La présente divulgation concerne un dispositif de commande de multiples LEDs, c’est-à-dire des diodes électroluminescentes, contrôlées en courant.The present disclosure relates to a device for controlling multiple LEDs, i.e. light emitting diodes, controlled by current.
La présente divulgation relève du domaine des circuits électriques pour des véhicules automobiles et plus particulièrement un circuit de commande d’un éclairage comportant plusieurs sources lumineuses.The present disclosure relates to the field of electrical circuits for motor vehicles and more particularly a circuit for controlling lighting comprising several light sources.
La présente divulgation peut trouver une application pour un éclairage à l’extérieur d’un véhicule comme par exemple au niveau d’une poignée de portière. Un tel éclairage permet alors d’éclairer de nuit l’intérieur d’une poignée de porte pour faciliter sa préhension par un utilisateur. Des lumières de couleurs différentes peuvent par exemple être utilisées à l’ouverture et à la fermeture du véhicule.The present disclosure may find an application for lighting on the exterior of a vehicle, such as at the level of a door handle. Such lighting then makes it possible to illuminate the interior of a door handle at night to make it easier for a user to grip. Lights of different colors may, for example, be used when opening and closing the vehicle.
Dans une poignée de portière, peu de place est disponible pour loger plusieurs LEDs et leurs électroniques de commande. Pour limiter le nombre de composants, il est possible de choisir d’utiliser des LEDs non contrôlées en courant. Ceci conduit alors à une fluctuation importante de l’intensité lumineuse délivrée par chaque LED.In a door handle, there is little space available to accommodate several LEDs and their control electronics. To limit the number of components, it is possible to choose to use LEDs that are not current-controlled. This then leads to a significant fluctuation in the light intensity delivered by each LED.
Il est donc préférable d’avoir un contrôle en courant de chaque LED pour avoir un meilleur contrôle de l’intensité lumineuse. Pour ensuite aussi contrôler l’intensité lumineuse, il est connu d’avoir une modulation de type PWM (de l’anglais Pulse Width Modulation ou MLI en français pour Modulation de Largeur d’Impulsion). On utilise alors un signal de fréquence constante et de rapport cyclique variable.It is therefore preferable to have a current control of each LED to have a better control of the light intensity. To then also control the light intensity, it is known to have a PWM type modulation (from the English Pulse Width Modulation or MLI in French for Pulse Width Modulation). We then use a signal of constant frequency and variable duty cycle.
La présente divulgation a alors pour but de fournir un dispositif de commande d’un éclairage à plusieurs LEDs avec un contrôle en courant de chaque LED présentant un encombrement limité de manière à pouvoir être intégré dans un espace restreint tel l’intérieur d’une poignée de porte de véhicule. Ce dispositif permettra de préférence une maitrise d’une fonctionnalité PWM pour contrôler au mieux l’intensité lumineuse délivrée. Avantageusement, les délais à l’allumage et/ou à l’extinction de chaque LED seront aussi faibles que possible.The present disclosure therefore aims to provide a device for controlling lighting with several LEDs with current control of each LED having a limited footprint so as to be able to be integrated into a restricted space such as the inside of a vehicle door handle. This device will preferably allow control of a PWM functionality to best control the light intensity delivered. Advantageously, the delays in switching on and/or switching off each LED will be as short as possible.
Il est proposé un dispositif de commande d’au moins deux diodes électroluminescentes comportant pour chaque diode électroluminescente :
- une entrée destinée à recevoir un signal de commande pour ladite diode électroluminescente, et
- des moyens de contrôle en courant pour ladite diode électroluminescente.A device is proposed for controlling at least two light-emitting diodes comprising for each light-emitting diode:
- an input intended to receive a control signal for said light-emitting diode, and
- current control means for said light-emitting diode.
Selon la présente divulgation, chaque entrée destinée à recevoir un signal de commande est reliée par l’intermédiaire d’une diode respective à une entrée d’un même dispositif de régulation de tension,
le dispositif de régulation de tension comporte une sortie munie d’un commutateur contrôlé par un signal alimentant ledit dispositif de régulation de tension en entrée, et
les moyens de contrôle en courant d’une diode électroluminescente sont alimentés, d'une part, par le signal de commande reçu sur l’entrée correspondante du dispositif de commande, pour l’allumage/extinction de ladite diode électroluminescente et, d'autre part, par la tension en sortie du régulateur de tension.According to the present disclosure, each input intended to receive a control signal is connected via a respective diode to an input of the same voltage regulating device,
the voltage regulating device comprises an output provided with a switch controlled by a signal supplying said voltage regulating device at the input, and
the current control means of a light-emitting diode are supplied, on the one hand, by the control signal received on the corresponding input of the control device, for switching on/off said light-emitting diode and, on the other hand, by the voltage at the output of the voltage regulator.
