Brevet FR3102640A1 — publié le 20210430

L'invention présente un dispositif d'éclairage automobile (10) comprenant un régulateur de tension (1) avec une entrée de régulateur (11) et une sortie de tension régulée (13), un groupe d'éclairage contrôlé avec un pilote de lumière (4) et une pluralité de sources de lumière (2) et une unité d'élévation de tension (3) avec une entrée d'élévation de tension (31) et une sortie d'élévation de tension (32) configurée pour fournir une tension plus élevée que celle de la tension à l'entrée d'élévation de tension (31). Le groupe d'éclairage contrôlé est configuré pour être alimenté par la sortie de tension régulée (13) et le régulateur de tension (1) a une entrée auxiliaire (12) qui est connectée électriquement à la sortie d'élévation (32). Figure pour l'abrégé : figure 1 Dispositif d'éclairage automobile Cette invention est liée au domaine des dispositifs d'éclairage automobile, et plus particulièrement aux composants électroniques qu'ils contiennent. Dans certains appareils d'éclairage, il est nécessaire d'assurer la polarisation correcte des LED même lorsque la tension de la batterie est faible. Ce seuil de "basse tension" est en train d'être abaissé par les constructeurs automobiles. Un régulateur de tension est généralement utilisé pour assurer une tension constante dans les LED et le pilote de LED, mais ce régulateur de tension implique généralement une tension de coupure élevée. Cette tension de coupure élevée détermine le seuil minimum de basse tension que le système peut subir. Jusqu'à présent, la solution n'est pas d'accepter un seuil inférieur à celui que prévoit le régulateur linéaire. Cette invention tente de réduire la perte de tension du régulateur de tension linéaire de pointe et donc le seuil de basse tension nécessaire pour une polarisation correcte des LED. L'invention apporte une solution à ces problèmes au moyen d'un dispositif d'éclairage automobile. Les représentations préférées de l'invention sont définies ci-après. Sauf définition contraire, tous les termes (y compris les termes techniques et scientifiques) utilisés dans le présent document doivent être interprétés conformément aux usages de la profession. Il est également entendu que les termes d'usage courant doivent être interprétés comme étant usuels dans l'art concerné et non dans un sens idéalisé ou trop formel, sauf si cela est expressément défini dans le présent document. Dans ce texte, le terme "comprend" et ses dérivés (tels que "comprenant", etc.) ne doivent pas être compris dans un sens excluant, c'est-à-dire que ces termes ne doivent pas être interprétés comme excluant la possibilité que ce qui est décrit et défini puisse inclure d'autres éléments, étapes, etc. Dans un premier aspect inventif, l'invention fournit un dispositif d'éclairage automobile pour un véhicule automobile, le dispositif d'éclairage automobile comprenant : - un régulateur de tension avec une entrée de régulateur configurée pour être alimentée électriquement entre une source d'énergie et une connexion à la terre, le régulateur de tension comprenant une sortie de tension régulée ; - un groupe d'éclairage contrôlé, comprenant un pilote de lumière avec des bornes et une pluralité de sources lumineuses regroupées en groupes de sources lumineuses, chaque groupe de sources lumineuses étant connecté à l'une des bornes ; - une unité d'élévation de tension comprenant une entrée d'élévation configurée pour être alimentée électriquement entre la source d'alimentation et la connexion à la terre, cette unité d'élévation comprenant en outre une sortie d'élévation configurée pour fournir une tension plus élevée que la tension de l'entrée d'élévation ; où - le pilote de lumière est configuré pour activer ou désactiver sélectivement un flux de courant dans au moins une borne ; - le groupe d'éclairage contrôlé est configuré pour être alimenté par la tension de sortie régulée - le régulateur de tension ayant une entrée auxiliaire étant connecté électriquement à la sortie d'élévation. L'unité d'élévation de tension augmente le niveau de tension à l'entrée auxiliaire, de sorte que la chute de tension provoquée par le régulateur de tension est au moins partiellement compensée par cette augmentation de tension. En conséquence, le résultat net de la chute de tension (la différence entre la tension à la sortie du régulateur de tension et la tension à l'entrée du régulateur de tension) est beaucoup plus faible que dans les appareils de pointe. Les sources lumineuses peuvent être regroupées en groupes de sources lumineuses ou être connectées individuellement à l'une des bornes du pilote. Dans ce dernier cas, le