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Title:
LIGHT SOURCE AND METHOD FOR PRODUCING THE LIGHT SOURCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/124831
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a light source (1) and a method for producing said light source, for integration in a headlight having a circuit board (3), on which at least one light diode (LED) (2) and a converter unit (5) for supplying power to the LED (2) are arranged, wherein the converter unit (5) and the at least one LED (2) are designed as surface-mounted components (surface-mounted device, SMD) and the converter unit (5) has one or a plurality of buck converters.

Inventors:
AUSTERER MAXIMILIAN (AT)
KÖLLNER WOLFGANG (AT)
Application Number:
PCT/EP2014/052058
Publication Date:
August 21, 2014
Filing Date:
February 03, 2014
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
International Classes:
H05B44/00
Domestic Patent References:
WO2002062623A22002-08-15
Foreign References:
EP2085686A12009-08-05
US20100109859A12010-05-06
EP1395091A12004-03-03
US20100244691A12010-09-30
Other References:
MAXIM INTEGRATED PRODUCTS: "Integrated 8-Channel LED Driver with Switch-Mode Boost and SEPIC Controller", 31 August 2009 (2009-08-31), XP055120039, Retrieved from the Internet [retrieved on 20140526]
THE BERGQUIST COMPANY: "Thermal Management For LED Applications Solutions Guide", 20 April 2007 (2007-04-20), XP055120329, Retrieved from the Internet [retrieved on 20140527]
NXP SEMICONDUCTORS: "Fully integrated and flexible LED driver for automotive lighting", 30 November 2010 (2010-11-30), XP055120040, Retrieved from the Internet [retrieved on 20140526]
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Claims:
Patentansprüche

1. Lichtquelle (1) zur Integration in einem Scheinwerfer mit einer Leiterplatte (3) , auf der zumindest eine Leuchtdiode (LED) (2) und eine Konverter-Einheit (5) zur Stromversorgung der LED (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kon¬ verter-Einheit (5) und die zumindest eine LED (2) als ober¬ flächenmontierte Bauelemente ( surface-mounted device, SMD) ausgeführt sind, wobei die Konverter-Einheit (5) einen oder mehrere Tiefsetzsteller aufweist. 2. Lichtquelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede LED (2) eine Versorgungsspannung aufweist, welche gleich oder kleiner einer Versorgungsspannung der Konverter-Einheit (5) ist.

3. Lichtquelle (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Konverter-Einheit (5) mehrere Tiefsetzsteller aufweist und als Integrationssatz (System-in-Package, SiP) ausgeführt ist.

4. Lichtquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte (3) eine Parallel- Schaltung mehrerer LEDs (2) angeordnet und mit der Konverter-Einheit (5) verbunden ist.

5. Lichtquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (3) ein thermisches Substrat, bevorzugt eine Metallkernleiterplatte, insbesondere mit Aluminium- oder Kupferkern (11), ist.

6. Lichtquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der LED (2) gegenüberliegenden Seite (11) eine Kühleinrichtung (12), bevorzugt ein Kühlblech (13) oder ein Druckgusskörper, mit der Leiterplatte (3) ver- bunden, insbesondere verschweißt, ist.

7. Lichtquelle (1) nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (12) aus demselben Material besteht wie ein Metallkern (11) der Leiterplatte (3) .

8. Lichtquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Konverter-Einheit (5) mit einer Schnittstelle (15) zur Übertragung von Diagnose- und/oder Steuerdaten verbunden ist, welche bevorzugt als Ein- draht-Schnittstelle, insbesondere als Local Interconnect Network (LIN) -Schnittstelle (15), ausgeführt ist.

9. Lichtquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass gemeinsam mit der Konverter-Einheit (5) und der zumindest einen LED (2) ein Binning-Kodierelement , ins¬ besondere ein Binningkodierwiderstand (28), auf der Leiterplatte (3) angeordnet ist.

10. Lichtquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messwiderstand (25) zur Messung eines LED-Stroms in Reihe mit zumindest einer LED (2), vorzugsweise zwischen der LED (2) und Masse (30), geschaltet ist.

