的电流分布或功率分布。该交通工具探照灯的可行方案也用于安全相关的功能,例如用于标记危险源的聚光灯。由于将发光二极管用作为半导体光源,发光机构12中的电流分布变化的时间常数是小的。发光二极管当前基本上具有相同的物理特性。当前提出:发光机构12具有多个发光二极管,更确切地说3000个发光二极管。在替选的实施例中当然也能够为发光机构12设有多于3000个发光二极管。发光机构12的发光二极管并联并且能够单独地借助作为时钟脉冲序列的PWM在控制装置10方面受控制。如下面还详细阐述的那样,控制装置10为了该目的包括电子的按时钟的能量变换器,所述能量变换器设计为降压变换器14。图3示出控制装置10的方框电路图的示意图。控制装置10连接到发光机构12上,使得能够单独地由控制装置10控制发光机构12的全部发光二极管。控制装置10还包括降压变换器14,降压变换器提供用于运行发光机构12的发光二极管的电功率。最后,控制装置10包括计算单元16,所述计算单元连接到接口电路18上,经由所述接口电路可以连接到外部的通信网络上。此外,计算单元16连接到降压变换器14上并且提供用于其运行的控制信号。最后,计算单元连接到模拟的信号处理单元20上,所述信号处理单元处理发光机构12以及降压变换器14的信号并且将相应的信号提供给计算单元16。此外,计算单元16连接到时钟发生器22上,所述时钟发生器根据计算单元16的预设产生就本发明而言的时钟信号序列并且将所述时钟信号序列为了控制发光机构12的发光二极管而输出给发光机构12。此外,时钟发生器22能够将信号提供给计算机单元16,例如关于当前的运行状态的信号、当前分配给发光二极管的时钟脉冲样本和/或类似物的信号。在图3中未示出的是:降压变换器14连接到机动车的电的车载电网上,所述机动车从所述电的车载电网中提取用于运行控制装置10以及发光机构12的电能。当前提出:每个发光二极管能够单独地加载固定的电流或固定的功率。为了该目的,时钟发生器22具有相应的、未示出的开关元件。发光机构12的相应的发光二极管的平均亮度的控制借助于时钟脉冲序列来实现,所述时钟脉冲序列基于PWM。由于多个发光二极管、在此3000个发光二极管,并不直接地经由开关元件控制发光二极管,而是经由串行接口24来控制。相应的开关元件代替于此设置在发光机构12本身中。时钟发生器22因此还具有在系统之内执行信号预处理的任务。所述信号预处理包括:将发光机构12的光分布转换和建立成适当地协调于发光机构12的相应各个个别的发光二极管上的PWM控制。时钟发生器22从计算单元16中获得相应的参数。此外,计算单元16在系统之内具有控制降压变换器14、评估模拟信号并输送给时钟发生器22以进一步处理的功能。计算单元16能够设计为具有高处理速度并行工作的单元。当前,其通过半导体芯片形成,所述半导体芯片是控制装置10的电子电路的组成部分。在之前描述的系统之内,由用于设计降压变换器14的多个按时钟的发光二极管构成的组合为特别的要求。这借助根据图4的视图针对作为机动车探照灯的发光机构12来说明。在该设计方案中提出:发光机构12的提供的发光二极管的大约45%在最高5ms(200Hz)的周期时间之内接通。图4中示出的基本光分布的亮度变化当前通过PWM实现。提供的发光二极管的55%的当前未被激活的发光二极管因此提供用于实现其他的照明功能,例如安全功能、转向功能或类似功能,更确切地说不必实现机械运动。如果对于单独的发光二极管经受10毫安的运行电流并且各1000个发光二极管共同地由降压变换器14供应电能,那么这在45%的负荷率的情况下引起4.5A的脉冲的电流。该电流能够以5ms节律提供,因此能够将用于设计降压变换器14的该边界条件考虑作为主要的条件。如果相反考虑时间平均地在所提出的5ms之内使用的电流,那么得到大约1.33A的数值。该数值明显较小,因为在实现这种数值的情况下降压变换器14在其硬件设计方面会显著减小。本发明的一个特征是:能够针对各个发光二极管彼此间实现PWM周期的、即时钟脉冲序列的在时间上的偏移,使得负载阶跃在周期开始时就开启如下可行性:即通过中间图像或相应的脉冲样本和由此可实现的内插这样来设计发光机构12的两个光状态之间的过渡,即能够显著地降低电流变化的时间动态。此外,由此得到如下系统结构,所述系统结构也能够实现对降压变换器14的前瞻性的、即主动式的控制。