用于給至少一個耗電器提供電能或用于為至少一個耗電器提供電功率的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設及一種用于給至少一個耗電器提供電能或用于為至少一個耗電器提供 電功率的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于許多應用來說，有必要進行受調(diào)節(jié)的電能供應。尤其在機動車中LED發(fā)光裝置 的供電控制時尤其應當滿足特殊的要求。
[0003] 要供電的Lm)通常串聯(lián)、極少并聯(lián)，并典型地通過電流源供電。受控的電流源由一 個能量源、典型地由機動車的車載電網(wǎng)來供電。
[0004] 在此所產(chǎn)生的問題是，電流源的控制導致在電流源電路中相當大的功率消耗。運 從而導致在W集成電路(1C)的形式進行單片集成時需要額外的1C面積，W不超過對于相應 半導體嚴苛的溫度。同時，在電流源的機殼中需要可能特殊的措施W進行冷卻。
[0005] 在設及一個歐洲專利申請公開的EP-A-2 645 818中，其中它的申請日在該PCT申 請的優(yōu)先權(quán)日之前并且其公開在該優(yōu)先權(quán)日之后進行，描述了一種用于Lm)串聯(lián)電路的驅(qū) 動電路，其在交流電壓源(AC電壓源)側(cè)來供電。
[0006] 在EP-A-2 416 623、W0-A-2009/035948、US-A-2013/0049622和肝-60 107372中公 開了部分具有電流調(diào)節(jié)單元的其他LE明E動電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的任務是，使通過供電電流源控制LED電流所引起的該電流源本身的損耗 功率最小化，W由此降低1C面積的耗費W及封裝技術(shù)耗費。
[0008] 該任務根據(jù)本發(fā)明借助根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置而得到解決。本發(fā)明的幾個擴 展是從屬權(quán)利要求的主題。
[0009] 本發(fā)明所基于的想法是，不僅調(diào)節(jié)電流，而且還確定由于調(diào)節(jié)電流而產(chǎn)生損耗功 率的位置，也即說明產(chǎn)生附加損耗功率的位置的另一調(diào)節(jié)參數(shù)。
[0010] 本發(fā)明所基于的認知是，基本上，作為電流源的調(diào)節(jié)晶體管的晶體管在廣泛意義 上可W視為可調(diào)節(jié)電阻。如果該晶體管具有平均電阻值，那么在該晶體管上的功率最大值 就下降。
[0011] 在本發(fā)明范疇內(nèi)得知，從而可W定義運行范圍，在該運行范圍內(nèi)該晶體管可W替 換為另一第二晶體管，其中給該第二晶體管后接了外部電阻。該第二晶體管那么就調(diào)節(jié)電 流，其中不是在該第二晶體管本身中、而是在該外部電阻中發(fā)生一部分調(diào)節(jié)損耗功率。從而 該集成電路溫升較小，因為加熱功率正好在機殼外部在所述外部電阻中產(chǎn)生。如果需要一 個電流，該電流要求晶體管電阻小于該第二晶體管的導通電阻與該外部電阻之和，那么該 第一晶體管就再次承擔調(diào)節(jié)任務。
[0012] 運種相當簡單的原理可W概括為，在兩個電流路徑中的電流通過兩個參數(shù)來分別 調(diào)節(jié)，使得在運兩個電流路徑中的電流之和與一個第一參數(shù)相關(guān)，并且損耗功率的分布與 附加的第二參數(shù)相關(guān)聯(lián)。運是本發(fā)明的基本想法。
[0013] 當然該原理也可W應用在多于兩個的電流路徑中。在運種情況下不僅可W二維 地、而且可W多維地在電流路徑之間進行調(diào)節(jié)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，從而用于從機動車車載電網(wǎng)給至少一個耗電器提供電能或者用于為 至少一個耗電器提供電功率的該裝置設置有：
[0015] -作為1C來實施的調(diào)節(jié)電路，該調(diào)節(jié)電路具有輸入端，通過該調(diào)節(jié)電路的輸入端可 W從機動車車載電網(wǎng)輸入電能，該調(diào)節(jié)電路還具有至少一個第一輸出端和一個第二輸出 端，其中耗電器可W由該調(diào)節(jié)電路從機動車車載電網(wǎng)經(jīng)由運兩個輸出端的每一個而被提供 電能，或者該調(diào)節(jié)電路通過其為耗電器提供電功率，
