驱动装置的制作方法

文档序号:26494267发布日期:2021-09-03 22:39阅读:46来源:国知局
驱动装置的制作方法

1.本文公开的发明涉及驱动装置。


背景技术:

2.通常,用于驱动诸如发光元件的负载的驱动装置(例如,用于摩托车的led(发光二极管)驱动ic)被用于各种应用中。
3.与上述内容有关的现有技术的示例可见于本申请人所申请的公开号为2019-169655的日本未审查专利申请中。
4.一些常规的驱动装置具有以预定周期间歇地驱动输出电流的功能(例如,使摩托车上的闪光灯闪烁的功能),所述输出电流为负载供电。
5.不便的是,利用上述常规驱动装置,操作外部连接到它们的开关(例如,使得闪光灯开关左右切换)可能会使输出电流的供电周期(例如,led闪光灯的初始发光周期)变得不确定。


技术实现要素:

6.鉴于本发明人遇到的上述问题,本公开发明的目的是提供一种能够适当地间歇地驱动输出电流的驱动装置。
7.根据本公开的一个方面,一种驱动装置包括:输出端子;晶体管,被配置为生成输出到所述输出端子的输出电流;逻辑电路,被配置为以预定周期执行晶体管的导通/截止控制;电流感测电路,被配置为感测所述输出电流。所述电流感测电路被配置为在所述晶体管的导通周期期间被启用。所述逻辑电路被配置为在所述导通周期期间当所述输出电流低于第一阈值时,中止所述导通/截止控制并且重置所述导通周期。
8.通过以下结合附图对优选实施例的描述,本发明的其他特征、要素、步骤、益处和特征将变得清楚。
附图说明
9.图1是示出发光系统的整体构造的图。
10.图2是示出发光元件驱动装置的端子布置的图。
11.图3是示出发光元件驱动装置的内部构造的图。
12.图4是示出发光元件驱动装置的部分(电压感测电路周围)的构造的图。
13.图5是示出闪光控制的一个示例(基本操作)的图。
14.图6是示出闪光控制中如何发生故障的图。
15.图7是示出闪光控制中如何发生故障的图。
16.图8是示出发光元件驱动装置的部分(电压感测电路周围)的构造的图。
17.图9是示出如何消除闪光控制中的故障的图。
18.图10是示出摩托车的外观的图。
具体实施方式
19.发光系统
20.图1是示出设有发光元件驱动装置的发光系统的整体构造的图。该构造示例的发光系统1作为用于控制闪光灯(转向指示灯或转向信号灯,在日本也称为眨眼灯(winker lamp))闪烁的构件,用于安装在摩托车(或任何其他类型的车辆)上。发光系统1包括发光元件驱动装置100和外部连接到其上的各种分立部件。
21.分立部件包括左闪光灯lf和lr(前和后)、右闪光灯rf和rr(前和后)、闪光灯开关sw、多个电阻(rcrt1,rcrt2,rse,rsse,rvop1,rvop2,rvscp1和rvscp2)、多个电容器(ccrt,cvin和cvreg)、二极管din和齐纳二极管zd。
22.发光元件驱动装置100是半导体集成电路装置(通常被称为led驱动ic),其从电池+b接收输入电压vin(例如6至18v),并将输出电流iout(例如,最大1.5a)输出,从而控制左闪光灯lf和lr以及右闪光灯rf和rr的闪烁。
23.作为用于与装置外部建立电连接的构件,发光元件驱动装置100包括多个外部端子(source引脚、se引脚、sse引脚、vin引脚、vop引脚、out引脚、outs引脚、vreg引脚、disc引脚、crt引脚和vscp引脚)。无需说,除上述端子外,发光元件驱动装置100可以具有任何外部端子。
24.现在将描述发光元件驱动装置100的外部连接。电池+b的正极端子连接到二极管din的阳极。二极管din和齐纳二极管zd各自的阴极、电容cvin的第一端子、以及电阻rse、rsse和rvop1各自的第一端子,都连接到vin引脚(即,用于输入电压vin的施加端子)。电阻rse的第二端子连接到source引脚和se引脚。电阻rsse的第二端子连接到sse引脚。电阻rvop1的第二端子和电阻rvop2的第一端子都连接到vop引脚。电池+b的负极端子、齐纳二极管zd的阳极、电容器cvin和电阻rvop2各自的第二端子、以及gnd引脚均连接到接地端子。
25.闪光灯开关sw的输入端子连接至out引脚,并连接至outs引脚。闪光灯开关sw的第一输出端子连接到每个左闪光灯lf和lr。闪光灯开关sw的第二输出端子连接到每个右闪光灯rf和rr。由于构造原因,闪光灯开关sw通常具有漏电流流经的导通路径。
26.左闪光灯lf包括电阻r1和发光二极管led1。电阻r1的第一端子连接至闪光灯开关sw的第一输出端子。电阻r1的第二端子连接到发光二极管led1的阳极。发光二极管led1的阴极连接至接地端子。