groupe de sources lumineuses comprendrait une seule source lumineuse. L'unité d'élévation peut être physiquement disposée dans le régulateur de tension ou à l'extérieur de celui-ci. Dans certains modes de réalisation particuliers, l'unité d'élévation comprend au moins un générateur de modulation de largeur d'impulsion agencé pour commuter un dispositif électronique à semi-conducteur, et au moins un condensateur agencé en parallèle avec le dispositif électronique à semi-conducteur. Il existe plusieurs types d'unités d'élévation de tension pour augmenter la tension entre l'entrée et la sortie de l'élévateur. Certains d'entre eux peuvent inclure un élément de modulation de largeur d'impulsion pour commuter un dispositif à semi-conducteur. Dans certains modes de réalisation particuliers, l'unité d'élévation est une pompe de charge et dans d'autres modes de réalisation particuliers, l'unité d'élévation est un convertisseur DC/DC. Tous ces exemples sont valables pour le dispositif d'éclairage de l'invention. Dans certaines réalisations particulières, le régulateur de tension comprend un circuit de polarisation avec au moins un dispositif électronique à semi-conducteur et l'entrée auxiliaire est agencée pour alimenter électriquement le circuit de polarisation. Le circuit de polarisation du régulateur de tension est la principale cause de la chute de tension. En alimentant ce circuit de polarisation avec la tension élevée de l'unité élévatrice, cette chute de tension est compensée, ce qui permet d'obtenir une chute de tension nette minimale. Dans certains modèles, le circuit d'attaque de la lumière est placé en série avec les sources lumineuses par rapport au régulateur de tension, de telle sorte que le circuit d'attaque de la lumière est disposé entre le régulateur de tension et les sources lumineuses. Ce dispositif est un dispositif de source de courant, dans lequel le pilote reçoit le courant du régulateur de tension et alimente ensuite les sources lumineuses. Dans certains modèles, le pilote de lumière est placé en série avec les sources lumineuses par rapport au régulateur de tension, de telle sorte que les sources lumineuses sont disposées entre le régulateur de tension et le pilote de lumière. Il s'agit d'un dispositif de puits de courant, où le pilote reçoit le courant du régulateur de tension et alimente ensuite les sources lumineuses. Dans certaines réalisations particulières, le pilote de lumière est un pilote multicanal. Ce pilote multicanal est utile lorsqu'il y a une grande quantité de sources lumineuses qui doivent être contrôlées. Dans certaines réalisations particulières, le régulateur de tension est un régulateur linéaire. Ces régulateurs de tension permettent un contrôle précis de la quantité de tension, en suivant les instructions reçues du pilote de contrôle, qui calcule la température idéale qui fournit une valeur de sortie de tension appropriée pour le pilote de lumière et les sources lumineuses. Dans certains cas particuliers, les sources de lumière sont des sources de lumière à semi-conducteurs, comme les LED. Le terme "état solide" fait référence à la lumière émise par l'électroluminescence à l'état solide, qui utilise des semi-conducteurs pour convertir l'électricité en lumière. Par rapport à l'éclairage à incandescence, l'éclairage à l'état solide crée de la lumière visible avec une production de chaleur et une dissipation d'énergie réduites. La masse généralement faible d'un dispositif d'éclairage électronique à l'état solide offre une plus grande résistance aux chocs et aux vibrations que les tubes/ampoules en verre cassant et les longs et fins fils de filament. Ils éliminent également l'évaporation des filaments, ce qui peut augmenter la durée de vie du dispositif d'éclairage. Quelques exemples de ces types d'éclairage comprennent les diodes électroluminescentes (DEL) à semi-conducteurs, les diodes électroluminescentes organiques (DELO) ou les diodes électroluminescentes polymères (DELP) comme sources d'éclairage plutôt que les filaments électriques, le plasma ou le gaz. Pour compléter la description et pour permettre une meilleure compréhension de l'invention, un ensemble de dessins est fourni. Ces dessins font partie intégrante de la description et illustrent une réalisation de l'invention, qui ne doit pas être interprétée comme limitant la portée de l'invention, mais simplement comme un exemple de la manière dont l'invention peut être réalisée. Les dessins comprennent les figures suivantes : montre un schéma électrique général d'un dispositif d'éclairage automobile selon l'invention. montre un schéma alternatif d'un autre dispositif d'éclairage