专利名称：车灯驱动电路、方法及车灯系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于车灯的电路，具体是涉及一种车灯的驱动电路、方法及 车灯系统。
背景技术：
近年来，随着材料和制造工艺的进步，新型光源，如发光二极管，应用日渐广 泛。发光二极管具有高效率、长寿命、颜色鲜艳等特点，可以应用于多个领域。其中一 种用途就是在汽车车灯上用发光二极管代替传统的白炽灯。相比白炽灯，发光二极管更 轻、更小、寿命更长且更省电。更重要的是，发光二极管的响应速度比白炽灯更快。对于那些原本设计为使用白炽灯作为车灯的汽车，如果直接将白炽灯替换为发 光二极管会带来一些问题。图1所示的传统电路100是为使用白炽灯102的汽车设计的。 白炽灯102由供电线路104提供的来自电源108(比如电池)的电力进行供电。在一些特 定的情况下，汽车需要进行自检以测试白炽灯102是否正常工作。汽车上的微控制器(图 1中未示出)产生测试信号(通常为方波)，并把该测试信号施加于供电线路104上。监 测电路106监测白炽灯102两端的电压。如果测试信号的波形的幅度大于一个预设值， 则该波形能够被监测电路106监测到。如果白炽灯102正常工作，因为其内部的灯丝的 电阻较小，所以白炽灯102上的压降相对较小。因此，监测电路106不能监测到测试信 号的波形。如果白炽灯102坏掉了(处于开路状态)，则监测电路106可以监测到测试信 号的波形并从而判定白炽灯102坏掉了，进而在仪表板上亮起指示灯以提示驾驶员。图2所示的传统电路200是为那些将白炽灯替换为发光二极管的汽车设计的。如 图2所示，发光二极管链202替换了传统的白炽灯。发光二极管链202包含多个串联的 发光二极管。一般来讲，发光二极管链202的电阻大于白炽灯的电阻。因此，当微控制 器(图2中未示出)把测试信号施加在供电线路104上时，即便发光二极管链202正常工 作，监测电路106仍然可能在发光二极管链202的两端监测到测试信号的波形，所以导致 产生错误的判断。为避免这种不该发生的错误报警，一个虚拟负载(比如电阻204)以并 联的方式连接于发光二极管链202的两端。电阻204具有较小的阻值，因而电阻204和发 光二极管链202并联起来的总的阻值更小。通过为电阻204选择一个合适的阻值，监测 电路106不能在发光二极管链202的两端监测到测试信号的波形，从而避免了错误报警。 然而，该种传统电路的缺点是，只要车灯打开，电阻204总在消耗电力并产生热量。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，对那些用发光二极管替换传统的白炽灯作为光 源的汽车，避免汽车在自检时因为光源替换而造成的错误报警。为解决上述技术问题，本发明提供了一种车灯驱动电路。该电路包含耦合于供 电线路和地之间的电流通路和与供电线路耦合的监控单元。该电流通路包含虚拟负载。 监控单元监控供电线路上是否施加有测试信号。测试信号用于测试车灯是否正常工作。如果监测到测试信号，监控单元导通电流通路，产生流经虚拟负载到地的电流从而减小 该电路的总的电阻值。本发明还提供了一种车灯系统，包含光源和驱动光源的电路。所述电路包含与 供电线路耦合的第一电容和耦合于所述供电线路和地之间的电流通路。当测试所述车 灯是否正常工作的测试信号施加于所述供电线路上时，所述第一电容两端的电压大于阈 值，所述电流通路导通从而减小所述电路的总的电阻值。本发明还提供了一种车灯驱动方法，包括下列步骤监测供电线路上的测试信 号，所述测试信号用于测试所述车灯是否正常工作；如果监测到所述测试信号，则接通 耦合于所述供电线路和地之间的电流通路以减小所述车灯驱动电路的总的电阻值；如果 没有监测到所述测试信号，则断开所述耦合于所述供电线路和地之间的电流通路。与现有技术相比，通过采用本发明所述的电路和利用所述电路驱动车灯的方 法，能够在汽车自检时避免因为光源替换造成的错误警报，并且能够节省电力，减少热 量的产生。