27.右闪光灯rf包括电阻r2和发光二极管led2。电阻r2的第一端子连接至闪光灯开关sw的第二输出端子。电阻r2的第二端子连接到发光二极管led2的阳极。发光二极管led2的阴极连接到接地端子。
28.左闪光灯lr包括电阻r3a和r3b以及发光二极管led3。电阻r3a和r3b各自的第一端子均连接至闪光灯开关sw的第一输出端子。电阻r3a的第二端子连接至发光二极管led3的阳极。电阻r3b的第二端子和发光二极管led3的阴极均连接至接地端子。
29.右闪光灯rr包括电阻r4a和r4b以及发光二极管led4。电阻r4a和r4b各自的第一端子均连接至闪光灯开关sw的第二输出端子。电阻r4a的第二端子连接至发光二极管led4的阳极。电阻r4b的第二端子和发光二极管led4的阴极均连接至接地端子。
30.电阻rcrt1和rvscp1各自的第一端子以及电容器cvreg的第一端子连接至vreg引脚(即,用于恒定电压vreg的施加端子)。电阻rcrt1的第二端子和电阻rcrt2的第一端子连
接到disc引脚。电阻rcrt2的第二端子和电容器ccrt的第一端子连接到crt引脚。电阻rvscp1的第二端子和电阻rvscp2的第一端子连接到vscp引脚。电容器cvreg和电容器ccrt各自的第二端子以及电阻rvscp2的第二端子连接至接地端子。
31.如上所述,该构造示例的发光系统1包括发光元件驱动装置100、闪光灯开关sw和至少一个发光元件(在图1中,四个发光二极管led1至led4),闪光灯开关sw和至少一个发光元件串联连接至发光元件驱动装置100的out引脚。
32.例如,闪光灯开关sw设置在车辆的车把(或方向盘)附近,并且接受驾驶员用于指定车辆的行驶方向的操作(用于在左闪烁状态、右闪烁状态和关闭状态间切换的操作)。
33.更具体地,闪光灯开关sw可以处于以下三种状态之一:第一状态(左闪烁状态),其中闪光灯开关sw保持out引脚与左闪光灯lf和lr之间的路径导通,并且保持out引脚与右闪光灯rf和rr之间的路径切断;第二状态(右闪烁状态),其中闪光灯开关sw使out端子与右闪光灯rf和rr之间的路径导通,并且使out端子与左闪光灯lf和lr之间的路径切断;以及第三状态(关闭状态),其中闪光灯开关sw保持out引脚与左闪光灯lf和lr之间的路径以及out引脚与右闪光灯rf和rr之间的路径均切断。
34.在整个过程中,从第一状态(左闪烁状态)切换到第二状态(右闪烁状态),并且从第二状态(右闪烁状态)切换到第一状态(左闪烁状态),都是要中间经过第三状态(关闭状态)。
35.端子排列(20引脚)
36.图2是示出发光元件驱动装置100的端子排列(20引脚)的俯视图。此处示出的发光元件驱动装置100采用20引脚htssop(散热薄型小外形尺寸封装)作为其封装。该封装在两个方向(图中平面的左右方向)上总共布置有20个引脚,两个相对侧的每一侧分别有10个引脚。
37.source引脚(引脚1)是电源输入端子。se引脚(引脚2)是输出电流感测输入端子。sse引脚(引脚4)是闪烁l模式输出电流感测输入端子。vin引脚(引脚6)是电源端子。vop引脚(引脚9)是开路检测阈值设置端子。gnd引脚(引脚11)是接地端子。vscp引脚(引脚13)是短路检测阈值设置端子。crt引脚(引脚14)和disc引脚(引脚15)均为cr定时器设置端子。vreg引脚(引脚17)是恒定电压端子。outs引脚(引脚19)是感测输出端子。out引脚(引脚20)是电源输出端子。exp-pad端子由虚线表示,设于封装的底面上,既用作接地端子,又用作散热垫。
38.除上述以外的引脚(引脚3、引脚5、引脚7、引脚8、引脚10、引脚12、引脚16和引脚18)均为非连接(nc)端子。例如,当将功能添加到发光元件驱动装置100时,这些引脚可以被分配所需的功能。
39.发光元件驱动装置
40.图3是示出发光元件驱动装置100的内部构造的图。该构造示例的发光元件驱动装置100包括例如以集成在一起的形式的p沟道mos(金属氧化物半导体)场效应晶体管101h和101l、驱动器102h和102l、基准电压源103、调节器104、电压感测电路105、cr定时器106、欠压保护电路107、温度保护电路108、电流感测电路110和逻辑电路120。无需说,发光元件驱动装置100可以包括除上述电路以外的任何电路。
41.晶体管101h的源极连接到source引脚。晶体管101l的源极连接到sse引脚。晶体管
101h和101l各自的漏极都连接到out引脚。晶体管101h的栅极连接到驱动器102h的输出端子。晶体管101l的栅极连接到驱动器102l的输出端子。