[0016] -至少一個設置在該1C外部的外部電阻，用于在該1C外部進行可能的電損耗功率 的輸出，其中該外部電阻一側(cè)與該調(diào)節(jié)電路的第二輸出端相連，在該外部電阻的另一側(cè)可 W連接該耗電器，
[0017] -其中要由該調(diào)節(jié)電路所調(diào)節(jié)的耗電器電功率的給定值能夠預先給定，W及
[0018] -其中耗電器電能的分配或者在該調(diào)節(jié)電路的至少兩個輸出端上為耗電器所提供 電功率的分配可W由該調(diào)節(jié)電路根據(jù)至少一個分配參數(shù)來控制，其中該分配參數(shù)可W輸入 給該調(diào)節(jié)電路或者可W在該調(diào)節(jié)電路中來確定。
[0019] 對于主要根據(jù)本發(fā)明的方法應明確的是，在該調(diào)節(jié)電路中可能產(chǎn)生的可能的損耗 功率通過外部電阻或另外的耗電器而被轉(zhuǎn)換為熱量的形式，該熱量然后被輸出到環(huán)境中。 從而作為IC來實施的該調(diào)節(jié)電路被過熱保護。在此，該調(diào)節(jié)電路向該耗電器通過至少兩個 路徑從電壓源、尤其從諸如機動車車載電網(wǎng)的直流電壓源來提供由耗電器相應"調(diào)用"的能 量或功率。運兩個路徑之一是盡可能低歐姆的，也即基本無損耗地連接到該調(diào)節(jié)電路，也即 通過該調(diào)節(jié)電路的前述第一輸出端，而該第二功率傳輸路徑具有外部電阻?，F(xiàn)在運兩個功 率路徑通過兩個調(diào)節(jié)模塊被相應地控制，其中僅通過該第一輸出端從該調(diào)節(jié)電路向該耗電 器來傳輸電功率直至第一界限值。在每個調(diào)節(jié)模塊中還W熱量的形式來產(chǎn)生損耗功率，確 切地說，其與針對耗電器而提供的電功率的數(shù)量相關(guān)。根據(jù)調(diào)節(jié)模塊的至少一個驅(qū)動器位 于哪個工作點，其從而產(chǎn)生或多或少的熱量。如果因此該驅(qū)動器由于增大耗電器功率需求 而到達一個運行范圍內(nèi)，在該運行范圍內(nèi)它產(chǎn)生可能W熱量的形式來損壞1C的更大的損耗 功率，那么根據(jù)本發(fā)明，就添加連接下一調(diào)節(jié)模塊W便對耗電器進行附加的功率輸出。
[0020] 所提供的電功率在調(diào)節(jié)模塊上的分配根據(jù)分配參數(shù)來進行。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的方法從而與現(xiàn)有技術(shù)中所公開的方法不同，在現(xiàn)有技術(shù)中為了避免 驅(qū)動器晶體管的過熱，輸入給負載或耗電器的電流對稱或相同地分配到多個驅(qū)動器上，如 在EP-A-2 196 887 中所述。
[0022] 本發(fā)明尤其適于給電氣/電子耗電器提供電能，諸如機電、光電或聲電耗電器，尤 其照明裝置諸如LED,或具有可能的寄生、歐姆和/或電感性和/或電容性負載的耗電器，如 其可能存在于汽車領(lǐng)域中的和/或諸如住宅和/或工業(yè)建筑、附屬物、交通的日常生活的電 氣/電子對象/部件中。歐姆負載的例子比如是機動車加熱器，電感性負載比如可W是發(fā)電 機或電動機，比如化DC、步進電機、單相或多相電機、電磁閥，而電容性負載的例子比如可W 是超級電容，其比如用于存儲電能。
【附圖說明】
[0023] 本發(fā)明下面借助多個實施例并參照附圖來進一步解釋。具體在此：
[0024] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種裝置10的示例基本構(gòu)造，其具有作為耗電器的一個 單獨的L邸鏈11，
[0025] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種裝置10的示例基本構(gòu)造，其具有作為耗電器的一個 單獨的L邸鏈11和第一電阻R3，
[0026] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種調(diào)節(jié)電路10的示例基本構(gòu)造，其具有作為耗電器的 一個單獨的L邸鏈11和Ξ個控制通道W及Ξ個電流源I S3、IS4、IS8，
[0027] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種裝置的示例基本構(gòu)造，其具有作為耗電器的Ξ個LED 鏈11_1、11_2、11_3和Ξ個根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)電路10_1、10_2、10_3 W及故障探測裝置抑、顏 色傳感器MF和顏色調(diào)節(jié)器(FR)，
