FR3116409A1

FR3116409A1 - Systeme lumineux pour vehicule automobile

Info

Publication number: FR3116409A1
Application number: FR2011843A
Authority: FR
Inventors: Rabih TALEB; Hafid El Idrissi
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 2020-11-18
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2022-05-20
Anticipated expiration: 2040-11-18
Also published as: JP7599021B2; US20240003511A1; EP4248716A1; WO2022106498A1; CN116530215A; JP2023550403A; FR3116409B1

Abstract

L’invention propose un système lumineux (2) comprenant : une première source lumineuse (12.1) ; une deuxième source lumineuse (12.2) ; un premier dispositif de pilotage (20.1) configuré pour fournir un premier courant (C1) de type à modulation de largeur d’impulsion pour l’alimentation de la première source lumineuse, ledit premier courant comprenant une première intensité de crête (Ic1) et un premier rapport cyclique ; optionnellement un deuxième dispositif de pilotage (20.2) configuré pour fournir un deuxième courant (C2), de type à modulation de largeur d’impulsion, pour l’alimentation de la deuxième source lumineuse (20.2) ; ledit deuxième courant (C2) comprenant une deuxième intensité de crête (Ic2) et un deuxième rapport cyclique ; un module de commande (30) générant un premier signal de commande et un deuxième signal de commande pour le premier dispositif de pilotage et le deuxième dispositif de pilotage. La première intensité de crête est inférieure à la deuxième intensité crête, et le premier rapport cyclique est supérieur au deuxième rapport cyclique. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

SYSTEME LUMINEUX POUR VEHICULE AUTOMOBILE

La présente invention se rapporte au domaine de l’alimentation des modules lumineux alimentés par un courant à modulation de largeur d’impulsion. Plus précisément, l’invention propose un système lumineux avec une source lumineuse matricielle à éléments semi-conducteurs électroluminescents, de type diode électroluminescente, LED.

Il devient de plus en plus courant d'utiliser des sources lumineuses à élément semiconducteur, telles que des diodes électroluminescentes, LEDs, pour réaliser différentes fonctions lumineuses d'un véhicule. Ces fonctions peuvent par exemple inclure les feux diurnes, les feux de position, les indicateurs de direction ou les feux de croisement. L’utilisation de ces petites sources lumineuses à forte luminosité et à consommation électrique réduite permet également de réaliser des contours lumineux originaux dans un système compact et d’énergie électrique réduite. Une source lumineuse pixélisée, typiquement proposée sous forme d’une matrice comprenant un grand nombre de diodes électroluminescentes pilotées de manière individuelles, permet en outre de créer des fonctions très variées : selon le pilotage choisi, une source matricielle peut à titre d’exemple projeter un contour ou un dessin sur la route, générer une combinaison de feux de route (HB, «high beam») et de feux de croisement (LB, « low beam »), ou fournir des feux dynamiques et directionnels.

De manière connue, un dispositif de pilotage de l'alimentation électrique est nécessaire pour alimenter un ensemble de LEDs réalisant une fonction lumineuse donnée. Un tel dispositif de pilotage comprend en général un convertisseur de tension qui, à partir d'une tension continue d'entrée fournie par une source interne au véhicule, telle qu'une batterie, est apte à générer une tension de sortie de valeur appropriée à l'alimentation du groupe de LEDs. Une LED émet de la lumière lorsqu'une tension d'au moins une valeur seuil, appelée tension directe, est appliquée à ses bornes. Au-delà de cette intensité seuil, le degré de luminosité émis par une LED est en général fonction de l’intensité du courant qui la traverse. La LED émet de la lumière lorsqu’elle est parcourue par un courant ayant une intensité au moins égale à une intensité seuil. L'intensité du flux lumineux émis par une LED augmente en général avec l'intensité moyenne du courant électrique qui la traverse, au-delà de la valeur seuil du courant. Des convertisseurs connus comprennent des convertisseurs de type SEPIC (de l'anglais « Single-Ended Primary Inductor Converter »), Flyback, élévateur de tension (« boost ») ou abaisseur de tension (« buck »). De tels convertisseurs font intervenir un élément interrupteur, tel qu'un transistor, dont l'état est périodiquement commuté entre les valeurs ouvertes et fermées. La fréquence de découpage appliquée à l'interrupteur influence la valeur de la tension de sortie et la valeur moyenne du courant de sortie.

Il est en outre connu de régler l'intensité lumineuse des sources lumineuses alimentées ainsi, en appliquant un signal de modulation de largeur d'impulsion PWM (« pulse width modulation ») ayant un rapport cyclique et un courant de crête donnés, au convertisseur à découpage. En adaptant la fréquence, le rapport cyclique et le courant de crête du signal de modulation de largeur d'impulsion, une intensité de courant moyenne prédéterminée peut ainsi être obtenue au niveau du convertisseur. Ceci implique, au niveau des sources lumineuses alimentées, qu'un flux lumineux d'une intensité correspondante à l'intensité les sources lumineuses est importante. Une telle architecture permet donc de tamiser l'intensité du flux lumineux par les sources lumineuses en modifiant les paramètres d'un signal PWM. Comme la fréquence d'un signal PWM est généralement élevée, le flux lumineux émis sera pulsé à cette même fréquence, et les pulsations ne sont pas perceptibles par l'œil humain. Le système visuel humain se distingue par une perception de type intégrale et perçoit, par rapport à un flux lumineux constant et non-pulsé, un flux d'une intensité lumineuse constante mais réduite.