42.响应于来自逻辑电路120的指令,驱动器102h驱动晶体管101h导通和截止,以在预定的闪烁周期t(=ton+toff)导通和切断到out引脚的输出电流iout(细节将在后面给出)。在晶体管101h的导通周期ton期间,source引脚和out引脚之间的路径保持导通。因此,输出电流iout可以流经晶体管101h。另一方面,在晶体管101h的截止周期toff期间,source引脚与out引脚之间的路径被保持切断。因此,输出电流iout不流经晶体管101h。
43.响应于来自逻辑电路120的指令,驱动器102l线性地控制晶体管101l的栅极电压,以生成到out引脚的恒定电流iref(其中iref<iout)(细节将在后面给出)。
44.因此,晶体管101l和驱动器102l可以被理解为生成恒定电流iref的恒流源130的电路元件。例如,可以通过使用基准电压vbg来设定恒定电流iref的目标值。恒流源130在晶体管101h的截止周期toff(包括导通/截止控制中止周期)期间被启用。
45.基准电压源103从输入电压vin生成预定的基准电压vbg。例如,输入电压依赖性和温度依赖性都比较低的带隙电源适合用作基准电压源103。
46.调节器104从输入电压vin生成预定的恒定电压vreg(例如5v),以将其馈送到vreg引脚。例如,恒定电压vreg作为发光元件驱动装置100内的内部供电电压被提供给发光元件驱动装置100的不同部分。用于相位补偿的电容器cvreg(例如1至10μf)需要外部连接到vreg引脚。适合用作调节器104的例如是ldo(低压降)调节器。恒定电压vreg的目标值例如可以通过使用基准电压vbg来设定。
47.电压感测电路105感测出现在outs引脚(等效于out引脚)的输出电压vout,并将感测结果传送到逻辑电路120。如同之前描述的恒流源130一样,在晶体管101h的截止周期toff(包括其中导通/截止控制中止周期)期间,电压感测电路105被启用。例如,生成比较信号s0的比较器可以用作电压感测电路105,其中比较器通过将馈送到比较器的反相输入端子(-)的输出电压vout与馈送到比较器的非反相输入端子(+)的阈值电压vth0进行比较来生成比较信号s0。这样,当vout>vth0时,比较信号s0为低电平,而当vout<vth0时,比较信号s0为高电平。稍后将详细描述基于比较信号s0的逻辑电路120的操作。
48.cr定时器106生成用于控制闪光灯闪烁的内部时钟信号clk,并将其馈送到逻辑电路120。可以通过使用外部连接到crt引脚和disc引脚的分立部件(电阻rcrt1和rcrt2以及电容器ccrt)设置内部时钟信号clk的振荡频率(进而闪光灯的闪烁周期t(=1/f))以及内部时钟信号clk的占空比(=ton/t)。cr定时器106可以设有分频功能。
49.欠压保护电路107(通常称为欠压锁定电路(undervoltage lock-out circuit))监视输入电压vin和恒定电压vreg,并将监视结果传送到逻辑电路120。例如,当输入电压vin变得高于uvlo去激活值(例如5v)时,欠压保护电路107停止uvlo操作,并且当输入电压vin变得低于uvlo激活值(例如4.5v)时,欠压保护电路107开始uvlo操作。此外,例如,当恒定电压vreg变得高于uvlo去激活值(例如3.5v)时,欠压保护电路107停止uvlo操作,并且当恒定电压vreg变得低于uvlo激活值(例如2.0v)时,欠压保护电路107开始uvlo操作。当uvlo操作开始时,除调节器104之外的所有电路模块都将关闭。例如,可以通过使用基准电压vbg来设置uvlo去激活值和uvlo激活值。
50.温度保护电路108(通常称为tsd(thermal shut-down,热关断)电路)监视发光元
件驱动装置100的芯片温度(结温),并将监视结果传送至逻辑电路120。例如,当芯片温度变得高于异常检测值(例如125℃)时,温度保护电路108开始tsd操作。异常检测值例如可以通过使用基准电压vbg来设定。
51.电流感测电路110在晶体管101h的导通周期ton期间被启用。电流感测电路110感测出现在se引脚上的感测电压vse(=vin-iout
×
rse),并将感测结果传送到逻辑电路120。此配置示例的电流感测电路110包括三个比较器111至113。
52.比较器111是用于闪光灯开关sw的开路检测比较器。比较器111通过将被馈送到比较器111的反相输入端子(-)的阈值电压(vin-vth1,其中,例如,vth1=50mv)与被馈送到比较器111的非反相端子(+)的感测电压vse进行比较,从而生成比较信号s1。因此,当iout<ith1(=vth1/rse)时,比较信号s1为高电平(即,表示检测到sw开路的逻辑电平),并且当iout>ith1时,比较信号s1为低电平(即,表示未检测到sw开路的逻辑电平)。稍后将详细描述基于比较信号s1的逻辑电路120的操作。