Une structure en diabolo est donc proposée ici. D’un côté d’un dispositif de régulation de tension, on vient regrouper les signaux d’alimentation des sources lumineuses et de l’autre côté de ce dispositif de régulation de tension, on effectue une redistribution à destination des sources lumineuses.A diabolo structure is therefore proposed here. On one side of a voltage regulation device, the power supply signals of the light sources are grouped together and on the other side of this voltage regulation device, a redistribution is carried out to the light sources.
Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :The features set out in the following paragraphs may, optionally, be implemented, independently of each other or in combination with each other:
- le commutateur est un transistor de type MOSFET ;- the switch is a MOSFET type transistor;
- le dispositif de régulation de tension présente une capacité à son entrée, disposée entre l’entrée dudit dispositif de régulation de tension et les diodes respectives ;- the voltage regulating device has a capacitance at its input, arranged between the input of said voltage regulating device and the respective diodes;
- le dispositif de régulation de tension présente une capacité à sa sortie, en amont du commutateur ;- the voltage regulating device has a capacitance at its output, upstream of the switch;
- le dispositif de commande comporte en outre pour chaque diode électroluminescente un générateur de signal de type PWM, c’est-à-dire à modulation de largeur d’impulsion, relié à l’entrée correspondante destinée à recevoir un signal de commande.- the control device further comprises for each light-emitting diode a PWM type signal generator, i.e. pulse width modulation, connected to the corresponding input intended to receive a control signal.
Selon un autre aspect, il est proposé un système d’éclairage de poignée de portière de véhicule automobile, comportant un capteur, par exemple un capteur de présence, un dispositif de commande et au moins une diode électroluminescente, ledit système comportant au moins deux diodes électroluminescentes, et le dispositif de commande étant un dispositif tel que décrit ci-dessus. Dans un tel système d’éclairage, les diodes électroluminescentes émettent par exemple des lumières de couleurs différentes.According to another aspect, there is provided a motor vehicle door handle lighting system, comprising a sensor, for example a presence sensor, a control device and at least one light-emitting diode, said system comprising at least two light-emitting diodes, and the control device being a device as described above. In such a lighting system, the light-emitting diodes emit for example lights of different colors.
Selon un autre aspect, il est proposé un véhicule automobile comportant un système d’éclairage tel que décrit ci-dessus.According to another aspect, there is provided a motor vehicle comprising a lighting system as described above.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :Other features, details and advantages will become apparent upon reading the detailed description below, and upon analysis of the attached drawings, in which:
Il est maintenant fait référence à la
Chaque diode électroluminescente LED_i est commandée par un signal de commande SC_i, c’est-à-dire ici SC_1, SC_2 et SC_3. Ce signal est par exemple commandé par une unité de commande électronique, connue sous le nom ECU, en fonction d’évènements tels notamment des signaux reçus de capteurs : capteurs de présence, capteur de luminosité, etc. .Each light-emitting diode LED_i is controlled by a control signal SC_i, i.e. here SC_1, SC_2 and SC_3. This signal is for example controlled by an electronic control unit, known as ECU, according to events such as signals received from sensors: presence sensors, brightness sensors, etc.
Chacun des signaux SC_i est appliqué à une entrée E_i : ce signal est alors transmis directement à un ensemble formé par la diode électroluminescente LED_i correspondante et à son dispositif de contrôle de courant ACC_i. Chaque signal SC_i est aussi transmis après passage dans une diode D_i à un dispositif de régulation de tension REG commun (ou unique) à tout le système de commande.Each of the SC_i signals is applied to an input E_i: this signal is then transmitted directly to a set formed by the corresponding light-emitting diode LED_i and its current control device ACC_i. Each SC_i signal is also transmitted after passing through a diode D_i to a voltage regulation device REG common (or unique) to the entire control system.