本发明采用如下知识:即异步地控制发光二极管,即借助个别分配的时钟脉冲序列来控制,使得第一时钟脉冲序列的时钟脉冲在时间上相对于第二时钟脉冲序列的时钟脉冲移动。优选地,这适用于多个、尤其全部时钟脉冲序列,所述时钟脉冲序列用于控制发光机构12的发光二极管。当然,借助一个时钟脉冲序列也能够同时运行发光机构12的多个发光二极管,以便限制不同的时钟脉冲序列的数量。整体上,本发明的一个方面是:能够实现尽可时间上恒定的电流消耗。例如,这表示:在具有预设的平均亮度的四个发光二极管的情况下,25%的所述发光二极管非同步地、而是时间上彼此偏差地接通或者按时钟工作。因此在这种电路中将电流幅度降低到总电流的1/4,所述总电流在同时激活发光二极管的情况下会出现。由此能够降低电流阶跃的尖峰电流和幅度,由此对降压变换器14的瞬时要求下降。这引起成本和结构大小的显著下降,因为例如能够使用具有较小电感的较简单的线圈。此外,能够改进降压变换器14的效率。图5例如示出两个彼此叠加设置的时间图表,在所述时间图表中针对三个发光二极管的总电流示意地示出电流变化与时间的关系,所述发光二极管相应地根据下方的图表来相应地控制。能够识别的是:在时间区间tPWM开始时在短时间区间内将电流调节为各个发光二极管的电流的三倍大小。图6示出如图5的视图,然而与图5不同,相应地将三个发光二极管的运行时间偏移,使得其不叠加。由此,形成图6中在上部图表中示出的电流变化,所述电流变化仅还需要一个发光二极管的电流大小的电流要求。也在根据本发明的图7中示出的方法中,动机是通过避免大的电流阶跃来降低对降压变换器14的要求。图7示出两个彼此上下设置的图表,其中应实现发光机构12从运行状态I至运行状态II的改变。在图7中的上部的图表中示出发光机构12的电流消耗,相反在图7的下方的图表中示出用于发光二极管的相应的控制电流。始于运行状态I,首先借助第一控制信号产生中间图像Z1,所述中间图像引起发光二极管12的电流消耗,所述电流消耗大于运行状态I的电流消耗,但是小于运行状态II的电流消耗。在下一PWM周期中,激活第二中间图像Z2,所述第二中间图像引起发光机构12的一个电流消耗,所述电流消耗大于中间图像Z1的电流消耗,但是小于运行状态II的电流消耗。在随后的周期中产生中间图像Z3,所述中间图像引起发光机构12的一个电流消耗,所述电流消耗大于中间图像Z2的电流消耗,但是小于运行状态II的电流消耗。在随后的周期中才达到运行状态II。通过该措施能够避免陡的和大的电流提升和与其关联的负荷。当前,周期时间大约为5ms。该设计方案例如适合于在光信号喇叭功能的范围内使用交通工具探照灯的情况。在此,使用存在于在作为交通工具探照灯的应用之内的时间要求和PWM周期之间的关联。在5ms的示例的周期时间和50ms的时间间隔中。因此,为了达到新的运行状态存在如下可行性:将10个中间图像或脉冲样本用于从一个运行状态过渡到另一运行状态,以便借此降低电流阶跃的幅度。从中得出:在运行状态显著变化的情况下通过脉冲样本的形式的中间状态实现逐步地接近。该方法也能够如在图8中示出的那样用于接通交通工具探照灯。图8示出两个彼此上下设置的图表,所述图表示出交通工具探照灯的接通关于时间的关系。在上部的图表中,关于时间示出发光机构12的相应当前的电流,其中发光二极管根据下方的图表相应地控制。能够识别的是:在该情况下,在时间点tein接通时进行大的电流阶跃。现在,图9示出如图8的两个图表,其中在此也又示出接通状态,然而其中所述接通状态根据本发明设计。能够识别的是:发光二极管LED1至LED3在时间点tein接通,而且仅发光二极管LED1接通。然而在随后的周期中补充地接通发光二极管LED2并且在随后的周期中接通发光二极管LED3。在图9的上面的图表中能识别的是:电流变化的相应的阶梯式的上升。由此避免如在根据图8接通时形成的大的电流阶跃。本发明的另一设计方案通过如下方式得出:非线性地内插脉冲样本以实现中间图像,以便例如对应于人眼的性质并且能够提供符合人体工程示意的、视觉印象。通过存在关于应占据发光二机构12的何种运行状态并且必要时将何种中间图像设置用于达到该运行状态的信息的方式,由此存在将降压变换器14准备于相应的负荷变化的可能性。如果例如通过发光机构12的运行状态的变化提高了发光机构12的平均电流消耗,那么存在如下可行性:前瞻性地或主动式相应地调整输出电压以及还有变换器频率。由此能够实现:在降压变换器14上出现负载变化时,能够显著降低例如输出电压的扰动。