automobile selon l'invention. et montrent un schéma alternatif d'un autre dispositif d'éclairage automobile selon l'invention. montre un dispositif d'éclairage automobile selon l'invention installé dans un véhicule automobile Dans ces chiffres, les numéros de référence suivants ont été utilisés : 1 Régulateur de tension 11 Contribution du régulateur 12 Entrée auxiliaire 13 Tension de sortie régulée 2 Sources de lumière 3 Unité d'élévation 31 Entrée d'élévation 32 Sortie d'élévation 33 Unité de modulation de largeur d'impulsion 34 Transistor 35 Condensateur 4 Pilote de lumière 40 Bornes du pilote de lumière 5 Source d'alimentation 6 Connexion à la terre 10 Dispositif d'éclairage automobile 100 Véhicule automobile Les exemples de réalisation sont décrits de manière suffisamment détaillée pour permettre à ceux qui ont des compétences ordinaires dans cet art de réaliser et de mettre en œuvre les systèmes et les processus décrits ici. Il est important de comprendre que les réalisations peuvent être fournies sous de nombreuses formes alternatives et ne doivent pas être interprétées comme étant limitées aux exemples présentés ici. En conséquence, bien que la réalisation puisse être modifiée de diverses manières et prendre diverses formes alternatives, des réalisations spécifiques de celle-ci sont montrées dans les dessins et décrites en détail ci-dessous à titre d'exemple. Il n'y a pas d'intention de se limiter aux formes particulières divulguées. Au contraire, toutes les modifications, équivalents et alternatives entrant dans le champ d'application de l’invention doivent être inclus. montre un schéma électrique général d'un dispositif d'éclairage automobile selon l'invention. Ce dispositif d'éclairage automobile comprend : - un régulateur de tension 1 ; - un groupe d'éclairage contrôlé, comprenant un circuit de commande de lumière 4 avec des bornes 40 et une pluralité de DEL 2, chaque branche de DEL étant connectée à l'une des bornes 40 ; et - une unité de renforcement 3. Le régulateur de tension 1 est un régulateur de tension linéaire et comprend une entrée de régulateur 11 configurée pour être alimentée électriquement entre une source de courant 5 et une connexion à la terre 6. Le régulateur de tension 1 comprend en outre une sortie de tension régulée 13, qui est agencée pour alimenter électriquement le groupe d'éclairage contrôlé. L'unité d'élévation 3 comprend une entrée d'élévation 31 configurée pour être alimentée électriquement entre la source d'énergie 5 et la connexion à la terre 6. Cette unité élévatrice 3 comprend en outre une sortie élévatrice 32 configurée pour fournir une tension plus élevée que la tension de l'entrée élévatrice 11. Ainsi, ce circuit est chargé de fournir une tension élévatrice (à partir de la tension de la batterie) au régulateur de tension 1 afin d'obtenir une chute de tension nette plus faible dans ce régulateur de tension 1. Pour ce faire, le régulateur de tension 1 dispose d'une entrée auxiliaire 12 qui est reliée électriquement à la sortie élévatrice 32. Le régulateur de tension 1 est destiné à régler la tension à un niveau suffisant pour polariser les branches des LED et le multicanal, mais si aucune unité d'élévation 3 n'était présente dans le dispositif d'éclairage, une tension de batterie avec une tension suffisamment élevée serait nécessaire, pour compenser la chute au niveau du régulateur de tension 1. Le pilote de LED 4 est un pilote de LED multicanal, et est chargé de fixer le courant à travers les LEDs 2, en étant capable d'activer ou de désactiver sélectivement le flux de courant dans au moins un terminal 40. Ce pilote 4 est également capable de fournir des capacités de communication, de commutation, de gestion des défauts et de gestion de la récupération. Dans l'exemple illustré sur cette figure, le circuit d'attaque 4 est disposé en série avec les DEL 2 par rapport au régulateur de tension 1, de telle sorte que le circuit d'attaque 4 est disposé entre le régulateur de tension 1 et les DEL 2. montre un schéma alternatif d'un dispositif d'éclairage automobile différent selon l'invention. Dans la réalisation de , le circuit d'attaque 4 était disposé en série avec les sources lumineuses 2 par rapport au régulateur de tension 1, de telle sorte que le circuit d'attaque 4 soit disposé entre le régulateur de tension 1 et les sources lumineuses 2. Dans cette représentation de , le circuit d'attaque 4 est disposé en série avec les sources lumineuses 2 par rapport au régulateur de tension 1, de telle sorte que les sources lumineuses 2 sont disposées entre le régulateur de tension 1 et le circuit d'attaque 4. et montrent des exemples particuliers