11. Verfahren zur Herstellung einer Lichtquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei an¬ sonsten gleichem Aufbau der Lichtquelle (1) die Anzahl und Position der mit der Leiterplatte (3) verbundenen LEDs (2) konfiguriert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine LED (2) durch Reflow-Löten mit der Leiterplatte (3) verbunden wird. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Binning-Kodierelement, insbesondere ein Binningko¬ dierwiderstand (28), in Abhängigkeit des Binnings der LEDs (2) ausgewählt und bestückt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Binning-Einstellung in Abhängigkeit des Binnings der LEDs (2) in einem Logikbaustein (16) gespeichert wird.

Description:
Beschreibung

Lichtquelle und Verfahren zur Herstellung der Lichtquelle Die Erfindung betrifft eine Lichtquelle zur Integration in einem Scheinwerfer mit einer Leiterplatte, auf der zumindest eine Leuchtdiode (LED) und eine Konverter-Einheit zur Stromversorgung der LED angeordnet sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Lichtquelle. Derartige Lichtquellen finden insbesondere im KFZ-Bereich bei Scheinwerfern für Hauptlicht- oder Signallichtfunktionen immer mehr Anwendungen und werden typischerweise mit optischen Elementen, wie Reflektoren, Projektoren und Lichtleitern kombiniert . Ein herkömmlicher, in der Praxis verwendeter LED-Hauptscheinwerfer verfügt beispielsweise über ein oder mehrere LED-Module und zur Stromversorgung der LEDs mit einem Konstantstrom über ein oder mehrere abgesetzte elektronische Vorschaltgeräte . Die Verbindung der LED-Module mit den Vorschaltgeräten erfolgt mittels Steck- und Kabelverbindung. Da zur Ansteuerung der LEDs pulsweitenmodulierte Signale verwendet werden, strahlen die hierfür nötigen Leitungen in einem Bereich ab, der bei elektrischen oder elektronischen Geräten in der Umgebung zu Störungen führen kann. Dieses Problem wird üblicherweise mithilfe von Ausgangsfiltern im Steuergerät bekämpft, was jedoch zu Einschränkungen bei kleinen Tastverhältnissen führt, da diese durch die Filterelemente nach unten begrenzt sind. Außerdem führt der in abgesetzten Steuergeräten notwendige Einsatz von Aufwärts- und Abwärtswandlern zu einem schlechten Wirkungsgrad des Steuergeräts und erfordert einen entsprechend großen Kühlkörper. Ein LED-Hauptscheinwerfer stellt somit höhere Anforderungen an den internen Kabelbaum und benötigt außerdem einen größeren Bauraum als beispielsweise herkömmliche Halogen-Hauptschein ¬ werfer . Die Integration einer Konverter-Einheit und zumindest einer LED auf einer gemeinsamen Leiterplatte hat den Vorteil, dass kein eigenes, von einem LED-Modul abgesetztes Steuergerät verwendet werden muss, und sie vereinfacht somit die Anwendung, d.h. sowohl die Konzeption des Scheinwerfers als auch die Montage der Lichtquelle, und verringert oder vermeidet elektromagnetische Abstrahlungen. Es sind beispielsweise Lichtquellen bekannt, die aus vollständig abgeschlossenen, standardisierten Modulen bestehen und nach außen eine definierte thermische, elektrische und optische Schnittstelle zur Verfügung stellen. Hierbei wird eine nachteilige Beschränkung der gestalterischen Freiheit hinsichtlich optischen und thermischen Eigenschaften in Kauf genommen, um eine maximale Austauschbarkeit und Standardisierung zu erzielen.

Bei den bekannten Lichtquellen sind vier oder mehr LEDs in Serie geschaltet und von einem gemeinsamen Spannungswandler, z.B. einem SEPIC-Spannungswandler (SEPIC - Single Ended Primary Inductance Converter) , versorgt, welcher die verfügbare

Bordnetzspannung entsprechend hoch- und tiefsetzstellt ; die LEDs sind dabei als Chip-on-board-Module ausgeführt. Beide Maßnahmen senken die Herstellungskosten der standardisierten Lichtquelle, aber insbesondere der Spannungswandler zum Hochsetzstellen erfordert aufgrund der schlechten Energieeffizienz eine relativ aufwendige bzw. voluminöse Kühlung.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine kompaktere Lichtquelle zu schaffen, die außerdem eine variable Bestückung mit LEDs zulässt.