Le nombre de LEDs requis par projecteur dans un véhicule automobile s'accroît, avec un besoin de gestion individuelle des flux lumineux émis par chaque LED. Ceci implique qu'il est nécessaire de générer un grand nombre de signaux PWM. De manière connue chaque signal PWM est généré par un élément microcontrôleur, élément onéreux à intégrer dans l'environnement restreint d'un projecteur de véhicule automobile.

La variation des flux lumineux entre les différentes LEDs nécessite la génération de courants d’alimentation différents ; fonction remplie par les dispositifs de pilotage. Généralement, le projecteur est conçu de sorte qu’au moins un de ses dispositifs de pilotage fonctionne dans des conditions optimales. Or, ces conditions ne pourront pas s’appliquer à tous les dispositifs de pilotage, si bien qu’un d’eux sera pénalisé et travaillera dans des conditions dégradées. Par exemple cet autre dispositif de pilotage générera des pertes élevées, par exemple en chauffant de manière significative. Qui plus est, la température de jonction du composant semi-conducteur impacte la performance lumineuse d’une LED, et le vieillissement thermique dû à son utilisation répétée. La gestion thermique d’un système lumineux est donc à prendre en compte afin de préserver la durée de vie, tout comme la qualité du flux lumineux émis.

L’invention a pour objectif de pallier à au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif d’augmenter la durée de vie d’un système lumineux.

Selon un premier aspect de l’invention, il est proposé un système lumineux comprenant : une première source lumineuse ; une deuxième source lumineuse ; un premier dispositif de pilotage configuré pour fournir un premier courant de type à modulation de largeur d’impulsion pour l’alimentation de la première source lumineuse, ledit premier courant comprenant une première intensité de crête et un premier rapport cyclique ; remarquable en ce que le système lumineux comprend en outre un deuxième dispositif de pilotage configuré pour fournir un deuxième courant, de type à modulation de largeur d’impulsion, pour l’alimentation de la deuxième source lumineuse ; ledit deuxième courant comprenant une deuxième intensité de crête et un deuxième rapport cyclique ; un module de commande du premier dispositif de pilotage et du deuxième dispositif de pilotage, le système lumineux étant configuré de sorte que la première intensité de crête soit supérieure à la deuxième intensité crête, et de sorte que le premier rapport cyclique soit inférieur au deuxième rapport cyclique.

Préférentiellement, le système lumineux est configuré de sorte que le premier courant comprenne une première intensité moyenne, et le deuxième courant comprenne une deuxième intensité moyenne inférieure ou égale à la première intensité moyenne.

Préférentiellement, le système lumineux est configuré de sorte que la première source lumineuse génère un premier flux lumineux, et de sorte que la deuxième source lumineuse génère un deuxième flux lumineux inférieur ou égal au premier flux lumineux.

Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un système lumineux comprenant : une première source lumineuse, un premier dispositif de pilotage de la première source lumineuse ; un module de commande du premier dispositif de pilotage, remarquable en ce que le module de commande est configuré de sorte à transmettre sélectivement : un premier signal de commande au premier dispositif de pilotage de sorte qu’il fournisse un premier courant de type à modulation de largeur d’impulsion, ledit premier courant comprenant une première intensité de crête et un premier rapport cyclique ; et un deuxième signal de commande au premier dispositif de pilotage de sorte qu’il fournisse un deuxième courant de type à modulation de largeur d’impulsion, ledit deuxième courant comprenant une deuxième intensité de crête et un deuxième rapport cyclique ; le système lumineux étant configuré de sorte que la première intensité de crête soit supérieure à la deuxième intensité crête, et de sorte que le premier rapport cyclique soit inférieur au deuxième rapport cyclique.

Préférentiellement, le premier courant comprend une première intensité moyenne, et le deuxième courant comprend une deuxième intensité moyenne égale à la première intensité moyenne.

Préférentiellement, le système lumineux est configuré de sorte qu’avec le premier signal de commande la première source lumineuse génère un premier flux lumineux, et qu’avec le deuxième signal de commande la première source lumineuse génère un deuxième flux lumineux égal au premier flux lumineux.

Préférentiellement, le module de commande est configuré de sorte à changer entre le premier signal et le deuxième signal lorsque le premier rapport cyclique ou le deuxième rapport cyclique atteint une valeur seuil.

Préférentiellement, la première intensité de crête est supérieure ou égale au double de la deuxième intensité de crête ; et le deuxième rapport cyclique est supérieur ou égal au double du premier rapport cyclique.

Préférentiellement, le deuxième rapport cyclique est compris entre 50% et 100%, valeurs incluses.

Préférentiellement, le système lumineux comprend en outre une troisième source lumineuse et une quatrième source lumineuse, la première source lumineuse étant disposée entre la troisième et la quatrième source lumineuse, la première à la quatrième source lumineuse émettant un dégradé d’intensités lumineuses.

Préférentiellement, le système lumineux comprend un source lumineuse matricielle, la première source lumineuse formant une source lumineuse élémentaire de ladite source lumineuse matricielle.

Préférentiellement, la première source lumineuse est à éléments semi-conducteur électroluminescent, la première source lumineuse est préférentiellement une diode électroluminescente.