以下通过对本发明的一些实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的 目的、具体结构特征和优点。图1所示为一种用于汽车上白炽灯的传统电路的方框图；图2所示为一种传统电路的方框图，该传统电路应用于将白炽灯替换为发光二 极管的汽车；图3所示为根据本发明一个实施例的电路的方框图，该电路应用于将白炽灯替 换为发光二极管的汽车；图4所示为根据本发明一个实施例的电路的示意图，该电路应用于将白炽灯替 换为发光二极管的汽车；图5所示为图4中电容410两端的电压和供电线路上测试信号的关系示意图；图6所示为根据本发明一个实施例的为汽车光源供电的方法流程图。
具体实施例方式以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明通过这些实施方式进行 阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵 盖所附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式
中给出了众多的具体细 节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实 例中，对于大家熟知的方法、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。图3所示为根据本发明一个实施例的电路300的方框图，该电路300应用于将白 炽灯替换为发光二极管的汽车。在一个实施例中，电路300集成于一个车灯系统内。电 路300通过供电线路306与电源314耦合。在一个实施例中，电源314是汽车上的电池。电路300包含耦合于供电线路306和地之间的电流通路。在一个实施例中，该电流通路包含串联连接的虚拟负载304和开关318。监控单元302与供电线路306耦合，并 监测供电线路306上的测试信号。监控单元302通过控制开关318的开/关状态来决定 电流通路的导通状态。如果监控单元302在供电线路306上监测到测试信号，则监控单 元302接通开关318以产生流经虚拟负载304到地的电流，从而使电路300的总的电阻减 小。电路300还进一步包含直流/直流变换器310。直流/直流变换器310与供电线路 306耦合，为光源(如发光二极管链312)提供调整后的电力。电流监测器316监测流经 发光二极管链312的电流，并为控制器308提供指示该电流的监测信号。控制器308与 直流/直流变换器310耦合，根据电流监测器316提供的监测信号控制直流/直流变换器 310，从而使得直流/直流变换器310为发光二极管链312提供合适的电力。控制器308 也与开关318耦合，并根据流经发光二极管链312的电流控制开关318，进而控制电流通 路的导通状态。在某些情况下，汽车进行自检以判断车灯系统里的灯是否能正常工作，而此时 车灯系统里的白炽灯已经被替换为发光二极管链312。如果发光二极管链312正常工作， 电路300可以阻止错误报警的产生。汽车进行自检时，测试信号施加于供电线路306上 并持续一段时间，比如5秒。在一个实施例中，测试信号是方波。监测电路320监测电 路300两端的电压。如果在电路300两端监测到测试信号的波形，则监测电路320判定 光源故障，并产生报警信号使仪表板上的报警指示灯亮起。如果在电路300两端没有监 测到测试信号的波形，则监测电路320判定光源正常工作。监控单元302能够监测到测试信号并接通开关318以导通电流通路。图4中示出了根据本发明一个实施例的监控单元302的结构示意图。如果监测 到测试信号，在电流通路上，会有电流流经虚拟负载304到地。