Diese Aufgabe wird bei einer Lichtquelle der eingangs angeführten Art dadurch gelöst, dass die Konverter-Einheit und die zumindest eine LED als oberflächenmontierte Bauelemente ( surface-mounted device, SMD) ausgeführt sind, wobei die Konverter-Einheit einen oder mehrere Tiefsetzsteller aufweist. Insbesondere sind sämtliche Konverter-Schaltungen der Konverter-Einheit Tief ¬ setzsteller. Eine derartige Lichtquelle zeichnet sich durch besonders wenig Verlustwärme in der Spannungswandlung aus, da bloße Tiefsetzsteller eine höhere elektrische Effizienz als jeder andere Schaltreglertyp aufweisen. Somit kann eine ein ¬ fachere und kompaktere Kühlung verwendet werden. Außerdem kann die Lichtquelle aufgrund der als SMD-Bauteile vorgesehenen LEDs und Konverter-Einheiten während der Herstellung ohne Änderungen an der Leiterplatte flexibel an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden. Beispielsweise kann die Bestückung mit LEDs gegenüber einer Vollbestückung der Leiterplatte reduziert sein und/oder es können die bestückten Positionen passend gewählt werden. Insgesamt ergibt sich somit eine wesentlich flexiblere und kompaktere und somit noch einfacher integrierbare und universell einsetzbare Lichtquelle, welche ein geringes Ge- samtgewicht aufweist und deren Einbau mit einem minimalen

Verkabelungsaufwand verbunden ist. Durch die Partitionierung der Systemfunktionen werden außerdem eine größtmögliche Wiederverwendung der Komponenten in unterschiedlichen Applikationen und somit Skaleneffekte erzielt. Die LED-Konfiguration sollte vorteilhafterweise so gewählt sein, dass jede LED eine Versorgungsspannung aufweist, welche gleich oder kleiner einer Versorgungsspannung der Konverter-Einheit ist. Bei einer typischen Bordnetzspannung von 6 bis 18 V kann das bedeuten, dass maximal zwei LEDs in Serie geschaltet sind. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Schaltung ist, dass ein Ausfall einer einzelnen LED einfach und zuverlässig mithilfe einer Messung der LED-Strangspannung diagnostizierbar ist.

Als eigentliche Konverter sind somit bevorzugt nur Tiefsetz ¬ steller, nicht jedoch Hochsetzsteller vorgesehen. Falls eine größere Anzahl von LEDs benötigt wird, ist es günstig, wenn die Konverter-Einheit mehrere Tiefsetzsteller aufweist und als Integrationssatz (System-in-Package, SiP) ausgeführt ist. Durch die Integration in einem SiP kann der Platzbedarf im Vergleich zu separaten Spannungswandlern relativ gering gehalten werden und es können dennoch mehrere hocheffiziente Wandler zur Versorgung der LEDs eingerichtet sein.

Um die Notwendigkeit eines ineffizienten Hochsetzstellers bei Verwendung von mehr als zwei LEDs zu vermeiden, ist es außerdem günstig, wenn auf der Leiterplatte eine Parallelschaltung mehrerer LEDs angeordnet und mit der Konverter-Einheit verbunden ist. Durch die Parallelschaltung wird eine Addition der

LED-Flussspannungen verhindert und es kann zur Versorgung mehrerer LEDs von einer Bordnetzspannung auch nur (zumindest) ein Tiefsetzsteller vorgesehen sein. Zur Kühlung der LEDs und der Konverter-Einheit ist es weiters vorteilhaft, wenn die Leiterplatte ein thermisches Substrat, bevorzugt eine Metallkernleiterplatte, insbesondere mit Alu ¬ minium- oder Kupferkern, ist. Durch die spezielle Leiterplatte wird eine Wärmespreizung direkt bei den LEDs erzielt und dadurch die LED Sperrschichttemperatur niedrig gehalten.

Wenn auf einer der LED gegenüberliegenden Seite eine Kühleinrichtung, bevorzugt ein Kühlblech oder ein Druckgusskörper, mit der Leiterplatte verbunden, insbesondere verschweißt, ist, kann eine verbesserte Abführung der erzeugten Verlustleistung der LEDs und der Konverter-Einheit erzielt werden. Aufgrund der relativ hohen Effizienz des eingesetzten Spannungswandlers (Tiefsetzstellers) kann die Kühleinrichtung im Allgemeinen kompakter sein als bei bekannten Lichtquellen.