Le dispositif de régulation de tension REG possède une unique entrée qui reçoit une superposition des signaux SC_i après leur passage respectif par les diodes D_i. Ainsi, si l’un des signaux SC_i est actif, c’est-à-dire qu’il correspond à une commande d’allumage d’une diode électroluminescente LED_i, alors la diode D_i correspondante est passante, et un signal actif est appliqué en entrée du dispositif de régulation de tension REG. Par contre, si aucun signal SC_i n’est actif, c’est-à-dire que les commandes pour chaque diode électroluminescente LED_i correspondent à une extinction de la diode électroluminescente correspondante, alors aucun signal n’est appliqué en entrée du dispositif de régulation de tension REG.The voltage regulation device REG has a single input that receives a superposition of the signals SC_i after their respective passage through the diodes D_i. Thus, if one of the signals SC_i is active, i.e. it corresponds to a command to turn on a light-emitting diode LED_i, then the corresponding diode D_i is conductive, and an active signal is applied to the input of the voltage regulation device REG. On the other hand, if no signal SC_i is active, i.e. the commands for each light-emitting diode LED_i correspond to turning off the corresponding light-emitting diode, then no signal is applied to the input of the voltage regulation device REG.
On remarque sur la
On remarque qu’une capacité C1 est connectée en entrée du dispositif de régulation de tension REG. Cette capacité est dimensionnée de telle sorte que le dispositif de régulation de tension REG soit alimenté sans interruption, notamment lorsqu’il reçoit en entrée un signal alternatif.It is noted that a capacitor C1 is connected to the input of the voltage regulation device REG. This capacitor is sized so that the voltage regulation device REG is supplied without interruption, in particular when it receives an alternating signal as input.
On remarque aussi la présence d’une capacité C2 connectée à la sortie du dispositif de régulation de tension REG. Cette capacité C2 est dimensionnée en fonction des diodes électroluminescentes pour former une réserve d’énergie.We also note the presence of a capacitor C2 connected to the output of the voltage regulation device REG. This capacitor C2 is sized according to the light-emitting diodes to form an energy reserve.
Ce système de commande permet ainsi avec un unique dispositif régulateur de tension REG de commander efficacement une pluralité de diodes électroluminescentes LED_1, LED_2, …, LED_n. De manière classique, un signal de commande SC_i est généré pour chaque diode électroluminescente pour contrôler ces diodes électroluminescentes indépendamment les unes des autres, pouvoir en allumer une ou deux ou plus sans agir sur les autres par exemple. La superposition des signaux de commande, après passage de chaque signal de commande par une diode, est injectée en entrée du dispositif de régulation de tension REG. Ce nouveau signal de commande correspondant à la superposition des signaux de commande est utilisé pour la commande du commutateur SW. Lorsque ledit nouveau signal de commande est actif (au moins l’une des diodes est passante), le commutateur SW est fermé et la régulation de tension du dispositif de régulation de tension REG est disponible pour toutes les diodes électroluminescentes LED_i. Celles-ci étant par ailleurs commandées directement par un signal de commande SC_i qui leur est propre, chaque diode électroluminescente est alors pilotée individuellement et fonctionne avec à la fois un contrôle en tension et en courant.This control system thus makes it possible, with a single voltage regulator device REG, to efficiently control a plurality of light-emitting diodes LED_1, LED_2, …, LED_n. Conventionally, a control signal SC_i is generated for each light-emitting diode to control these light-emitting diodes independently of each other, to be able to light one or two or more without acting on the others for example. The superposition of the control signals, after each control signal has passed through a diode, is injected into the input of the voltage regulator device REG. This new control signal corresponding to the superposition of the control signals is used to control the switch SW. When said new control signal is active (at least one of the diodes is conductive), the switch SW is closed and the voltage regulation of the voltage regulator device REG is available for all the light-emitting diodes LED_i. These are also controlled directly by a specific SC_i control signal, each light-emitting diode is then driven individually and operates with both voltage and current control.
En résumé, la structure de la
Sur la
Sur cette figure à gauche, on remarque une alimentation AL_1 pour une première diode électroluminescente LED_1. Cette alimentation comporte une diode en série avec une résistance ainsi que deux capacités. Seule l’alimentation AL_1 est illustrée sur cette
On retrouve ici des diodes D_i avec i variant de 1 à n. On trouve sur le schéma de la
En sortie du dispositif de régulation de tension REG, le commutateur SW est représenté par un transistor de type MOSFET. Il est commandé par le signal correspondant à la superposition des signaux de commande appliqués aux entrées E_i après passage dans les diodes D_i. Ce composant permet une activation rapide et une désactivation rapide de chaque diode électroluminescente LED_i.At the output of the voltage regulator device REG, the switch SW is represented by a MOSFET transistor. It is controlled by the signal corresponding to the superposition of the control signals applied to the inputs E_i after passing through the diodes D_i. This component allows rapid activation and rapid deactivation of each light-emitting diode LED_i.