53.比较器112是用于闪光灯的led短路检测比较器。比较器112通过将被馈送到比较器112的反相输入端子(-)的阈值电压(vin-vth2,例如,vth2=1.0至1.2v)与被馈送到比较器112的非反相端子(+)的感测电压vse进行比较来生成比较信号s2。因此,当iout<ith2(=vth2/rse)时,比较信号s2处于高电平(即,指示未检测到led短路的逻辑电平),并且当iout>ith2时,比较信号s2处于低电平(即,指示检测到led短路的逻辑电平)。
54.在检测到led短路时,逻辑电路120强制关闭晶体管101h。从而可能防止由于过电流引起的加热和破坏,因此使发光元件驱动装置100具有更高的可靠性。可以使用外部连接至vscp引脚的电阻rvscp1和rvscp2来设置阈值电压vth2。
55.比较器113是用于闪光灯的led开路检测比较器。比较器113通过将被馈送到比较器113的反相输入端子(-)的阈值电压(vin-vth3,其中,例如,vth3>100mv)与被馈送到比较器113的非反相端子(+)的感测电压vse进行比较,来产生比较电压s3。因此,当iout<ith3(=vth3/rse)时,比较电压s3处于高电平(即,指示检测到led开路的逻辑电平),并且当iout>ith3时,比较电压s3处于低电平(即,指示未检测到led开路的逻辑电平)。
56.在检测到led开路时,逻辑电路120缩短闪烁周期t(例如,缩短为正常状态下的闪烁周期的一半)。例如,当左闪光灯lf和lr(或右闪光灯rf和rr)之一发生开路故障时,另一闪光灯以正常情况下两倍的速度闪烁。因此,可以在不需要单独的警报构件的情况下向驾驶员通知闪光灯的故障,从而使发光元件驱动装置100具有更高的可靠性。可以使用外部连接到vop引脚的电阻rvop1和rvop2来设置阈值电压vth3。
57.逻辑电路120是全面控制发光元件驱动装置100的整体操作的主要实施主体,并且包括用于对内部时钟信号clk中的脉冲数进行计数的计数器121。例如,在晶体管101h的导通/截止控制期间,逻辑电路120基于该计数器121的计数来对晶体管101h的导通时间ton和截止时间toff进行计数(因此,闪烁周期t=ton+toff)。
58.基本工作模式
59.图4是示出了发光元件驱动装置100的部分(电压感测电路105周围)的构造的图。发光元件驱动装置100具有作为基本工作模式的闪光灯切换监视模式、闪烁h模式和闪烁l模式。现在,将参考图4描述这些工作模式。
60.闪光灯切换监视模式
61.当闪光灯开关sw处于关闭状态(开路状态)并且晶体管101h的导通/截止控制中止时,发光元件驱动装置100处于闪光灯切换监视模式(即,其监视输出电压vout以检测闪光灯开关sw打开的工作状态)。
62.具体地,当晶体管101h的导通/截止控制中止时,输出电压感测电路105和恒流源130被启用,从而监视输出电压vout(=iref
×
(rsw+r3b/r4b)。
63.上式中的开关电阻rsw对应于闪光灯开关sw的电阻部件(包括漏电流通过的导体路径的电阻部件)。即,当闪光灯开关sw处于关闭状态(开路状态)时,开关电阻rsw为高。相反,当闪光灯开关sw处于打开状态(右闪烁或左闪烁状态)时,开关电阻rsw为低。
64.此外,在恒流源130中,驱动器102控制晶体管101l的栅极,从而使得sse引脚上的端子电压(=vin-rsse
×
iref)保持等于预定的监视电压(=vin-vref)。因此,通过out引脚流过与电阻rsse相匹配的恒定电流iref(=vref/rsse)。
65.恒定电流iref仅需要足够高以产生在开关电阻rsw两端可检测的电压差。因此,从省电的观点来看,恒定电流iref的电流值(例如0.2a)可以低于输出电流iout。
66.在上述闪光灯切换监视模式下,当输出电压vout低于导通阈值vth0l(例如vth0l=0.95v)的状态持续达预定屏蔽周期(例如8个时钟)时,逻辑电路120启动晶体管101h的导通/截止控制。
67.即,在检测到由闪光灯开关sw打开所导致的输出电压vout的下降(开关电阻rsw的下降)时,逻辑电路120启动晶体管101h的导通/截止控制。因此,发光元件驱动装置100切换到交替重复闪烁h模式和闪烁l模式的状态。
68.闪烁h模式
69.在发光元件驱动装置100已经从闪光灯切换监视模式转换到闪烁h模式时,逻辑电路120大体上保持晶体管101h导通达预定的导通周期ton(例如,256个时钟,大约350ms),以便通过out引脚馈送输出电流iout。