Für eine optimale Wärmeverteilung ist es vorteilhaft, wenn die Kühleinrichtung aus demselben Material besteht wie ein Metallkern der Leiterplatte. Außerdem können dadurch etwaige mechanische Spannungen zwischen Leiterplatte und Kühlein ¬ richtung reduziert werden und die Verbindung der beiden Teile, beispielsweise mittels Schweißen, ist vereinfacht. Es hat sich als besonders günstig herausgestellt, wenn die

Konverter-Einheit eine Schnittstelle zur Übertragung von Di ¬ agnose- und/oder Steuerdaten aufweist, welche bevorzugt als Eindraht-Schnittstelle, insbesondere als Local Interconnect Network (LIN) -Schnittstelle, ausgeführt ist . Über eine derartige Schnittstelle kann eine zentrale Überwachungs- und/oder

Steuerungseinrichtung mit der Lichtquelle verbunden sein, so dass beispielsweise etwaige Fehlfunktionen an andere Systeme gemeldet werden können und eine Steuerung der Lichtquelle ohne Manipulation der Versorgungsspannung ermöglicht wird. Eine weitere Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik kann erzielt werden, wenn gemeinsam mit der Konverter-Einheit und der zumindest einen LED ein Binning-Kodierelement , insbesondere ein Binningkodierwiderstand, auf der Leiterplatte angeordnet ist. Unter „Binning" versteht man in diesem Zusammenhang eine

Klasseneinteilung der verwendeten LEDs je nach deren Lichtausbeute und Farbstich. Bei bekanntem Binning der verwendeten LEDs kann über eine entsprechende Anpassung des Versorgungs ¬ stroms eine einheitliche Lichtfarbe auch bei verschieden klassifizierten LEDs erzielt werden. Bei einer Anordnung auf der Leiterplatte muss das Binning-Kodierelement nicht - wie im Stand der Technik bisher üblich - über eine zusätzliche Leitung, z.B. einer Stromversorgungsschnittstelle, von außen ausgelesen werden, sondern kann direkt, d.h. lokal auf der Leiterplatte, den einem Binning d . h . einer Klasseneinteilung der LEDs zugeordneten Strom einstellen. Die Integration des Binning-Kodierelements wird dadurch ermöglicht, dass das Binning der bestückten LEDs bei der Fertigung bekannt ist und somit das dem jeweiligen Binning zugeordnete Binning-Kodierelement sofort ausgewählt und ebenfalls bestückt werden kann. Bei dem Binning-Kodierelement kann es sich beispielsweise um einen Binningkodierwiderstand oder einen mit der jeweiligen Binning-Einstellung programmierten Logikbaustein handeln. Vorteilhafterweise ist die hier ange ¬ gebene Lösung weit zuverlässiger, z.B. unempfindlicher gegen Feuchtigkeit oder Schmutz auf der Leiterplatte, vermeidet

Kompatibilitätsprobleme beim Kauf von LEDs, und ist zugleich kostengünstiger als eine Vermessung eines Binningkodierwi- derstands .

Es hat sich weiters als günstig herausgestellt, wenn ein Messwiderstand zur Messung eines LED-Stroms in Reihe mit zu ¬ mindest einer LED, vorzugsweise zwischen der LED und Masse, geschaltet ist. Aufgrund der Integration von LEDs und Kon ¬ verter-Einheit auf nur einer Leiterplatte ist eine Kurz ¬ schlussfestigkeit des LED-Treibers, d.h. der Konverter-Einheit, bezüglich Kurzschluss gegen Masse oder gegen die Versorgungsspannung nicht erforderlich . Ein Mess- bzw. Shuntwiderstand für die Strommessung kann demzufolge einem LED-Strang bezogen auf die Spannung sowohl vorgeordnet („Highside") als auch nach- geordnet („Lowside") sein. Dabei hat die nachgeordneten An ¬ ordnung - zwischen den LEDs und Masse - den Vorteil eines deutlich geringeren Schaltungsaufwands für die Strommessung, so dass eine Verbilligung der Lichtquelle erzielt werden kann. Das Verfahren der eingangs angeführten Art löst die oben genannte Aufgabe dadurch, dass bei der Herstellung von Lichtquellen der vorstehenden Art bei ansonsten gleichem Aufbau der Lichtquelle die Anzahl und Position der mit der Leiterplatte verbundenen LEDs konfiguriert wird. Anhand der jeweils aktuellen Konfiguration kann somit eine Bandbreite von unterschiedlich bestückten