Préférentiellement, le premier courant et le deuxième courant comprennent des fréquences égales.

Préférentiellement, le premier courant comprend une première largeur d’impulsion, et le deuxième courant comprend une deuxième largeur d’impulsion supérieure à la première largeur d’impulsion.

Préférentiellement, le premier dispositif de pilotage est configuré de sorte à fournir un troisième courant de type à modulation de largeur d’impulsion avec une troisième intensité moyenne, le deuxième dispositif de pilotage est configuré de sorte à fournir un quatrième courant de type à modulation de largeur d’impulsion avec une quatrième intensité moyenne.

Préférentiellement, le système lumineux comporte en outre une troisième source lumineuse alimentée par le premier dispositif de pilotage.

Préférentiellement, le premier courant de crête et le deuxième courant de crête comprennent une même fréquence.

Préférentiellement, le module de commande comprend un élément microcontrôleur ou un calculateur.

Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un dispositif d’éclairage de véhicule automobile, ledit dispositif d’éclairage comprenant un système lumineux, remarquable en ce que le système lumineux est conforme à l’invention, et en ce que le dispositif d’éclairage comprend des moyens de refroidissement coopérant thermiquement avec la première source lumineuse.

L’invention permet de réduire la température d’un système lumineux. La baisse de température s’observe sur un dispositif de pilotage donné lorsque celui-ci pilote une intensité lumineuse plus basse qu’un autre dispositif de pilotage, ou lorsqu’il pilote une intensité lumineuse variable inférieure à une valeur seuil. L’invention tend à réduire l’intensité de crête du dispositif de pilotage en question, et à la compenser par une augmentation de rapport cyclique de sorte à respecter une consigne d’émission lumineuse. L’invention diminue les phases OFF du dispositif de pilotage, et réduit l’intensité responsable des pertes par effet joule. L’invention offre donc une synergie tout en conservant la qualité d’éclairage. La diminution de température prolonge la durée de vie de la source lumineuse, et de tout composant thermosensible à proximité. La gestion thermique devient moins contraignante car les épisodes les plus critiques sont évités.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description des exemples et des dessins parmi lesquels :

montre un système lumineux selon un premier mode de réalisation de l’invention ;

montre un premier courant et un deuxième courant pour un système lumineux selon le premier mode de réalisation de l’invention ;

montre la variation de température d’un système lumineux selon un mode de réalisation de l’invention ;

montre un système lumineux dans une première configuration selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;

montre un système lumineux dans une deuxième configuration selon le deuxième mode de réalisation de l’invention ;

montre un premier courant et un deuxième courant pour un système lumineux selon le deuxième mode de réalisation de l’invention ;

montre un système lumineux dans une première configuration selon un troisième mode de réalisation de l’invention ;

montre un système lumineux dans une deuxième configuration selon le troisième mode de réalisation de l’invention.

Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d’autres modes de réalisation décrits à titre d’exemples et de manière non limitative. Des numéros de référence similaires seront utilisés pour décrire des concepts semblables à travers différents modes de réalisation de l’invention. Les numéros de référence du deuxième mode de réalisation correspondent à ceux du premier mode, incrémentés de 100.

La description se concentre sur les caractéristiques qui démarquent le système ou le procédé de ceux connus depuis l’état de l’art. Le fonctionnement et la fabrication de sources lumineuses matricielles ou de diodes électroluminescentes ne sera pas décrit en détails puisqu’il est en soi connu dans l’art. Par exemple, il est connu de proposer des matrices comprenant des centaines ou des milliers de composants semi-conducteurs de type micro-LED, ou bien de fabriquer une source pixélisée monolithique, en formant les éléments semi-conducteurs électroluminescents lors d’un procédé de dépôt de couches commun.

L’expression luminosité peut être entendue comme intensité lumineuse.

L’illustration de la montre un système lumineux 2 selon un premier mode de réalisation de l’invention. Le système lumineux 2 peut équiper un véhicule automobile (non représenté). Il peut être agencé dans l’habitacle comme à l’extérieur où il peut avoir une fonction de signalisation réglementaire, et/ou d’éclairage. Il peut être dans un projecteur.

Le système lumineux 2 présente une source lumineuse matricielle 10. La source lumineuse matricielle 10 comprend un élément semi-conducteur électroluminescent, formant une pluralité de sources lumineuses élémentaires 12. Les sources lumineuses élémentaires 12 sont à élément semi-conducteur électroluminescent. Les sources lumineuses élémentaires 12 peuvent être du type diode électroluminescentes. Dans le présent exemple, la source lumineuse matricielle 10 présente vingt sources lumineuses élémentaires 12, toutefois l’invention s’applique à des sources lumineuses matricielles 10 en comprenant davantage. Par exemple, la source lumineuse matricielle 10 peut comprendre au moins trente sources lumineuses élémentaires 12, optionnellement au moins mille sources lumineuses élémentaires 12. Dans la présente illustration, les sources lumineuses élémentaires 12 sont agencées selon deux lignes. Cependant l’invention couvre d’autres agencement, d’autres maillages. Les sources lumineuses élémentaires peuvent former un carré, un anneau par exemple.