70.同时,输出电压感测电路105和恒流源130被禁用。这是因为,当晶体管101h导通时,vout始终约等于vin,而与闪光灯开关sw的状态无关,因此不可能通过监视输出电压vout来确定闪光灯开关sw的开关状态。
71.另一方面,在闪烁h模式下,启用电流感测电路110,并执行不同类型的保护操作(led的短路和开路检测)。此外,在闪烁h模式下,通过输出电流的监视执行闪光灯开关sw的开路检测(细节将在后面给出)。
72.如果在没有通过输出电流监视来激活led的短路检测、led的开路检测或闪光灯开关sw的开路检测中的任何一个的情况下经过了晶体管101h的导通周期ton,发光元件驱动装置100从闪烁h模式切换为闪烁l模式。
73.闪烁l模式
74.在发光元件驱动装置100从闪烁h模式转换到闪烁l模式时,逻辑电路120大体上保持晶体管101h截止达预定的截止周期toff(例如256个时钟,大约350ms),因此输出电流iout的生成被中止。
75.同时,电流感测电路110被禁用。这是因为,当晶体管101h截止时,输出电流iout不通过晶体管101h,因此,监视在se引脚上出现的感测电压vse是没有意义的。
76.另一方面,在闪烁l模式下,启用输出电压感测电路105和恒流源130,并且通过输
出电压监视执行闪光灯开关sw的开路检测。
77.具体地,在上述闪烁l模式下,当输出电压vout变为高于截止阈值vth0h(例如vth0h=1.0v)时,逻辑电路120中止晶体管101h的导通/截止控制。
78.也就是说,在检测到由于闪光灯开关sw打开(断开)所产生的输出电压vout的上升(即,开关电阻rsw的上升)时,逻辑电路120中止晶体管101h的导通/截止控制。结果,发光元件驱动装置100转回到前面所述的闪光灯切换监视模式。
79.如果在没有通过输出电压监视激活闪光灯开关sw的开路检测的情况下,经过了晶体管101h的截止时间toff,则发光元件驱动装置100从闪烁l模式切换为闪烁h模式。
80.闪烁控制
81.图5是示出通过发光元件驱动装置100进行闪烁控制的一个示例(基本操作)的图,从上至下描述了闪光灯开关sw的开关状态、晶体管101h的导通/截止状态、输出电压感测电路105和恒流源130的工作状态(即,输出电压vout的监视状态)、右闪光灯rf和rr的点亮/熄灭状态、左闪光灯lf和lr的点亮/熄灭状态。
82.在时刻t11之前,闪光灯开关sw处于断开状态(开路状态),并且晶体管101h的导通/截止控制被中止(即,晶体管101h保持截止)。因此,右闪光灯rf和rr以及左闪光灯lf和lr都是处于熄灭状态。
83.在这种状态下,发光元件驱动装置100处于前面所述的闪光灯切换监视模式。即,输出电压感测电路105和恒流源130被启用(en),输出电压vout的监视(更具体地,通过输出电压监视对闪光灯开关sw的打开进行检测)被执行。
84.在时刻t11,当闪光灯开关sw从关闭状态切换到右闪烁状态(打开状态),检测到输出电压vout下降;因此,晶体管101h的导通/截止控制开始。具体而言,发光元件驱动装置100切换到以预定的闪烁周期t(=ton+toff)交替重复闪烁h模式和闪烁l模式的状态。结果,输出电流iout间歇地流过右闪光灯rf和rr,因此右闪光灯rf和rr被驱动为闪烁。另一方面,输出电流iout不流过左闪光灯lf和lr,因此左闪光灯lf和lr保持熄灭状态。
85.如前所述,输出电压感测电路105和恒流源130在闪烁h模式下被禁用(dis),而在闪烁l模式下被启用(en)
86.然后,在时刻t12,在晶体管101h的截止周期toff期间,闪光灯开关sw从右闪烁状态切换到关闭状态。
87.此时,发光元件驱动装置100处于闪烁l模式,并且输出电压感测电路105和恒流源130被启用(en)。因此,当闪光灯开关sw关闭(开路)时,检测到输出电压vout的上升;因此,晶体管101h的导通/截止控制被中止,发光元件驱动装置100切换回到前面所述的闪光灯切换监视模式。此外,在逻辑电路120中,其中的计数器121被初始化,并重置闪烁周期t。
88.此后,在时刻t13,当闪光灯开关sw从关闭状态切换到左闪烁状态时,再次检测到输出电压vout的下降,因此晶体管101h的导通/截止控制开始。
89.此时,闪烁周期t已经被重置。因此,当发生向闪烁h模式的切换时,可以从零值开始递增导通周期ton的计数。这样,当左闪光灯lf和lr开始被驱动为闪烁时,防止了其初始发光周期变得不确定。
90.如上所述,在发光元件驱动装置100处于闪烁l模式的情况下,当将闪光灯开关sw切换到关闭状态(开路状态)时,通过输出电压监视来对闪光灯开关sw进行开路检测的功能
处于有效状态。这样可以防止闪光灯的闪烁控制出现故障(即不确定的或消失的(lost)初始发光周期)。