Leiterplatten hergestellt werden, wodurch die Flexibilität der vorliegenden Lichtquelle hinsichtlich der optischen und thermischen Eigenschaften gegenüber einer vollständig standardisierten Lichtquelle erheblich gesteigert wird. Es hat sich in diesem Zusammenhang als besonders günstig erwiesen, wenn zumindest eine LED durch Reflow-Löten mit der Leiterplatte verbunden wird. Reflow-Löten ermöglicht eine einfache, rasche und zuverlässige Verbindung und kann

gleichzeitig einfach entsprechend einer konfigurierten Be- stückung modifiziert werden, indem etwaige überflüssige Löt ¬ stellen ausgelassen bzw. nicht mit Lot versehen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch weiter erläutert. In den Zeichnungen zeigen dabei im Einzelnen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer kompakten Lichtquelle mit einem Tiefsetzsteller;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Lichtquelle gemäß Fig. 1 ; Fig. 3 eine Seitenansicht einer kompakten Lichtquelle mit einer Kühleinrichtung;

Fig. 4 eine Schnittansicht durch eine kompakte Lichtquelle; Fig. 5a ein schematisches Blockschaltbild einer kompakten Lichtquelle mit einem einzigen Tiefsetzsteller;

Fig. 5b eine Variante der Lichtquelle gemäß Fig. 5a;

Fig. 6a ein schematisches Blockschaltbild gemäß Fig. 5a mit zusätzlich einem Logikbaustein; und

Fig. 6b eine Variante der Lichtquelle gemäß Fig. 6a.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Lichtquelle 1 mit mehreren LEDs 2 gezeigt. Die LEDs 2 sind SMD-Bauteile, welche auf einer Leiterplatte 3 angeordnet bzw. mit der Leiterplatte 3 verbunden sind. Die Bauhöhe 4 der Lichtquelle 1 im Bereich der LEDs 2 beträgt in diesem Beispiel etwa 4 mm. Die Leiterplatte 3 weist außerdem eine Konverter-Einheit 5, welche ebenfalls mittels SMD-Prozess bestückt wird, und ein Anschlussteil 6 für eine elektrische Verbindung der Lichtquelle 1 mit einem Bordnetz bzw. einem Scheinwerferkabelbaum auf. Die Konverter-Einheit 5 ist als

Integrationssatz bzw. System-in-Package (SiP) ausgeführt und integriert zumindest einen, vorzugsweise mehrere Tiefsetz ¬ steller 7 (vgl. Fig. 5) . Die Tiefsetzsteller 7 sind zur

Spannungswandlung von einem typischen Bordnetzbereich von 6 bis 18 V auf eine LED-Vorwärtsspannung eingerichtet, so dass z.B. (jeweils) zwei in Serie geschaltete LEDs 2 mit einem Kon ¬ stantstrom versorgt werden können. In der als SiP ausgeführten Konverter-Einheit 5 ist ein Stromregelkreis mit einem

Leistungs-MOSFET 8, den benötigten Induktivitäten 9 und etwaigen Kapazitäten 10 in einem Gehäuse integriert (vgl. Fig. 5) . Die Abmessungen der Konverter-Einheit 5 betragen in diesem Beispiel etwa 15x15x15 mm.