Chaque source lumineuse élémentaire 12 est associée à une valeur de rapport cyclique, pouvant varier de 0% à 100%. Dans le présent mode de réalisation, certaines sources lumineuses élémentaires 12 présentent des valeurs de rapport cyclique égales. Les sources lumineuses élémentaires 12 peuvent former une pluralité d’ensembles (E1 ; E2) ; dont un premier ensemble E1 et un deuxième ensemble E2. Le premier ensemble E1 peut couper le deuxième ensemble E2. Le premier ensemble peut être un ensemble central, le deuxième ensemble peut être un ensemble de bord ; ou d’extrémité. Optionnellement, les valeurs de rapport cyclique varient progressivement au sein de chaque ensemble (E1 ; E2). Cela permet de créer un dégradé lumineux.

Pour la clarté des explications, sélectionnons une première source lumineuse 12.1 du premier ensemble E1 ; et une deuxième source lumineuse 12.2 du deuxième ensemble E2. A titre d’illustration, la première source lumineuse 12.1 génère un premier flux lumineux supérieur au flux lumineux ; dit deuxième flux lumineux ; issu de la deuxième source lumineuse 12.2. Optionnellement, cette paire de sources lumineuses (12.1 ; 12.2) forme une paire de sources attenantes. Cette paire peut être à cheval entre le premier ensemble E1 et le deuxième ensemble E2.

Le système lumineux 2 comprend des moyens de pilotage 20 ; dont un premier dispositif de pilotage 20.1 et un deuxième dispositif de pilotage 20.2. Plus généralement, les moyens de pilotage 20 peuvent comprendre une pluralité de dispositifs de pilotage (20.1 ; 20.2). Chaque dispositif de pilotage (20.1 ; 20.2) peut être associé à au moins une source lumineuse élémentaire 12, optionnellement une pluralité de sources lumineuses élémentaires 12, éventuellement d’un même ensemble (E1 ; E2) tel que défini ci-dessus.

Chaque dispositif de pilotage (20.1 ; 20.2) est configuré de sorte à générer un, optionnellement plusieurs courants d’alimentation de source lumineuse élémentaire 12. Ces courants d’alimentation sont de type à modulation de largeur d’impulsion. Chaque dispositif de pilotage (20.1 ; 20.2) peut comprendre un circuit de type convertisseur DC/DC. Un convertisseur DC/DC peut être un convertisseur Buck, Boost, SEPIC, Flyback, c'est-à-dire une alimentation à découpage qui convertit une tension continue en une autre tension continue de plus faible valeur ou de valeur plus élevée. Il comprend essentiellement une inductance (simple, double, transformateur, ...), un interrupteur et une diode. Lorsque l'interrupteur est fermé, le courant généré par la tension d'entrée traverse l'inductance et augmente linéairement. D’autres convertisseurs sont envisageables.

Le système lumineux 2 comprend en outre un module de commande 30. Le module de commande 30 est couramment désigné par le terme anglo-saxon « driver ». Le module de commande 30 peut être associé à plusieurs sources lumineuses matricielles, par exemple de plusieurs systèmes lumineux d’un même véhicule. Le module de commande 30 est configuré de sorte à commander les dispositifs de pilotage (20.1 ; 20.2). Le module de commande 30 fournit au moins un signal de modulation de largeur d'impulsion, PWM, ayant un rapport cyclique inférieur ou égal à 100%, ledit signal étant appliqué à l’un des dispositifs de pilotage (20.1 ; 20.2). Dans le présent mode de réalisation, le module de commande 30 transmet un premier signal S1 au premier dispositif de pilotage 20.1 ; ainsi qu’un deuxième signal S2 au deuxième dispositif de pilotage 20.2. Ces signaux comportent les informations nécessaires de sorte que chaque source lumineuse élémentaire 12 génère, et respecte, une consigne de flux lumineux dédiée. Ainsi, chaque signal (S1 ; S2) permet au dispositif de pilotage (20.1 ; 20.2) associé d’alimenter ses sources lumineuses élémentaires à l’aide d’un courant défini par une intensité de crête (Ic1 ; Ic2). Le module de commande 30 peut être réalisé à l’aide d’un élément microcontrôleur. Alternativement il peut être réalisé à l’aide d’un élément programmable type FPGA ; acronyme correspondant à l’expression anglo-saxonne « Field Programmable Gate Array ». De préférence, le module de commande peut être réalisé par un calculateur. Le calculateur peut de préférence être un calculateur programmable, programmé par un code de programmation adapté de manière à réaliser le procédé selon un aspect de l’invention. Le module de commande 30 est alimenté en courant électrique par une source de courant interne du véhicule associé. Le module de commande 30 est configuré de sorte à générer des signaux de commande primaire sur sa sortie de donnée. En outre, il génère des signaux d’impulsions périodiques sur sa sortie horloge. Le module de commande 30 peut être intégrée dans une unité d’adaptation commande.

Il est intéressant de remarquer que chaque dispositif de pilotage (20.1 ; 20.2) peut fournir un courant de même intensité de crête (Ic1 ; Ic2), tandis que les rapports cycliques qu’il fournit aux sources lumineuses élémentaires 12 varient. Par ce biais, un même dispositif de pilotage parvient à moduler l’intensité lumineuse des sources lumineuses élémentaires 12 qui en dépendent.