91.然而,在发光元件驱动装置100处于闪烁h模式的情况下,当将闪光灯开关sw切换到关闭状态(开路状态)时,通过输出电压监视来对闪光灯开关sw进行开路检测的功能保持无效状态。这可导致闪光灯的闪烁控制出现故障。
92.对此,作为解决上述问题的手段,发光元件驱动装置100创新性地设有通过输出电流监视来对闪光灯开关sw进行开路检测的功能(具体地说,是用于sw开路检测的比较器)。
93.在描述上述创新性功能(通过输出电流监视实现的sw开路检测功能)之前,现在将简要描述在不引入该创新性功能的情况下可能发生的故障。
94.图6和图7分别示出了在为了讨论的目的而没有引入通过输出电流监视实现的sw开路检测功能的情况下,发光元件驱动装置100在闪烁控制中如何发生故障的图,如前面所述的图5,图6和图7中的每个图从上至下描述了闪光灯开关sw的开关状态、晶体管101h的导通/截止状态、输出电压感测电路105和恒流源130的工作状态(即,输出电压vout的监视状态)、右闪光灯rf和rr的点亮/熄灭状态、左闪光灯lf和lr的点亮/熄灭状态。
95.在时刻t21之前,闪光灯开关sw处于关闭状态(开路状态),并且晶体管101h的导通/截止控制被中止。因此,右闪光灯rf和rr以及左闪光灯lf和lr都处于熄灭状态。
96.此时,发光元件驱动装置100处于前述的闪光灯切换监视模式。即,输出电压感测电路105和恒流源130被启用(en),输出电压vout的监视(更具体地,通过输出电压监视对闪光灯开关sw的打开进行检测)被执行。
97.在时刻t21,当闪光灯开关sw从关闭状态切换到右闪烁状态(打开状态)时,检测到输出电压vout下降;因此,晶体管101h的导通/截止控制开始。即,发光元件驱动装置100切换到以预定的闪烁周期t(=ton+toff)交替重复闪烁h模式和闪烁l模式的状态。结果,输出电流iout间歇地流过右闪光灯rf和rr,因此右闪光灯rf和rr被驱动为闪烁。另一方面,输出电流iout不流过左闪光灯lf和lr,因此左闪光灯lf和lr保持熄灭状态。
98.如前所述,输出电压感测电路105和恒流源130在闪烁h模式下被禁用(dis),而在闪烁l模式下被启用(en)。到目前为止的操作与先前参照图5中所示的操作没有不同。
99.然后,在时刻t22,在晶体管101h的导通周期ton期间,闪光灯开关sw从右闪烁状态切换到关闭状态。结果,右闪光灯rf和rr的电流供应路径被切断,因此右闪光灯灯rf和rr熄灭。
100.此时,发光元件驱动装置100处于闪烁h模式,并且输出电压感测电路105和恒流源130被禁用(dis)。因此,通过输出电压监视对sw进行开路检测的功能处于无效状态;因此,即使在时刻t22之后,闪烁周期t也不会重置,并且晶体管101h的导通周期ton持续存在。即,与图5中的时刻t12不同,在时刻t22,不从闪烁h模式返回到闪光灯切换监视模式。
101.此后,在时刻t23,当闪光灯开关sw从关闭状态切换到左闪烁状态时,到左闪光灯lf和lr的电流供应路径导通;因此,左闪光灯lf和lr进入点亮状态。即使在此刻,闪烁周期t(即,导通周期ton的计数)也不被重置。
102.然后,在时刻t24,,导通周期ton到期时,晶体管101h切换到截止状态,其中,导通周期ton直至时刻t24一直在计数而没有被重置。
103.如上所述,在左闪光灯lf和lr开始被驱动为闪烁的时刻,如果持续的导通周期ton
仍没有被重置,左闪光灯lf和lr的初始发光周期可以比预期的短,并且是不确定的(即在时刻t23和t24之间)。对于闪光灯的闪烁驱动,如果其中规定了最短的点亮周期,可能会违反相关法律。
104.如图7所示,如果闪光灯开关sw在导通周期ton刚到期之前即切换到左闪烁状态,那么左闪光灯lf和lr的初始发光周期(即时刻t23和t24之间)就变得非常短。
105.因此,在人眼无法识别上述初始发光周期的状态下,晶体管101h转换到截止周期toff。在这种情况下,人们显然可以意识到,左闪光灯lf和lr仅在晶体管101h转换到导通周期ton(闪烁h模式)的时刻(即时刻t25),才刚好点亮。换句话说,左闪光灯lf和lr开始闪烁的时间出现延迟。
106.法律规定了闪光灯开关sw被打开之后直到闪光灯开始闪烁所允许的时间(例如0.15秒以内)。因此,闪光灯的延迟开始闪烁可能会违反此类法律。
107.通过输出电流监视实现sw开路检测功能
108.现在,将给出作为用于解决发光元件驱动装置100中的上述故障的手段所引进的创新性功能(通过输出电流监视实现的sw开路检测功能)的详细说明。
109.图8是示出发光元件驱动装置100中的构造的一部分(电流感测电路110周围)的图。如前面所述,电流感测电路110包括用于通过输出电流监视实现sw开路检测的比较器111。