Zur Kühlung der mit Verlusten behafteten Bauteile 2, 5, insbesondere der LEDs 2, ist die Leiterplatte 3 als Metallkern- leiterplatte (IMS), beispielsweise mit Aluminium- oder Kup ¬ ferkern 11 (vgl. Fig. 4), ausgebildet, wobei aber auch eine Epoxid-Leiterplatte mit μνί33, eine Iceberg-Leiterplatte, eine Keramik-Leiterplatte oder vergleichbare thermische Substrate vorgesehen sein können. Demzufolge sind sowohl die LEDs 2 als auch die Konverter-Einheit 5 mit der Leiterplatte 3 nicht nur elektrisch sondern auch thermisch verbunden, so dass eine Abführung der von den Bauteilen 2, 5 abgegebenen Wärme über die Leiterplatte 3 erfolgen kann. In diesem Beispiel ist die Leiterplatte 3 auf einem Träger 12 mit einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit angeordnet, auf den die Wärme übertragen werden kann.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Leiterplatte 3 rechteckig mit Abmessungen von etwa 50x20 mm und somit kompakter als bekannte vollintegrierte (mit Spannungswandlern auf einer Leiterplatte mit den LEDs versehene) LED-Lichtquellen. Die LEDs 2 sind über Leiterbahnen 13 auf der Leiterplatte 3, beispielsweise Kup ¬ ferleiterbahnen, mit der Konverter-Einheit 5 verbunden und teilweise in einer Parallelschaltung angeordnet, wobei immer nur eine oder zwei LEDs 2 in Serie geschaltet und über parallele Leitungen mit der Konverter-Einheit 5 verbunden sind. Dadurch werden besonders kurze Verbindungsstrecken erzielt, und eine Abstrahlen der teilweise hochfrequenten Spannungspulse kann beinahe vollständig vermieden werden. Etwaige Filtermaßnahmen am Ausgang der Spannungswandler in der Konverter-Einheit 5 können daher deutlich reduziert werden, und es sind somit auch kleinere Tastverhältnisse sauber darstellbar. Die Versorgungsspannung aller LEDs 2 ist gleich oder kleiner einer am Anschlussteil 6 bereitgestellten Bordnetzspannung . Neben den Anschlüssen 14 an ein Bordnetz weist die Konverter-Einheit 5 eine LIN-Schnittstelle 15 auf (vgl. Fig. 6) , welche zur Übertragung von Diagnose- und/oder Steuerdaten über einen LIN-Bus eingerichtet ist. Zur Anbindung an den Bus kann die Konverter-Einheit 5 zusätzlich einen programmierbaren Logik- baustein 16 aufweisen, der das entsprechende Bus-Protokoll implementiert. Dadurch können beispielsweise LED-Ausfälle an ein zentrales Steuergerät übermittelt werden und es können die Tiefsetzsteller 7 entsprechend einem eingehenden Steuersignal konfiguriert werden, so dass beispielsweise die Helligkeit und/oder Farbe der LEDs 2 von dem zentralen Steuergerät am LIN-Bus aus steuerbar ist. Es kann anstelle der LIN-Schnittstelle 15 jedoch ohne wesentliche Einschränkung der Vorteile eine be- liebige uni- oder bidirektionale Schnittstelle vorgesehen sein, wobei Eindraht-Schnittstellen den Vorteil von besonders einfachen und kostengünstigen Verbindungen haben.

Die in Fig. 3 gezeigte Variante der Lichtquelle 1 weist auf einer von den LEDs 2 abgewandten Seite 17 der Leiterplatte 3 eine Kühleinrichtung 18 auf. Die Kühleinrichtung 18 ist als Kühlblech 19 ausgebildet. Das Kühlblech 19 besteht bevorzugt aus dem gleichen Material wie der Kern 11 der Metallkernleiterplatte 3 und ist mit dieser, bevorzugt mittels Laserschweißen, verbunden. Es sind aber auch Kühlkörper aus anderen Metallen oder aus Keramik einsetzbar. Durch eine derartige Kühleinrichtung 18 wird eine sehr effiziente Wärmeableitung von den SMD-Bauteilen 2, 5 beispielsweise zur Umgebung erzielt. Nötigenfalls kann zu ¬ sätzlich eine Zwangskonvektion mithilfe eines Lüfters erzielt werden.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Variante der Lichtquelle 1, welche grundsätzlich der in Fig. 3 gezeigten Lichtquelle ähnelt, jedoch hier ohne Kühleinrichtung gezeigt ist. Insbesondere ist hier der Aufbau der Leiterplatte 3 mit einem Metallkern 11, bevorzugt aus Aluminium oder Kupfer, einer auf dem Metallkern 11 angebrachten Isolationsschicht 20 und auf der Isolationsschicht 20 angeordneten Kupfer-Leiterbahnen 21 ersichtlich. Zwischen den Kupfer-Leiterbahnen 21 und den bestückten Bauelementen 2, 5, 16 sind zur elektrischen Verbindung jeweils Lötplättchen 22 angeordnet. Wie in Fig. 4 erkennbar, ist die Isolationsschicht 20 verhältnismäßig dünn im Vergleich zu dem Metallkern 11, so dass eine gute Wärmeleitfähigkeit der Lei ¬ terplatte 3 und eine möglichst ungehinderte Wärmeübertragung von den Bauteilen 2, 5, 16 auf den Metallkern 11 erzielt wird. In Fig. 5a ist ein schematisches Blockschaltbild einer kompakten Lichtquelle 1 dargestellt. Die hier repräsentierte Lichtquelle 1 umfasst zwei LEDs 2 und einer Konverter-Einheit 5 zur