Le premier dispositif de pilotage 20.1, grâce au premier signal S1 ; fournit un premier courant C1 dont la première intensité de crête Ic1 est supérieure à la deuxième intensité de crête Ic2 du deuxième courant C2 généré par le deuxième dispositif de pilotage 20.2. Par exemple, la première intensité de crête Ic1 est supérieure ou égale au double de la deuxième intensité de crête Ic2. Bien qu’une première source lumineuse élémentaire 12 reliée au premier dispositif de pilotage 20.1 génère un premier flux lumineux supérieur à un deuxième flux lumineux d’une deuxième source lumineuse élémentaire 12 ; leurs flux lumineux peuvent être relativement proches. La différence d’intensité lumineuse est compensée par leur rapports cycliques PWM.

Par ce biais, l’intensité de crête Ic2 issue du deuxième dispositif de pilotage 20.2 est plus basse que la première. Grâce à cette adaptation de courant de crête Ic2, le deuxième dispositif de pilotage Ic2 chauffe moins. En effet, les phases où la deuxième source lumineuse est éteinte se raréfient. Les phases où le deuxième dispositif de pilotage 20.2 dissipe de l’énergie sont écourtées. La répartition entre temps d’alimentation et temps de dissipation est optimisée pour ce qui est du deuxième dispositif de pilotage 20.2. L’ensemble du système lumineux 2 chauffe moins. Dès lors le module de commande 30 adapte l’alimentation, et réduit l’échauffement subit par les sources lumineuses élémentaires 12. Leur température est abaissée de plusieurs degrés. Leur durée de vie augmente, tout comme leur fiabilité. Leur couleur émise reste dans la plage de tolérance. L’abaissement de l’intensité de crête Ic2 n’impacte en rien le flux lumineux grâce au rattrapage lié à l’augmentation du rapport cyclique.

Le système lumineux peut être monté dans un dispositif d’éclairage d’un véhicule automobile (non représenté). Le dispositif d’éclairage comprend avantageusement des moyens de refroidissement aptes à refroidir la source lumineuse matricielle, et notamment la première source et la deuxième source. Les moyens de refroidissement peuvent comprendre un échangeur de chaleur (non représenté), par exemple à ailettes.

Le premier mode de réalisation permet une alimentation statique avec une correction localisée de l’intensité de crête comme des rapports cycliques.

L’illustration de la montre un premier courant C1 et un deuxième courant C2 pour l’alimentation d’un système lumineux selon un premier mode de réalisation de l’invention. Le système lumineux peut être similaire ou identique à celui de la .

Le premier courant C1, tracé en pointillés, est défini par une première intensité de crête Ic1, une première intensité moyenne Im1, et un premier rapport cyclique. En l’occurrence, le premier rapport cyclique est de 33%. Le premier rapport cyclique correspond à la première largeur L1 des premiers créneaux, divisé par la période PE entre deux débuts de pulsations consécutives du premier courant C1. La période PE est notamment l’inverse de la fréquence. À ce sujet, il est intéressant de remarquer que le premier courant et le deuxième courant présentent une même fréquence, par exemple de 10 000 Hz. Leurs pulsations peuvent être synchronisées ou alternativement décalées. L’intensité moyenne Im1 correspond à l’aire des premières pulsations. Elle peut être calculée grâce à une intégrale.

Le deuxième courant C2, tracé en trait discontinu ; avec une alternance de points et de traits ; est défini par une deuxième intensité de crête Ic2, une deuxième intensité moyenne Im2, et un deuxième rapport cyclique. Ici, le deuxième rapport cyclique est égal à 66%.

L’intensité de la luminosité émise par une source lumineuse dépend de l’intensité moyenne (Im1 ; Im2) du courant de charge qui la traverse. La fréquence de découpage appliquée au circuit convertisseur régit cette intensité. Ainsi, en utilisant un signal de commande de type à modulation d’impulsion (PWM, « Pulse Width Modulation »), une consigne lumineuse d’une valeur donnée peut être réalisée. En effet, le rapport cyclique d’un signal de commande PWM, i.e., la durée d’une phase ON (L1 ; L2) par rapport à la durée d’une période entière PE du signal (ON et OFF), impacte de manière directe la valeur moyenne (Im1 ; Im2) de l’intensité du courant de charge destiné à alimenter la source lumineuse.

Comme apparent sur la présente figure, la première intensité de crête Ic1 est supérieure à la deuxième intensité de crête Ic2. La valeur Ic1 peut être supérieure ou égale au double de la valeur Ic2. À titre d’illustration, Ic1 peut être de 500 mA, et Ic2 peut valoir 200 mA. D’autres valeurs peuvent être choisies. Le premier rapport cyclique est inférieur au deuxième rapport cyclique, par exemple au moins deux fois plus petit. Il ressort également de la présente figure que la première intensité moyenne Im1 dépasse la deuxième intensité moyenne Im2. Ainsi, pour des sources lumineuses élémentaires identiques ou similaires, le premier courant C1 permet de générer un éclairage plus puissant qu’avec le deuxième courant C2. Toutefois, les courants moyens (Im1 ; Im2) sont proches. Donc, les intensités lumineuses restent proches également malgré l’éloignement conséquent des intensités de crête. Le deuxième dispositif de pilotage chauffe moins, notamment pendant les phases de coupure d’alimentation « OFF ». Pour rappel, lorsqu’un dispositif de pilotage reçoit de l’énergie et que cette énergie n’alimente pas une source lumineuse, il doit dissiper cette énergie. Dès lors, réduire les phases mortes « OFF » par une augmentation de rapport cyclique conduite à contenir l’échauffement. Les périodes où le dispositif de pilotage agit comme dissipateur sont plus brèves.