110.参照前面视图的图3示出了通过比较器111对阈值电压(vin-vth1)和感测电压vse进行相互比较的示例。然而,如图8所示,也可能有如下构造:减法器114生成输入电压vin与感测电压vse之间的差分电压(vin-vse),比较器111对该差分电压(vin-vse)和阈值电压vth1进行相互比较。
111.不管采用哪种构造,当iout<ith1(=vth1/rse)时,由比较器111生成的比较信号s1为高电平(即,指示检测到sw开路的逻辑电平),当iout>ith1时,由比较器111生成的比较信号s1为低电平(即,指示未检测到sw开路的逻辑电平)。
112.基于上述比较信号s1,逻辑电路120控制计数器121的重置。具体地,在晶体管101h的导通周期ton期间,闪光灯开关sw关闭(变为开路),因此输出电流iout下降,这导致比较信号s1上升到高电平,逻辑电路120中止晶体管101h的导通/截止控制,并且还初始化计数器121以便重置闪烁周期t。
113.图9是示出如何通过创新性地引入由输出电流监视实现sw开路检测功能来消除发光元件驱动装置100的闪烁控制中的故障的图,图中从上至下描述了闪光灯开关sw的开关状态、晶体管101h的导通/截止状态、输出电压感测电路105和恒流源130的工作状态(即,输出电压vout的监视状态)、电流感测电路110的工作状态(即,输出电流iout的监视状态)、右闪光灯rf和rr的点亮/熄灭状态、左闪光灯lf和lr的点亮/熄灭状态。
114.在时刻t31之前,闪光灯开关sw处于关闭状态(开路状态),并且晶体管101h的导通/截止控制被中止(即,晶体管101h保持截止)。因此,右闪光灯rf和rr以及左闪光灯lf和lr都处于熄灭状态。
115.此时,发光元件驱动装置100处于前述的闪光灯切换监视模式。即,输出电压感测电路105和恒流源130被启用(en),并且输出电压vout的监视(更具体地,通过输出电压监视对闪光灯开关sw的打开检测)被执行。另一方面,电流感测电路110被禁用(dis),因此不执
行对输出电流iout的监视。
116.在时刻t31,当闪光灯开关sw从关闭状态切换到右闪烁状态(开路状态)时,检测到输出电压vout的下降,因此,晶体管101h的导通/截止控制开始。即,发光元件驱动装置100转换到以预定的闪烁周期t(=ton+toff)交替地重复闪烁h模式和闪烁l模式的状态。结果,输出电流iout间歇地流过右闪光灯rf和rr,因此右闪光灯rf和rr被驱动为闪烁。另一方面,输出电流iout没有流过左闪光灯lf和lr,因此左闪光灯lf和lr保持熄灭状态。
117.如前所述,输出电压感测电路105和恒流源130在闪烁h模式下被禁用(dis),并且在闪烁l模式下被启用(en)。互补地,电流感测电路110在闪烁h模式下被启用(en),并且在闪烁l模式下被禁用(dis)。
118.然后,在时刻t32,在晶体管101h的导通周期ton期间,闪光灯开关sw从右闪烁状态切换到关闭状态。结果,到右闪光灯rf和rr的电流供应路径被切断,因此右闪光灯rf和rr进入熄灭状态。
119.此时,发光元件驱动装置100处于闪烁h模式,并且电流感测电路110被启用(en)。因此,当闪光灯开关sw打开(变为开路)时,检测到输出电流iout的下降(该电流的下降比led开路时发生的电流的下降要大);因此,晶体管101h的导通/截止控制被中止,并且发光元件驱动装置100回到前面所述的闪光灯切换监视模式。此外,在逻辑电路120中,其内部的计数器121被初始化,并且闪烁周期t被重置。
120.此后,在时刻t33,当闪光灯开关sw从关闭状态切换到左闪烁状态时,再次检测到输出电压vout的下降,因此晶体管101h的导通/截止控制开始。
121.此时,闪烁周期t已经被重置。因此,当发生向闪烁h模式的转换时,导通周期ton的计数可以从零值开始递增。以这种方式,当左闪光灯lf和lr开始被驱动为闪烁时,防止了其初始发光周期变得不确定。
122.如上所述,由于创新性地引入了通过输出电流监视实现的sw开路检测功能,即使在发光元件驱动装置100处于闪烁h模式时闪光灯开关sw切换至关闭状态(开路状态)的情况下,也不会在闪光灯的闪烁控制中出现故障(即,不会出现类似于不确定的或消失的初始发光周期的事情)。
123.修改示例
124.上面的实施例解决了其中闪光灯开关sw从右闪烁状态切换到关闭状态(开路状态),然后再切换到左闪烁状态的示例。无需说,当闪光灯开关sw以相反的顺序切换时,即,从左闪烁状态切换到关闭状态(开路状态),然后再切换到右闪烁状态,闪光灯的闪烁控制中也不会发生故障。当闪光灯开关sw从右闪烁状态切换到关闭状态(开路状态),然后再切换到右闪烁状态,或者从左闪烁状态切换到关闭状态(开路状态),然后再切换到左闪烁状态,也同样不会发生故障。