Lorsque le commutateur (transistor MOSFET) est commuté (commutateur fermé, donc passant) la régulation de tension opérée par le dispositif de régulation de tension REG vient coopérer avec chaque dispositif de contrôle de courant ACC_i qui assure à la fois l’activation et le contrôle de courant pour la diode électroluminescente LED_i correspondante. De même qu’une seule alimentation AL_1 est illustrée sur la
Alors que la
On retrouve sur la
On a tout d’abord (à l’extérieur des cadres F1, F2 et F3) une alimentation AL_i avec i variant de 1 à n. Cette alimentation fournit de préférence, pour chaque diode électroluminescente, un signal de commande de type PWM, c’est-à-dire à modulation de largeur d’impulsion. Ainsi, chaque signal de commande est composé d'une alternance d'un signal haut de courte durée et d'un signal bas de longue durée grâce à cette modulation de largeur d'impulsion.First of all (outside the frames F1, F2 and F3) we have a power supply AL_i with i varying from 1 to n. This power supply preferably provides, for each light-emitting diode, a PWM type control signal, i.e. pulse width modulation. Thus, each control signal is composed of an alternation of a short duration high signal and a long duration low signal thanks to this pulse width modulation.
Dans le cadre F1, une fonction « OU » est appliquée aux signaux de commande issus des alimentations AL_i. Cette fonction est réalisée électroniquement par les diodes D_i. Avec cette fonction, si un seul signal est actif alors la « réponse », ou signal résultant, est actif. La réponse est inactive seulement si tous les signaux en entrée sont inactifs.In frame F1, an "OR" function is applied to the control signals from the AL_i power supplies. This function is performed electronically by the D_i diodes. With this function, if only one signal is active then the "response", or resulting signal, is active. The response is inactive only if all input signals are inactive.
Le signal en sortie de la fonction « OU », d'une part, est appliqué en entrée du dispositif de régulation de tension REG et, d'autre part, vient commander le commutateur SW (cadre F2) qui permet une activation rapide et une désactivation rapide des diodes électroluminescentes LED_i.The output signal of the “OR” function, on the one hand, is applied to the input of the voltage regulation device REG and, on the other hand, controls the switch SW (frame F2) which allows rapid activation and rapid deactivation of the light-emitting diodes LED_i.
Lorsque le commutateur SW est fermé, la tension de régulation VRef du dispositif de tension de régulation REG vient coopérer avec les dispositifs de contrôle de courant ACC_i pour assurer que les diodes électroluminescentes délivrent l’intensité lumineuse voulue.When the SW switch is closed, the regulation voltage VRef of the regulation voltage device REG cooperates with the current control devices ACC_i to ensure that the light-emitting diodes deliver the desired light intensity.
Comme évoqué, un tel dispositif de commande est plus particulièrement destiné à un dispositif d’éclairage dans le domaine automobile, pour un éclairage extérieur du véhicule, comme par exemple une poignée de portière. La
Le (ou les) capteur(s) 11 permet(tent) de commander l’éclairage dans certaines conditions prédéfinies. L’utilisation d’un capteur de luminosité peut être par exemple utilisé pour éviter d’allumer le dispositif d’éclairage en plein jour. Un récepteur de télécommande peut être utilisé pour commander le type d’éclairage souhaité : en fonction du bouton utilisé sur la télécommande, la lumière peut être d’une couleur ou d’une autre, en allumage progressif, en mode clignotant, etc. . Le capteur 11 peut aussi être un capteur de présence capacitif qui détecte par exemple l’approche d’un utilisateur, ou plus précisément de sa main. Bien entendu, comme suggéré, plusieurs capteurs peuvent être utilisés et l’éclairage commandé se fera en fonction des informations reçues par les multiples capteurs.The sensor(s) 11 allow(s) to control the lighting under certain predefined conditions. The use of a brightness sensor can be used for example to avoid turning on the lighting device in broad daylight. A remote control receiver can be used to control the desired type of lighting: depending on the button used on the remote control, the light can be one color or another, in progressive lighting, in flashing mode, etc. The sensor 11 can also be a capacitive presence sensor which detects for example the approach of a user, or more precisely of his hand. Of course, as suggested, several sensors can be used and the lighting controlled will be done according to the information received by the multiple sensors.
Le système de commande décrit ci-dessus permet de commander plusieurs diodes électroluminescentes (au moins deux, voire plus de trois) indépendamment les unes des autres. La structure proposée permet un encombrement réduit ce qui permet d’utiliser un éclairage multiple dans un volume restreint et notamment dans une poignée de portière d’une longueur d’environ 10 cm, de quelques centimètres de hauteur et de faible épaisseur.The control system described above allows several light-emitting diodes (at least two, or even more than three) to be controlled independently of each other. The proposed structure allows for a reduced footprint, which makes it possible to use multiple lighting in a restricted volume and in particular in a door handle with a length of approximately 10 cm, a few centimetres in height and a small thickness.