L’illustration de la montre la montée en température d’un système lumineux lorsqu’il est alimenté par un deuxième courant, par exemple tel que présenté en relation avec la . Le système lumineux peut être identique ou similaire à celui décrit en relation avec la . La température peut être mesurée au niveau de la source lumineuse matricielle, et/ou au niveau d’un dispositif de pilotage.

La courbe en trait plein présente la température pour un système lumineux dont une deuxième source lumineuse voit son intensité de crête rectifiée ; c’est-à-dire abaissée, tel que détaillé ci-avant. En guise de référence, la courbe en pointillé illustre l’évolution de la température sans adaptation du deuxième courant, où la deuxième source lumineuse serait alimentée par le premier courant. L’échauffement est analysé sur des durées de l’ordre de 1000 secondes, préférentiellement 1500 secondes.

L’invention permet de réduire significativement la température maximale. Sur certaines sources lumineuses matricielles, la baisse de température est comprise entre 2°C et 10°C. Certaines configurations offrent une baisse de température d’au moins 6°C.

Par ce biais, la durée de vie des sources lumineuses matricielles est allongée. Les besoins en dispositifs de refroidissement deviennent moindres.

L’illustration de la montre un système lumineux 102 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, dans une première configuration.

Le système lumineux 102 est similaire à celui du premier mode de réalisation, il en diffère toutefois en ce qu’il présente un premier dispositif de pilotage 120.1 qui reçoit sélectivement un premier signal S3 et un deuxième signal S4 issu du module de commande 130. Le module de commande 130 fournit au moins un signal de modulation de largeur d'impulsion, PWM, ayant un rapport cyclique inférieur ou égal à 100%. Le premier signal S3 et le deuxième signal S4 agissent tour à tour sur l’alimentation d’une même source lumineuse matricielle 110, par exemple la première source lumineuse 112.1.

Dans un premier mode de fonctionnement dirigé par le premier signal S3, ou première configuration, les sources lumineuses 112 reçoivent une première intensité de crête Ic3. Cette intensité de crête peut être une intensité de crête de référence. En parallèle l’alimentation des sources lumineuses est contrôlée par des premiers rapports cycliques. Tel qu’apparent sur la présente figure, ces rapports cycliques sont compris entre 20% et 50%. Ils sont considérés comme essentiellement bas ; tandis que le premier courant premier de crête Ic3 est considéré comme élevé. Cette situation va trouver un équilibre ci-dessous.

L’illustration de la montre un système lumineux 102 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention, dans une deuxième configuration qui lui est propre.

Le système lumineux 102 subit ici un basculement d’alimentation. En particulier, les sources lumineuses 112 voient leurs rapports cycliques augmenter, tandis que l’intensité de crête Ic4 qui leur est appliquée diminue. Par rapport à la configuration initiale, les deuxièmes rapports cycliques sont multipliés par deux, tandis que leur intensité de crête est divisée par deux. Ainsi, la deuxième intensité de crête Ic4 est égale à la moitié de la première intensité de crête Ic3 qu’ils recevaient en première configuration. L’augmentation de rapport cyclique compense la baisse d’intensité de crête. La deuxième intensité moyenne reste constante.

Tour à tour, le premier signal S3 et le deuxième signal S4 permettent d’alimenter la source lumineuse matricielle 110 ; et en particulier ses sources lumineuses élémentaires 112. Chaque source lumineuse élémentaire 112 est associée à deux rapports cycliques selon la configuration qui est adoptée.

La transition permettant de basculer du premier courant au deuxième courant est provoquée lorsque le premier rapport cyclique atteint une valeur seuil, par exemple de 50%. En particulier, lorsque le premier rapport cyclique est inférieur ou égal à 50%, il devient pertinent de l’augmenter. En effet, les pulsations ont une alimentation nulle plus de la moitié du temps. Par exemple, le deuxième rapport cyclique peut tendre vers les 100% suite à une correction. En retour, il convient de diminuer la première intensité de crête. Le deuxième rapport cyclique compense la deuxième intensité de crête. Le deuxième rapport cyclique peut être modifié de sorte à varier de 50% à 100%, préférentiellement de 80% à 100% ; valeurs incluses. Dans une configuration où un rapport cyclique est inférieur ou égal à 66%, l’invention vise à le corriger en le multipliant par 1.5 ; et à diviser l’intensité de crête par 1.5. Ainsi, l’invention peut employer différents coefficients de correction, et agir pour différents seuils de rapports cycliques.

Ainsi, l’invention tend à ce qu’au moins un rapport cyclique reste dans une plage de rapports cycliques, et/ou à ce que l’intensité de crête d’une même source lumineuse soit minimisée.

Le deuxième mode de réalisation offre une alimentation avec une correction dynamique de l’intensité de crête comme des rapports cycliques.

L’illustration de la montre un premier courant C3 et un deuxième courant C4 pour l’alimentation d’un système lumineux selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Le système lumineux peut être similaire ou identique à celui présenté en figures 4 et 5.

La présente figure est sensiblement identique à la . Il en diffère toutefois en ce que la première intensité moyenne Im3 est égale à la deuxième intensité moyenne Im4.