125.车辆(摩托车)
126.图10是示出摩托车的外观的图。此处显示的摩托车a通常称为中型摩托车(即对应于日本《道路交通法》中将发动机排量从50cc升高至400cc的车辆类别中的通用两轮摩托车)。摩托车a设置有led灯a1至a3(更具体地,led前灯a1、led尾灯a2和led闪光灯(转向指示灯或转向信号灯)a3)、用作灯的电源的电池a4、切换led闪光灯a3的驱动状态的闪光灯开关a5。
127.应该理解的是,为了便于说明,图10中的led灯a1至a3、电池a4和闪光灯开关a5所处的位置可能不同于他们实际的位置。
128.前述的左闪光灯lf和lr以及右闪光灯rf和rr对应于图10中的led闪光灯a3。前述的电池+b对应于图10中的电池a4。前述的闪光灯开关sw对应于图10中的闪光灯开关a5。
129.如上所述,可以将前述的发光系统1安装在摩托车a(或任何其他类型的车辆)上,作为用于控制led闪光灯a3闪烁的构件。
130.概述
131.以下是本文公开的各种实施例的概述。
132.例如,根据本文公开的一个方面,一种驱动装置包括:输出端子;晶体管,被配置为生成到所述输出端子的输出电流;逻辑电路,被配置为以预定周期执行晶体管的导通/截止控制;以及电流感测电路,被配置为感测输出电流。所述电流感测电路被配置为在所述晶体管的导通周期被启用,并且所述逻辑电路被配置为在所述导通周期期间当所述输出电流低于第一阈值时,中止导通/截止控制并且重置所述导通周期。(第一构造)
133.上述第一构造的驱动装置可以进一步包括:恒流源,被配置为生成到所述输出端子的恒定电流;电压感测电路,被配置为感测出现在输出端子上的输出电压。所述恒流源和所述电压感测电路可以配置为在晶体管截止周期期间被启用。所述逻辑电路可以被配置为在截止周期期间当所述输出电压高于截止阈值时中止导通/截止控制并重置所述导通周期。(第二构造)
134.在上述第二构造的驱动装置中,所述恒流源和所述电压感测电路可以被配置为:还在所述导通/截止控制中止时被启用。所述逻辑电路可以被配置为:当在所述导通/截止控制中止时所出现的所述输出电压低于导通阈值时,开始所述导通/截止控制。(第三构造)
135.在上述第二或第三构造的驱动装置中,所述恒定电流可以低于所述输出电流。(第四构造)
136.在上述第一至第四构造中的任一构造的驱动装置中,所述逻辑电路可以被配置为在所述导通周期期间当所述输出电流高于第二阈值时,强制使所述晶体管截止。(第五构造)
137.在上述第一至第五构造中的任一构造的驱动装置中,所述逻辑电路可以被配置为在所述导通周期期间当所述输出电流低于第三阈值时,缩短所述导通周期。(第六构造)
138.例如,根据本文公开的另一方面,一种发光系统包括:上述第一至第六构造中的任一构造的驱动装置;以及开关和至少一个发光元件,其串联连接到所述驱动装置的输出端子。(第七构造)
139.在上述第七构造的发光系统中,所述开关可以是用于漏电流的传导路径。(第八构造)
140.例如,根据本文公开的又一方面,一种车辆包括:根据上述第七或第八构造的发光系统。所述至少一个发光元件可以分别构成左闪光灯或右闪光灯。(第九构造)
141.在上述第九构造的车辆中,所述开关可以采取以下三个状态之一:第一状态,其中开关保持所述输出端子与所述左闪光灯之间的路径导通并且保持所述输出端子和所述右闪光灯之间的路径切断;第二状态,其中所述开关保持所述输出端子与所述右闪光灯之间的路径导通,并且保持所述输出端子与所述左闪光灯之间的路径切断;以及第三状态,其中
所述开关保持所述输出端子与所述左闪光灯之间的路径以及所述输出端子与所述右闪光灯之间的路径均切断。在此,从所述第一状态到所述第二状态的切换以及从所述第二状态到所述第一状态的切换都可以途中经过所述第三状态来进行。(第十构造)
142.进一步修改
143.本文公开的各种技术特征可以以不同于通过上述实施方式具体描述的任何方式来实现,并且在不偏离本发明技术创新的精神的范围内允许许多修改。例如,驱动装置的目标不限于发光元件。又例如,安装驱动装置的位置不限于车辆上。即,应当理解,本文公开的实施方式在各个方面都是示例性的而不是限制性的,并且本发明的技术范围不是由以上给出的实施方式的描述限定的,而是由所附权利要求的范围限定的,并且包括等同于权利要求的意义和范围内的任何修改。
144.工业适用性
145.本文公开的发明应用于例如用于驱动摩托车上的led闪光灯闪烁的led驱动器ic。
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