换言之，当开关318接 通，虚拟负载304以并联的方式与电路300耦合，从而使电路300的总电阻减小。通过为 虚拟负载304选择合适的阻值，使得测试信号波形的幅度足够小，从而使得监测电路320 不能在电路300两端监测到测试信号的波形，这样就能避免产生错误报警。当自检结束 (供电线路306上没有测试信号)，监控单元302断开开关318以断开电流通路，从而虚 拟负载304不再消耗电力。控制器308还能根据流经发光二极管链312的电流监测发光二极管链312是否出 现异常。如果发光二极管链312处于开路状态，流经发光二极管链312的电流为0，因而 小于预设的第一电流值。如果发光二极管链312处于短路状态，流经发光二极管链312 的电流大于预设的第二电流值。因此，通过将流经发光二极管链312的电流与一个或多 个预设的电流值进行比较，控制器308可以判定发光二极管链312是否出现异常。在一 个实施例中，如果监测到发光二极管链312出现异常，控制器308断开开关318以断开电 流通路。这样，监测电路320将会监测到测试信号的波形并产生报警信号。控制器308 还能根据流经发光二极管链312的电流控制直流/直流变换器310，使直流/直流变换器 310为发光二极管链312提供合适的电力，从而使发光二极管链312具有期望的亮度。图4所示为根据本发明一个实施例的电路300的示意图，该电路应用于将白炽灯 替换为发光二极管的汽车。图4中示出了监控单元302的详细结构。图4中与图3编号 相同的部件具有类似的功能。图4的例子中，虚拟负载304是电阻416，开关318是晶体管412，电流监测器316是电阻414。在一个实施例中，监控单元302包含与供电线路306耦合的第一电容 402、阴极与第一电容402耦合且阳极与地耦合的第一二极管404、阳极与第一电容402耦 合且阴极通过第二电容410与地耦合的第二二极管406、以及与第二电容410并联的电阻 408。晶体管412的栅极与第二电容410耦合，因此第二电容410两端的电压决定了晶体 管412的导通状态。在一个实施例中，晶体管412具有阈值电压Vth。如果第二电容410 两端的电压V41tl小于Vth，则晶体管412断开。如果第二电容410两端的电压V41tl大于 Vth,则晶体管412接通。图5所示为第二电容410两端的电压V41tl和供电线路306上测 试信号的关系示意图。图4将结合图5进行描述。如果汽车没有进行自检，则供电线路306上没有施加测试信号。供电线路306 为电路300提供直流电力，比如12V的直流电压。直流电压被第一电容402隔离，从而 不会对第二电容410充电。第二电容410两端的电压V41tl小于阈值Vth。晶体管412断 开，从而电流通路断开。如果汽车进行自检，测试信号(示于图5)施加于供电线路306。因为测试信号 具有交流分量，所以能够通过第一电容402和第二二极管406，并为第二电容410充电。 如图5所示，当测试信号为高电平，第二电容410充电，V41tl增大。当测试信号为低电 平，第二电容410通过电阻408放电，V41tl减小。对于第一电容402的电容值、第二电容410的电容值、电阻408的电阻值的选取 可以有不同的方法。在一个实施例中，通过选择适当的第一电容402的电容值、第二电 容410的电容值、电阻408的电阻值，使得在测试信号中一系列脉冲的作用下，第二电容 410两端的电压V41tl能够达到动态平衡。所谓达到动态平衡是指电压V41tl的平均值变得 相对稳定。第二电容410选择较大的电容值、电阻408选择较大的电阻值，会使得第二 电容410的放电速度较慢。对于频率较低的测试信号，需要第二电容410的放电速度较 慢，这样在测试信号中一系列脉冲的作用下第二电容410两端的电压％1(|才能达到动态平在另一个实施例中，通过选择适当的第一电容402的电容值和第二电容410的电 容值，使得当供电线路306上没有施加测试信号时电压V41tl小于晶体管412的阈值电压， 从而使晶体管412断开。假设供电线路306提供的直流电压为VDD，第一电容402的电容 值为C4tl2,第二电容410的电容值为C41tl,第二二极管406两端的电压为VD2，晶体管412 的阈值电压为Vth，则C4tl2和C41tl可以通过式子⑴和式子(2)共同决定。Vm = (v^-vDi)* C402