Le système de commande d’au moins deux sources lumineuses (LED ou diode électroluminescente) comporte un unique dispositif de régulation de tension, commun pour toutes les diodes électroluminescentes. Un signal de commande propre à chaque source lumineuse passe par une diode et les signaux obtenus sont regroupés en entrée du dispositif de régulation de tension. Les diodes permettent d’alimenter en courant le dispositif de régulation de tension lorsqu’au moins l’un des signaux de commande n’est pas à zéro. Le commutateur en sortie du dispositif de régulation de tension est contrôlé par le signal d’entrée du dispositif de régulation de tension.The control system of at least two light sources (LED or light-emitting diode) comprises a single voltage regulation device, common to all light-emitting diodes. A control signal specific to each light source passes through a diode and the signals obtained are grouped at the input of the voltage regulation device. The diodes make it possible to supply current to the voltage regulation device when at least one of the control signals is not at zero. The switch at the output of the voltage regulation device is controlled by the input signal of the voltage regulation device.
Dans le cas d’un signal de commande de type PWM (c’est-à-dire à modulation de largeur d’impulsion), ledit signal est composé d’un signal haut alterné de courte durée et d’un signal bas de longue durée. Dans la forme de réalisation préférée avec une capacité (condensateur) en entrée du dispositif de régulation de tension, ledit dispositif est alimenté sans interruption même lorsqu’il reçoit un signal alternatif.In the case of a PWM (i.e. pulse width modulation) type control signal, said signal is composed of a short-duration alternating high signal and a long-duration low signal. In the preferred embodiment with a capacitance (capacitor) at the input of the voltage regulation device, said device is supplied without interruption even when it receives an alternating signal.
La forme de réalisation avec un commutateur de type transistor MOSFET est avantageuse car la présence de ce transistor MOSFET permet de déconnecter les moyens de contrôle en courant des diodes électroluminescentes du régulateur de tension lorsque le signal de commande passe à l’état bas (durant la modulation de largeur d’impulsion). La structure proposée permet avantageusement de ne plus tirer de courant du régulateur de tension. Ce dernier peut alors continuer à fonctionner grâce à la réserve des condensateurs C1 et C2. Quand la tension d’entrée du modulateur de largeur d’impulsion remonte au cycle suivant, le régulateur de tension ne présente pas de délai d’allumage car il est déjà en fonctionnement. Un tel délai d’allumage fausserait la luminosité attendue, particulièrement pour des modulations de largeur d’impulsion de faible rapport cyclique.The embodiment with a MOSFET transistor type switch is advantageous because the presence of this MOSFET transistor makes it possible to disconnect the current control means of the light-emitting diodes from the voltage regulator when the control signal goes to the low state (during the pulse width modulation). The proposed structure advantageously makes it possible to no longer draw current from the voltage regulator. The latter can then continue to operate thanks to the reserve of capacitors C1 and C2. When the input voltage of the pulse width modulator rises again in the following cycle, the voltage regulator does not have a turn-on delay because it is already operating. Such a turn-on delay would distort the expected brightness, particularly for pulse width modulations with a low duty cycle.
On remarque que le temps de réponse des diodes est en général très rapide (inférieur par exemple à 50 ns (soit 5 10EXP-8 s)) par rapport à une période de modulation de largeur d’impulsion (de l’ordre de la milliseconde soit 1*10EXP-3 s). L’impact de ce temps de réponse sur la modulation est donc vraiment marginal.It is noted that the response time of the diodes is generally very fast (less than 50 ns for example (i.e. 5 10EXP-8 s)) compared to a pulse width modulation period (of the order of a millisecond, i.e. 1*10EXP-3 s). The impact of this response time on the modulation is therefore really marginal.
La présente divulgation ne se limite pas aux exemples de réalisation et aux applications décrits ci-avant, seulement à titre d’exemples non limitatifs, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l’homme de l’art dans le cadre de la protection recherchée.This disclosure is not limited to the examples of embodiment and applications described above, only as non-limiting examples, but it encompasses all the variants that a person skilled in the art may envisage within the framework of the protection sought.
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| FR2305963 | 2023-06-13 | ||
| FR2305963AFR3149951A1 (en) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | Device for controlling multiple current-controlled LEDs |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| US20040179367A1 (en)* | 2003-03-14 | 2004-09-16 | Hitoshi Takeda | Vehicular lamp |
| US20160302267A1 (en)* | 2015-04-07 | 2016-10-13 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Lighting circuit |
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