Ce résultat est atteint en compensant la diminution de la deuxième intensité de crête Ic4 par une augmentation précise du deuxième rapport cyclique. En particulier, le même coefficient divisant la deuxième intensité de crête Ic4 est employé pour multiplier le deuxième rapport cyclique. Plus concrètement, la deuxième largeur L4 est égale à la première largeur L3 multipliée par ce même coefficient. Les premiers créneaux présentent une aire égale aux deuxièmes créneaux du deuxième courant C4. Dans le présent exemple, ce coefficient d’adaptation, ou coefficient de rattrapage, est égal à 2. Le premier courant C3 et le deuxième courant C4 présentent une période PE identique. Grâce au deuxième courant C4, il est possible de réduire la température du système lumineux, et notamment du deuxième dispositif de pilotage ; tel que présenté en relation avec la . Ce résultat est atteint par le fait que les temps d’allumage de source lumineuse sont plus étalés, si bien que les temps où le dispositif de pilotage dédié est contraint de dissiper l’énergie deviennent plus brefs.

L’illustration de la montre un système lumineux 202 selon un troisième mode de réalisation de l’invention, dans une première configuration associée.

Le présent enseignement est similaire à celui de la . Le système lumineux 202 présente une source lumineuse matricielle 210 avec une pluralité de sources lumineuses élémentaires 212 qui se répartissent dans un premier ensemble E1 et dans un deuxième ensemble E2. Le premier ensemble E1 dépend du premier dispositif de pilotage 220.1, et le deuxième ensemble E2 dépend du deuxième dispositif de pilotage 220.2. Ces dispositifs (220.1 ; 220.2) dépendent du module de commande 230 qui leur transmet des signaux dédiés (S5 ; S6 ; SP).

Dans cette première configuration, le module de commande 230 émet un signal primaire SP. Les sources lumineuses 212 du premier ensemble E1 sont alors alimentées par un courant primaire de type à modulation de largeur d’impulsion. Ce courant primaire est défini par une première intensité de crête Ic5 et par des premiers rapports cycliques. Ces premiers rapports cycliques varient de 50% à 100%.

Grâce à un premier signal S5 du module de commande 230, les sources lumineuses 212 du deuxième ensemble E2 sont alimentées par un premier courant C5 de type à modulation de largeur d’impulsion. Ce courant C5 est défini par une intensité de crête Ic5 égale à la première intensité de crête Ic5 ; et par des rapports cycliques. Ces rapports cycliques sont compris de 20% à 33%. Ils sont donc fortement éloignés des 100%, ce qui laisse une marge de correction tel que présenté ci-dessous.

L’illustration de la montre le système lumineux 202 selon le troisième mode de réalisation de l’invention, dans une deuxième configuration associée.

Afin d’exploiter la marge de correction au niveau du deuxième ensemble E2, le module de commande 230 fournit un deuxième signal S6, éventuellement en remplacement du premier signal auxiliaire S5. Le deuxième signal S6 permet de générer un deuxième courant C6 de type à modulation de largeur d’impulsion. Ce deuxième courant C6 est défini par une deuxième intensité de crête Ic6, et par des deuxièmes rapports cycliques. Par rapport à la première configuration, les rapports cycliques du deuxième ensemble sont triplés. Ils varient de 60% à 99% ; valeurs incluses. Cela permet de se rapprocher des 100%, et donc d’exploiter la marge de correction disponible. La deuxième intensité de crête Ic6 est égale au tiers de la première intensité de crête Ic5 appliquée au source lumineuses 212 en premier ensemble E1. Cela implique une division par trois de l’intensité de crête par rapport à la première configuration. A titre de comparaison, les sources élémentaires de la première zone conservent l’alimentation précédente, et continuent d’être alimentées par le premier courant C5 commandé par le premier signal S5. Donc le module de commande 230 fournit sélectivement le deuxième signal S6 ou le premier signal S5 ; en plus du signal primaire SP .

Selon une option de l’invention, lorsque l’intensité de crête bascule au sein du deuxième ensemble E2, les rapports cycliques changent en conséquence. La tension reste constante.

Le troisième mode de réalisation permet une alimentation avec une correction dynamique et localisée de l’intensité de crête comme des rapports cycliques dans le deuxième ensemble. Le troisième mode de réalisation offre un fonctionnement hybride.

Les différents modes de réalisation peuvent être combinés les uns avec les autres. Par exemple, le premier ensemble des figures 1, 7 et 8 peut être adapté selon l’enseignement des figures 4 et 5, pourvu que les rapports cycliques le permettent. Dans le contexte des figures 7 et 8, il peut être entendu que le deuxième dispositif de pilotage agit comme le premier dispositif de pilotage du deuxième mode de réalisation en figures 4 et 5.

L’étendue de la protection est déterminée par les revendications.