QO2 + QlO(1)V410 < Vth(2)图6所示为根据本发明一个实施例的为汽车光源供电的方法流程图600。图6将 结合图3和图4进行描述。在步骤602中，监测供电线路306上是否施加有测试信号。比如，利用电路300 中的监控单元302进行监测。在步骤604中，如果监测到测试信号，则导通电流通路，产生流经虚拟负载304 的电流，从而减小电路300的总的电阻值。在一个实施例中，第二电容410在测试信号的作用下充电。第二电容410两端的电压大于开关318的阈值电压，使得开关318导通，进而使得电流通路导通。其结果 是使得虚拟负载304以并联的方式连接至电路300，使电路300的总的电阻值减小。因 此，监测电路320不能在电路300两端监测到测试信号的波形，也就不会产生错误报警。在步骤606中，如果没有在供电线路306上监测到测试信号，则断开电流通路。在一个实施例中，如果测试信号没有施加于供电线路306，第二电容410两端的 电压小于开关318的阈值电压，开关318断开进而使电流通路断开。虚拟负载304不再 消耗电力。综上所述，本发明提供了一种用于车灯的驱动电路、方法及车灯系统。该车灯 驱动电路利用发光二极管链作为光源，代替传统车灯中的白炽灯。当汽车执行自检以检 查车灯是否正常工作时，该电路导通电流通路以防止产生错误报警。当汽车没有自检 时，该电流通路被断开，因此可以节省电力消耗并减少热量的产生。在此使用的措辞和表达都是用于说明而非限制，使用这些措辞和表达并不将在 此图示和描述的特性的任何等同物(或部分等同物)排除在发明范围之外，在权利要求的 范围内可能存在各种修改。其它的修改、变体和替换物也可能存在。因此，权利要求旨 在涵盖所有此类等同物。
权利要求
1.一种车灯驱动电路，其特征在于，包括电流通路，包含虚拟负载，所述电流通路耦合于供电线路和地之间； 监控单元，与所述供电线路耦合并监测施加于所述供电线路上的测试信号，所述测 试信号用于测试所述车灯是否正常工作，当监测到所述测试信号时，所述监控单元接通 所述电流通路以产生流经所述虚拟负载到地的电流，从而减小所述车灯驱动电路的总的 电阻值。
2.根据权利要求1所述的车灯驱动电路，其特征在于，所述车灯驱动电路还包括 直流/直流变换器，与所述供电线路耦合，用于为所述车灯提供转换后的电力； 电流监测器，与所述车灯耦合，用于提供指示流经所述车灯的电流的监测信号；控制器，与所述电流监测器耦合，用于根据所述监测信号控制所述直流/直流变换 器，并根据所述监测信号控制所述电流通路的导通状态。
3.根据权利要求2所述的车灯驱动电路，其特征在于，如果所述车灯处于开路状态， 则所述控制器断开所述电流通路。
4.根据权利要求2所述的车灯驱动电路，其特征在于，如果所述车灯处于短路状态， 则所述控制器断开所述电流通路。
5.根据权利要求1所述的车灯驱动电路，其特征在于，所述虚拟负载是电阻。
6.根据权利要求1所述的车灯驱动电路，其特征在于，所述监控单元包括电容，如果所述测试信号施加于所述供电线路上时，则所述电容两端的电压大于阈 值，接通所述电流通路上的开关。
7.根据权利要求6所述的车灯驱动电路，其特征在于，如果所述供电线路上没有施加 测试信号，则所述电容两端的电压小于所述阈值，断开所述电流通路上的开关。
8.根据权利要求1所述的车灯驱动电路，其特征在于，所述监控单元包括第一电容，与所述供电线路耦合，用于传递所述测试信号且隔离所述供电线路上的 直流电力。