Stromversorgung der LEDs 2. Die Konverter-Einheit 5 weist ihrerseits einen Tiefsetzsteller 7 auf, welcher in an sich bekannterweise aus einem Leistungs-MOSFET 8, einer Induktivität 9 und einer Diode 23 aufgebaut ist. Außerdem ist die Konver ¬ ter-Einheit 5 mit einem Stromregler 24 ausgestattet, der anhand einer an einem Messwiderstand 25 abfallenden Spannung eine Strommessung durchführt und das Tastverhältnis des

Leistungs-MOSFETs 8 gemäß einer Abweichung zwischen dem ge ¬ messenen Strom und einem Sollstrom anpasst. Der Stromregler 24 ist über die Anschlüsse 14 an das Bordnetz bzw. die Bord ¬ netz-Spannung angeschlossen. Den zu verwendenden Sollstrom erhält der Stromregler 24 über einen Steuereingang 26 zugeführt. Zusätzlich ist der Stromregler 24 mit einem zweiten Steuereingang 27 verbunden, der der Übermittlung eines Helligkeitswerts der Lichtquelle 1 dient. Ein Diagnose-Ausgang 28 des Stromreglers 24 kann beispielsweise zur Übermittlung von Betriebskenndaten und/oder Fehlersignalen an ein zentrales Steuergerät (nicht gezeigt) eingesetzt werden.

Bei der Regelung des Leistungs-MOSFETs 8 berücksichtigt der Stromregler 24 außerdem den Widerstandswert eines Binningko- dierwiderstands 29, welcher nicht zur Konverter-Einheit 5 gehört, aber ebenso auf der Leiterplatte 3 angeordnet und mit dem Stromregler 24 verbunden ist. Der zu bestückende Binningko- dierwiderstand 29 wird bei der Fertigung der Lichtquelle 1 in Abhängigkeit des Binnings der LEDs 2 gewählt, so dass die vorliegende Lichtquelle 1 mit einer universell einsetzbaren Konverter-Einheit 5 weitgehend unabhängig vom Binning der jeweils bestückten LEDs 2 hergestellt werden kann.

Bei der in Fig. 5b gezeigten Schaltung ist der Messwiderstand 25 gegenüber der in Fig. 5a gezeigten, den LEDs 2 vorgeordneten Anordnung, den LEDs nachgeordnet; d.h. der Messwiderstand 25 ist zwischen den LEDs 2 und Masse 30 geschaltet, da ein Schutz des Messwiderstands 25 bei einem Kurzschluss am Ausgang bei der vorliegenden Lichtquelle 1 nicht erforderlich ist.

Ein schematisches Blockschaltbild einer Variante der Lichtquelle 1 gemäß Fig. 5a ist in Fig. 6a dargestellt. Anstelle mehrerer externer Steuer- und Diagnoseanschlüsse 26, 27, 28 sind die entsprechenden Ein- bzw. Ausgänge des Stromreglers 24 der Konverter-Einheit 5 mit einem separaten Logikbaustein 16 verbunden. Der Logikbaustein 16 ist vorzugsweise programmierbar und implementiert ein Bus-Protokoll zur seriellen Kommunikation über eine Eindraht- bzw. insbesondere eine LIN-Schnittstelle 15. Der Logikbaustein 16 kann über dieselbe Spannung wie der Stromregler 24 versorgt werden. Bei dieser Variante kommt die Lichtquelle 1 mit nur drei Anschlüssen 14, 15 aus.

Bei der in Fig. 6a dargestellten Lichtquelle 1 wäre es ebenso denkbar, den Binningkodierwiderstand 29 wegzulassen und das Binning der LEDs 2 im Zuge der Fertigung beispielsweise im Logikbaustein 16 zu speichern und im Betrieb über eine weitere Schnittstelle vom Logikbaustein 16 zum Stromregler 24 zu übertragen. Dies hätte beispielsweise den Vorteil, dass das Binning feuchtigkeitsunabhängig und temperaturunabhängig wäre und kostengünstiger eingestellt werden könnte.

Vergleichbar mit Fig. 5b ist in Fig. 6b gegenüber der in Fig. 6a gezeigten Schaltung der Messwiderstand 25 zur Messung des Strangstroms den LEDs 2 nachgeordnet bzw. in einer „Lowsi- de"-Anordnung mit den LEDs 2 in Reihe und zwischen LEDs 2 und Masse 30 geschaltet, was die Schaltung in der Praxis erheblich vereinfacht und deren Herstellung wirtschaftlicher macht.