由此也能够实现降低发光机构12的相应发光二极管电流的残余波度,因为存在施加在发光二极管上的电压和穿流其的电流之间的关联。此外存在如下可行性:降压变换器14通过调整控制器参数在其效率方更好地运行。为了技术上的转变,例如能够使用寄存器组以控制发光机构12的发光二极管,如所述寄存器组例如根据图10示意地示出以控制八个发光二极管并且如所述寄存器组当前由控制装置10包括。图10示出两件式的寄存器组的示意图。根据图10的寄存器组包括写寄存器Wr_reg,在所述写寄存器中串行写入数据。在此,所述寄存器的每个比特代表唯一的发光二极管的运行状态。为了该目的,写寄存器Wr_reg具有输入端子DATA和时钟输入端CLK。以已知的方式串行地将数据写入写寄存器中。根据图10的寄存器组还包括连接到写寄存器上的工作寄存器Work_reg,所述工作寄存器连接到写寄存器Wr_reg上。写入到写寄存器中的数据传递到工作寄存器Work_reg的相应的存储单元中,更确切地说通过将相应的接收信号施加在相应的控制器输入端上的方式来传输。该信号在图10中用Update标识。在工作寄存器Work_reg上连接用于对相应的发光二极管通电的相应的开关元件。当工作寄存器Work_reg的寄存器内容包含逻辑1时,给相应分配的发光二极管加载电流,使得其产生光。如果相反在相应的寄存器单元中存在逻辑0,那么不给相应分配的发光二极管通电。通过借助于写寄存器Wr_reg接合Update信号改变存储在工作寄存器Work_reg的存储单元中的数值,能够为每个发光二极管描绘个别的时钟脉冲序列、在此为PWM。工作寄存器Work_reg也具有时钟输入端CLK,所述时钟输入端优选能够由与写寄存器Wr_reg相同的时钟信号来控制。图11现在示出八个发光二极管的开关状态的表格图,如其能够借助根据图10的寄存器组来控制。上部分方框根据一个实施例逐列示出相应的发光二极管在相应时间点包含在工作寄存器Work_reg中的逻辑数值。方框中示出的数值当然按照需要能够在需要时为了期望地产生发光机构12的光功率而相应地进行调整。在最上方的方框图表之下示出其中说明逻辑归一化的电流总和的行。在该行之下示出最上方的方框中的不同的记号的图例。如从图11中得出:时间点借助垂直的箭头来标记。在该时间点,同时接通全部八个发光二极管。在随后时间点,逐步地降低工作的发光二极管的数量,使得达到在其下方示出的归一化的电流负荷。该事实引起:形成大的接通电流,如其已经之前也根据图5和6阐述的那样。现在,图12示出如图11的布置,然而在该布置中设置用于发光二极管的时钟脉冲序列相对彼此时间上移动。从图12中能够识别:在那里示出的移动中归一化的电流总和在每个时钟周期中位于数值3和5之间。因此,通过发光二极管的时钟脉冲序列的该异步性能够实现发光机构12的电流消耗的平衡性。从在图12中的方框下示出的电流总和行中得出:不出现0至2和6至8的电流总和数值。这对于剩余电路、尤其控制装置的电流负荷是有利的。时钟脉冲序列相对彼此的移动通过时钟发生器22之内的逻辑装置进行。图13和14对比地示出发光机构12的接通。图13示出发光机构12的三个发光二极管的接通过程,所述发光二极管以常规的方式共同地接通,更确切地说从功率0至87.5%的功率。为了描述示出具有逻辑开关值的四个时间依次紧随的块,如其已经根据图11和12阐述的那样。当前,仅设有三个相应接通的发光二极管。然而根据该原因,这能够应用于任意数量的发光二极管。在此又提出借助于PWM进行功率控制。这从四个并排示出的块中得出,所述块在图3中依次紧随。在左侧第一块中,在通过第一块形成的第一PWM周期期间断开全部发光二极管。在第一周期结束时、即随过渡到随左侧块之后的第二块,同时接通全部三个发光二极管。接通的状态施加在七个周期之上。作为第八周期同时断开全部三个发光二极管。这对应于87.5%的接通比。将相同的第二和第三块在时间上连接在该第二块上。能够识别的是:三个发光二极管同步地接通或断开。在相应的块之下又说明归一化的电流值,所述电流值在每个块的持续时间之上以取平均值的方式存在。图14现在示出根据发明的具有两个中间图像作为脉冲样本的变型形式,所述脉冲样本同样如图13那样代表接通过程。分配给中间图像的功率比在接通状态下的功率更小,其中功率随每另一中间图像升高,使得引起功率提高的基本上阶梯式的变化。与根据图13的接通过程不同,在根据图14的接通过程中不同时一次性接通三个发光二极管。