9.根据权利要求8所述的车灯驱动电路，其特征在于，所述监控单元还包括 第一二极管，阴极与所述第一电容耦合，阳极与地耦合；第二二极管，阳极与所述第一电容耦合，阴极通过第二电容与地耦合，其中，所述电流通路包含开关，所述开关的导通状态由所述第二电容两端的电压决定。
10.—种车灯系统，其特征在于，包括 光源；与供电线路耦合且驱动所述光源的电路，所述电路包含第一电容，与所述供电线路耦合，当测试所述车灯是否正常工作的测试信号施加于 所述供电线路上时，所述第一电容两端的电压大于阈值；电流通路，耦合于所述供电线路和地之间，当所述第一电容两端的电压大于所述阈 值时，所述电流通路导通以减小所述电路的总的电阻值。
11.根据权利要求10所述的车灯系统，其特征在于，所述车灯系统还包括 直流/直流变换器，与所述供电线路耦合，用于为所述光源提供转换后的电力； 电流监测器，与所述光源耦合，用于提供指示流经所述光源的电流的监测信号；控制器，与所述电流监测器耦合，用于根据所述监测信号控制所述直流/直流变换 器，并根据所述监测信号控制所述电流通路的导通状态。
12.根据权利要求11所述的车灯系统，其特征在于，如果所述光源处于开路状态，则 所述控制器断开所述电流通路。
13.根据权利要求11所述的车灯系统，其特征在于，如果所述光源处于短路状态，则 所述控制器断开所述电流通路。
14.根据权利要求10所述的车灯系统，其特征在于，所述电流通路包括电阻。
15.根据权利要求10所述的车灯系统，其特征在于，所述光源是发光二极管链。
16.根据权利要求10所述的车灯系统，其特征在于，所述电路还包括 第二电容，与所述供电线路耦合；第一二极管，阴极与所述第二电容耦合，阳极与地耦合；第二二极管，阳极与所述第二电容耦合，阴极通过第一电容与地耦合，其中，所述电流通路包含开关，所述开关的导通状态由所述第一电容两端的电压决定。
17.—种车灯驱动方法，其特征在于，包括下列步骤监测供电线路上的测试信号，所述测试信号用于测试所述车灯是否正常工作； 如果监测到所述测试信号，则接通耦合于所述供电线路和地之间的电流通路以减小 车灯驱动电路的总的电阻值；如果没有监测到所述测试信号，则断开所述耦合于所述供电线路和地之间的电流通路。
18.根据权利要求17所述的车灯驱动方法，其特征在于，所述方法还包括 监测流经所述车灯的电流；如果所述车灯处于开路状态，则断开所述电流通路。
19.根据权利要求17所述的车灯驱动方法，其特征在于，所述方法还包括 监测流经所述车灯的电流；如果所述车灯处于短路状态，则断开所述电流通路。
20.根据权利要求17所述的车灯驱动方法，其特征在于，所述方法还包括 利用直流/直流变换器接收所述供电线路上的输入电力并提供转换后的电力； 根据流经所述车灯的电流控制所述直流/直流变换器；利用所述转换后的电力为所述车灯供电。
21.根据权利要求17所述的车灯驱动方法，其特征在于，所述方法还包括 利用所述测试信号对电容充电；如果所述电容两端的电压大于阈值，则接通所述电流通路上的开关从而导通所述电 流通路。
全文摘要
本发明公开一种车灯驱动电路、方法及车灯系统。所述车灯驱动电路包含耦合于供电线路和地之间的电流通路和与供电线路耦合的监控单元。该电流通路包含虚拟负载。监控单元监控供电线路上是否施加有测试信号。测试信号用于测试车灯是否正常工作。如果监测到测试信号，监控单元导通电流通路，产生流经虚拟负载到地的电流从而减小该电路的总的电阻值。本发明能够在汽车自检时防止因为光源替换而产生错误报警，还能节省电力消耗并减少热量的产生。
文档编号B60Q1/00GK102009618SQ20101028540
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月15日 优先权日2009年9月17日
发明者李胜泰, 林永霖, 柳达, 许政伟 申请人:凹凸电子(武汉)有限公司