d'une unité d'élévation 3 incluse dans un dispositif d'éclairage selon l'invention. présente un exemple de pompe de charge qui peut être utilisée comme une unité d'élévation 3. Cette pompe de charge comprend une paire d'unités de modulation de largeur d'impulsion 33 pour commuter une paire de transistors 34. Les condensateurs 35 sont disposés de telle sorte que la tension à la sortie de l'élévateur 32 est supérieure à la tension à l'entrée de l'élévateur 31. présente un exemple de convertisseur DC/DC qui peut être utilisé comme unité d'appoint 3. Ce convertisseur DC/DC comprend une unité de modulation de largeur d'impulsion 33 pour commuter un MOSFET 34. Le condensateur 35 est disposé de telle manière que la tension de la sortie élévatrice 32 est supérieure à la tension de l'entrée élévatrice 31. montre un dispositif d'éclairage automobile 10 selon l'invention installé dans un véhicule automobile 100. Ce dispositif d'éclairage automobile 10 contrôle le fonctionnement d'une grande quantité de LED 2 avec un seuil minimum de tension de batterie. En conséquence, les performances des LED 2 peuvent être optimisées pour un plus grand nombre de paramètres de fonctionnement. Dispositif d'éclairage automobile (10) pour un véhicule automobile (100), le dispositif d'éclairage automobile (10) comprenant : - un régulateur de tension (1) avec une entrée de régulateur (11) configurée pour être alimentée électriquement entre une source d'alimentation (5) et une connexion à la terre (6), le régulateur de tension (1) comprenant une sortie de tension régulée (13) ; - un groupe d'éclairage contrôlé, comprenant un pilote de lumière (4) avec des bornes (40) et une pluralité de sources de lumière (2) regroupées en groupes de sources de lumière, chaque groupe de sources de lumière étant connecté à l'une des bornes (40) ; - une unité d'élévation de tension (3) comprenant une entrée d'élévation de tension (31) configurée pour être alimentée électriquement entre la source d'alimentation (5) et la connexion à la terre (6), cette unité élévatrice de tension (3) comprenant en outre une sortie d'élévation de tension (32) configurée pour fournir une tension plus élevée que la tension de l'entrée d'élévation de tension (31) ; dans lequel - le pilote de lumière (4) est configuré pour activer ou désactiver sélectivement un flux de courant dans au moins une borne (40) ; - le groupe d'éclairage contrôlé est configuré pour être alimenté par la sortie de tension régulée (13) - le régulateur de tension (1) ayant une entrée auxiliaire (12) étant connectée électriquement à la sortie d'élévation (32). Dispositif d'éclairage automobile (10) selon la revendication 1, dans lequel l'unité d'élévation (3) comprend au moins un générateur de modulation de largeur d'impulsion (33) agencé pour commuter un dispositif électronique à semi-conducteur (34), et au moins un condensateur (35) agencé en parallèle avec le dispositif électronique à semi-conducteur (34). Dispositif d'éclairage automobile (10) selon la revendication 2, dans lequel l'unité d'élévation (3) est une pompe de charge. Dispositif d'éclairage automobile (10) selon la revendication 2, dans lequel l'unité d'élévation (3) est un convertisseur DC/DC. Dispositif d'éclairage automobile (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le régulateur de tension (1) comprend un circuit de polarisation (14) avec au moins un dispositif électronique à semi-conducteur et l'entrée auxiliaire est agencée pour alimenter électriquement le circuit de polarisation (14). Dispositif d'éclairage automobile (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le pilote de lumière (4) est situé en série avec les sources de lumière (2) par rapport au régulateur de tension (1), de telle sorte que le pilote de lumière (4) est disposé entre le régulateur de tension (1) et les sources de lumière (2). Dispositif d'éclairage automobile (10) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le pilote de lumière (4) est placé en série avec les sources de lumière (2) par rapport au régulateur de tension (1), de telle sorte que les sources de lumière (2) sont disposées entre le régulateur de tension (1) et le pilote de lumière (4). Dispositif d'éclairage automobile (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le pilote de lumière (4) est un pilote multicanal. Dispositif d'éclairage automobile (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le régulateur de tension (1) est un régulateur linéaire. Dispositif d'éclairage automobile (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les sources de lumière (2) sont des sources de lumière à semi-conducteurs, telles que des LED.