图14中的视图原理上对应于图13中的视图,因此与之相关补充地参考图13。首先,在图14的左侧的方框中在整个PWM周期之上断开全部三个发光二极管。在从左侧的块过渡到右侧邻接的块时,首先仅接通最上方的发光二极管LED_0,更确切地说以如图13的占空比接通。在该块之下又如图13那样,以对该PWM周期归一化的方式示出平均电流。相应地,得到0.875的归一化的电流,因为发光二极管LED_0在PWM周期的八个周期中的七个之上接通。该运行状态对应于第一中间图像或第一脉冲样本。随后的块直接连接于其上,其中补充于最上方的发光二极管LED_0现在也同时激活中央的发光二极管LED_1。由此,提供另一中间图像。得到1.75的相应的电流负荷。最后,将第四块连接,其中全部三个发光二极管同步地接通。相应地,现在实现如图13的接通的状态。从图14中可见的是:如在图13中出现的接通的负荷节约通过根据图14的控制、即顺序地接通发光二极管而能够被降低。负荷、即电流将其数值阶梯式地从0改变到接通状态下的数值,更确切地说对应于在每个序列周期中接通的发光二极管。在图14中因此发光二极管的接通时间点在时间上移动,更确切地说在该实施例中分别移动一个PWM周期。顺序地移动发光二极管的接通时间点当前同样通过时钟发生器22实现。本发明的另一设计方案从图15和16中得出。所述设计方案涉及同样根据三个所选择的发光二极管对发光机构12的发光二极管调光。图15示出常规的接通过程,从中示意地以逻辑块描述示出八个PWM周期,所述PWM周期直接彼此跟随。在相应的块之下,又说明相应归一化的电流总和,其中归一化的电流总和在此关于周期设计相应的时钟周期。能够识别的是:如在图13中那样,左侧第一块在上方在图15中用零占据,使得发光二极管在该PWM周期中断开。在切换到并排设置的右侧的块时,如图13中示出那样接通全部发光二极管。因此,时钟相关的、归一化的电流值是3。在此也将功率调节到87.5%,因为PWM周期的占空比为八分之七。跟随有六个另外的、相同的PWM周期。关于效果作用补充地参考图13的实施方案。图16现在示出如图15的接通过程,其中在此相应地对三个发光二极管调光。左侧上方的块又为断开的PWM周期,其中全部三个发光二极管被断开。以右侧邻接的方式连接有开始一个接通过程的块。能够识别的是:三个发光二极管首先共同地对于PWM周期的第一时钟接通,由此提供第一中间图像。在PWM周期的剩余七个时钟中断开发光二极管。以右侧邻接的方式将另一块连接于其上,在所述另一块中已经在两个彼此紧随的时钟周期中接通发光二极管,由此提供第二中间图像。该PWM周期的剩余的时钟又断开全部三个二极管。以右侧邻接的方式跟随有第四PWM周期,其始于:三个发光二极管在PWM周期的三个第一时钟期间接通,由此提供第三中间图像。最后,直接跟随此的是在下方的块视图中的四个另外的PWM周期,其中分别将具有连续数目的PWM周期的接通状态延长一个时钟并且形成相应的中间图像。最后,在该块中的右侧下方,达到如图13中的右侧的块中的开关状态。当能内插发光二极管的亮度值或调光时,极端的负载阶跃也能够在此被避免。发光二极管的调光同样能够通过时钟发生器22实现。当然,上述实施例也能够以适当的方式彼此组合,以便在本发明的范围内实现其他的设计方案。所描述的技术特征的优点是:能够实现降低对降压变换器14的要求。通过借助于中间值内插图像过渡或脉冲样本或者将功率阶跃匹配于实际需要的动态,能够降低电流负载或功率负载的动态。通过各个发光二极管的PWM周期的相对移动得到降低在发光机构12的整个发光二极管结构之上的最大可提供的总电流。这两个措施实现降压变换器14的更有效的设计,因为所述降压变换器不需要描述通过发光机构12形成的系统的完整的动态并且能够降低功率裕量。由此能够降低降压变换器的功率电子装置的复杂性,由此能够节约成本。此外,能够降低对能量供应网络或电能量源的反馈。特别地能够降低过滤器耗费。当然,各个特征在需要时能够以任意的方式彼此组合,以便实现就本发明而言的另外的设计方案。特别地,这当然涉及从属权利要求的特征。此外,当然能够通过相应的方法步骤说明设备特征并且反之亦然。整体上,上面描述的实施例仅用于阐述本发明并且不应限制本发明。显而易见地,本领域技术人员在需要时能够进行相应的改变,而没有偏离本发明的核心思想。
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