Claims

Système lumineux (2 ; 202) comprenant :
une première source lumineuse (12.1) ;
une deuxième source lumineuse (12.2) ;
un premier dispositif de pilotage (20.1 ; 220.1) configuré pour fournir un premier courant (C1 ; C5) de type à modulation de largeur d’impulsion pour l’alimentation de la première source lumineuse (12.1), ledit premier courant (C1 ; C5) comprenant une première intensité de crête (Ic1 ; Ic5) et un premier rapport cyclique ;
caractérisé en ce que le système lumineux (2 ; 202) comprend en outre
un deuxième dispositif de pilotage (20.2 ; 220.2) configuré pour fournir un deuxième courant (C2 ; C6), de type à modulation de largeur d’impulsion, pour l’alimentation de la deuxième source lumineuse (12.2) ; ledit deuxième courant (C2 ; C6) comprenant une deuxième intensité de crête (Ic2 ; Ic6) et un deuxième rapport cyclique ;
un module de commande (30 ; 230) du premier dispositif de pilotage (20.1 ; 220.1) et du deuxième dispositif de pilotage (20.2 ; 220.2),
le système lumineux (2 ; 202) étant configuré de sorte que
la première intensité de crête (Ic1 ; Ic5) soit supérieure à la deuxième intensité crête (Ic2 ; Ic6),
et de sorte que
le premier rapport cyclique soit inférieur au deuxième rapport cyclique.
Système lumineux (2; 202) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système lumineux (2; 202) est configuré de sorte que le premier courant (C1 ; C5) comprenne une première intensité moyenne (Im1), et le deuxième courant (C2 ; C6) comprenne une deuxième intensité moyenne (Im2) inférieure ou égale à la première intensité moyenne (Im1).
Système lumineux (2; 202) selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le système lumineux est configuré de sorte que la première source lumineuse (12.1) génère un premier flux lumineux, et de sorte que la deuxième source lumineuse (12.2) génère un deuxième flux lumineux inférieur ou égal au premier flux lumineux.
Système lumineux (102 ; 202) comprenant :
une première source lumineuse (112.1),
un premier dispositif de pilotage (120.1 ; 220.2) de la première source lumineuse (112.1) ;
un module de commande (130; 230) du premier dispositif de pilotage (120.1),
caractérisé en ce que
le module de commande (130; 230) est configuré de sorte à transmettre sélectivement :
un premier signal de commande (S3 ; S5) au premier dispositif de pilotage (120.1) de sorte qu’il fournisse un premier courant (C3 ; C5) de type à modulation de largeur d’impulsion, ledit premier courant (C3 ; C5) comprenant une première intensité de crête (Ic3; Ic5) et un premier rapport cyclique ; et

un deuxième signal de commande (S4 ; S6) au premier dispositif de pilotage (120.1) de sorte qu’il fournisse un deuxième courant (C4 ; C6) de type à modulation de largeur d’impulsion, ledit deuxième courant (C4 ; C6) comprenant une deuxième intensité de crête (Ic4 ; Ic6) et un deuxième rapport cyclique ;
le système lumineux (102; 202) étant configuré de sorte que
la première intensité de crête (Ic3 ; Ic5) soit supérieure à la deuxième intensité crête (Ic4 ; Ic6),
et de sorte que
le premier rapport cyclique soit inférieur au deuxième rapport cyclique.
Système lumineux (102 ; 202) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier courant (C3 ; C5) comprend une première intensité moyenne (Im3), et le deuxième courant (C4 ; C6) comprend une deuxième intensité moyenne (Im4) égale à la première intensité moyenne (Im1).
Système lumineux (102 ; 202) selon l’une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que le système lumineux (102 ; 202) est configuré de sorte qu’avec le premier signal de commande (S3 ; S5) la première source lumineuse (112.1) génère un premier flux lumineux, et qu’avec le deuxième signal de commande (S4 ; S6) la première source lumineuse (112.1) génère un deuxième flux lumineux égal au premier flux lumineux.
Système lumineux (102 ; 202) selon l’une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le module de commande (130 ; 230) est configuré de sorte à changer entre le premier signal (S3 ; S5) et le deuxième signal (S4 ; S6) lorsque le premier rapport cyclique ou le deuxième rapport cyclique atteint une valeur seuil.
Système lumineux (2 ; 102 ; 202) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première intensité de crête (Ic1 ; Ic3 ; Ic5) est supérieure ou égale au double de la deuxième intensité de crête (Ic2 ; Ic4 ; Ic6) ; et le deuxième rapport cyclique est supérieur ou égal au double du premier rapport cyclique.
Système lumineux (2 ; 102 ; 202) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le deuxième rapport cyclique est compris entre 50% et 100%, valeurs incluses.
Système lumineux (2 ; 102 ; 202) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le système lumineux (2 ; 102 ; 202) comprend en outre une troisième source lumineuse et une quatrième source lumineuse, la première source lumineuse (12.1 ; 112.1) étant disposée entre la troisième et la quatrième source lumineuse, la première à la quatrième source lumineuse émettant un dégradé d’intensités lumineuses.
Système lumineux (2 ; 102 ; 202) selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le système lumineux (2 ; 102 ; 202) comprend un source lumineuse matricielle (10 ; 110 ; 210), la première source lumineuse (12.1 ; 112.1) formant une source lumineuse élémentaire de ladite source lumineuse matricielle (10 ; 110 ; 210).
Système lumineux (2 ; 102 ; 202) selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la première source lumineuse (12.1 ; 112.1) est à éléments semi-conducteur électroluminescent, la première source lumineuse (12.1 ; 112.1) est préférentiellement une diode électroluminescente.
Dispositif d’éclairage de véhicule automobile, ledit dispositif d’éclairage comprenant un système lumineux (2 ; 102 ; 202), caractérisé en ce que le système lumineux (2 ; 102 ; 202) est conforme à l’une des revendications 1 à 12, et en ce que le dispositif d’éclairage comprend des moyens de refroidissement coopérant thermiquement avec la première source lumineuse (12.1 ; 112.1).