[0028] 圖5示出了隨著運行電壓化的變化在LED、調(diào)節(jié)電路10和電阻R4中功率轉(zhuǎn)換的示例 變化，
[0029] 圖6示出了在Ξ個電流源時隨著運行電壓化的變化在LED、調(diào)節(jié)電路10和電阻R4中 功率轉(zhuǎn)換的示例變化，
[0030] 圖7和8示出了該裝置的可選變型方案的電路，其具有僅Ξ個端子W給調(diào)節(jié)電路供 電并通過該調(diào)節(jié)電路把能量輸出到耗電器或四個功率提供模塊，
[0031] 圖9至12示出了與在圖1至8所示相對應的電路的不同例子，但具有歐姆負載12來 作為耗電器，
[0032] 圖13至16示出了與在圖1至8所示相對應的電路的不同例子，但具有電感性負載13 來作為耗電器，并具有續(xù)流二極管14W及具有過壓保護二極管15,其中二者都與電感性負 載13相關(guān)聯(lián)，W及
[0033] 圖17至20示出了與在圖1至8所示相對應的電路的不同例子，但具有電容性負載來 作為耗電器。
【具體實施方式】
[0034] 附圖僅示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的幾種可能的配置。根據(jù)本發(fā)明的可能性由前面 的說明和權(quán)利要求得到。
[0035] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種示例調(diào)節(jié)電路10。其具有兩個輸出端3、4W及針對每 個輸出端3、4的所屬電流源IS3、IS4，電流源通過調(diào)節(jié)器RG而被控制。該第一電流源IS3的電 流被直接傳導到該耗電器11的、在此情況下是Lm)鏈的第一端子5。該第二電流源IS4的電流 傳導通過該電阻R4,并在那里形成一個電壓降。輸出電壓化、化通過測量裝置MU3、MU4被探測， 并作為測量值被輸送給該調(diào)節(jié)器RG。同樣電流l3、I述過另外兩個測量裝置Ml3、Ml4被探測， 并同樣作為測量值被輸送給該調(diào)節(jié)器RG。功率P3、P述過功率測量裝置MP3、MP4而被探測，并 作為測量值被輸送給該調(diào)節(jié)器RG。
[0036] 同樣該運行電壓化通過測量裝置Μ化而被探測，并作為測量值輸送給該調(diào)節(jié)器RG。 并不是所有運些測量值對于成功實施都是所需的。在此僅應體現(xiàn)運種可能性。一個溫度測 量裝置測量溫度Τ，并將其提供給該調(diào)節(jié)器RG。該調(diào)節(jié)器RG借助測量值來進行控制，并必要 時借助外部獲得的控制設定、在此是給定值IsDll、W及利用必要時存儲的和/或由此導出的 量來控制電流源IS3、IS4。
[0037] 在圖2的電路中，與圖1的電路相反而設置有另一電阻R3。
[0038] 圖3的電路與圖1的相反而具有另一輸出端8,該輸出端同樣通過一個外部電阻Rs 與該第一端子5相連。所屬的測量裝置MU8、Ml8、MP8把相應側(cè)測量值口8、118、1桐樣提供給該調(diào) 節(jié)器RG，該調(diào)節(jié)器完全控制該電流源。典型地該電阻Rs如此來選擇，使得其為該電阻R4值的 兩倍。
[0039] 圖4示出了用于RGB-Lm)照明的一種示例調(diào)節(jié)電路。根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)電路10_1、 10_2、10_3分別控制一種顏色的1^0鏈11_1、11_2、11_3。第二端子4_1、4_2、4_3分別通過外 部電阻R4_i、R4_2、R4_3與相應L邸鏈11_1、11_2、11_3的第一端子5_1、5_2、5_3相連接。相應的 第一端子3_1、3_2、3_3直接與相應L抓鏈相連接。該L抓鏈11_1、11_2、11_3的第二端子6_1、 6_2、6_3與該裝置10的接地端子2相連接。參照發(fā)生器RefG能夠從外部借助電流Iref_ext_i、 Iref_ext_2、Iref_ext_3來調(diào)節(jié)單個分裝置10_1、10_2、10_3的給定值（比如IsDll)。電流可W通過 Rref_l、Rref_2、Rref_3通過電壓設定而不是電流設定而被調(diào)節(jié)。控制器CTR控制整個裝置。該裝 置可W通過數(shù)據(jù)接口 ST來響應。該示例裝置擁有電壓源SUP，該電壓源提供為在該調(diào)節(jié)電路 10中使用的不可調(diào)的運行電壓化。顏色調(diào)節(jié)器FR從顏色傳感器MF獲得關(guān)于顏色組成W及福 射光強度的信息。所述信息由該顏色調(diào)節(jié)器FR轉(zhuǎn)換為分裝置10_1、10_