CN100584137C - 可用来取代灯泡式方向灯的车用闪烁频率匹配装置 - Google Patents

可用来取代灯泡式方向灯的车用闪烁频率匹配装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车用闪烁频率匹配装置，适合用于组装在一车体上，所述车体包含一具有二电源输出端的电源继电器，及至少一电连接于两输出端间而可受该电源继电器驱动闪烁的方向灯。一具有至少一连接于电源继电器的两输出端间的发光二极管的发光单元、一在该发光单元的发光二极管通电时受激发而输出一控制信号的感应单元，及一受控于该感应单元而适时提供电阻匹配作用的匹配单元。该匹配单元包括串联于所述电源继电器的该二输出端间的一匹配电阻与一开关元件，该开关元件可受该感应单元输出的控制信号激发，而将该匹配电阻电连接于该二输出端间。

Description

可用来取代灯泡式方向灯的车用闪烁频率匹配装置
技术领域
本发明涉及一种匹配装置，特别是一种可用来取代灯泡式方向灯的车用闪烁频率匹配装置。
背景技术
一般汽车或机车的车体，至少都会在车头与车尾处左、右侧各安装一方向灯，并经由一电源继电器提供每一侧方向灯闪烁所需的电源，当驾驶员橾作某一侧的方向灯闪烁时，其等效电路如图1所示，在一电源继电器21的正、负电源输出端211、212，以并联方式连接二灯泡型的方向灯22。
以汽车为例，依方向灯相关法规的规定，该电源继电器21必须随着输出端所并联各方向灯22的等效电阻的不同，而以不同的频率驱动方向灯22闪烁，当该二灯泡型式的方向灯22皆未损坏时，该电源继电器21控制方向灯22的正常闪烁频率约1～2Hz，当有一方向灯22损坏而呈断路状态时，电源继电器21将因两方向灯22并联的电阻值倍增，而变成以较快的警示闪烁频率如3～5Hz驱动未损坏的方向灯22闪烁，藉此提醒驾驶员维修，以维护行车安全。
以每一灯泡型式方向灯22的电阻值＝RA为例作说明，当电源继电器21的两输出端211、212的并联两个方向灯22时，其等效电阻R＝RA/2，当其中一方向灯22损坏而呈断路状态时，其等效电阻R＝RA。
由于目前光源的设计已有大幅改变，以往灯泡型式方向灯已逐渐淘汰，而被发光二极管型式方向灯所取代，由于发光二极管具有省电、寿命长等优点，往后可预见无论方向灯的改装或损坏后的换装，以发光二极管型式方向灯来取代灯泡型式方向灯将成为趋势，但在此以前必须克服的是电阻值的匹配间题，其原因在于：发光二极管的电阻远大于一般灯泡，若单纯以发光二极管型式方向灯直接取代灯泡型式方向灯，则一个发光二极管型式方向灯与一个灯泡型式方向灯并联的等效电阻将约等于RA，导致电源继电器21仍将以前述警示闪烁频率驱动方向灯，而无法回复正常闪烁频率。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有匹配效果而可用来取代灯泡型方向灯的车用闪烁频率匹配装置。
本发明的上述目的是这样实现的，一种车用闪烁频率匹配装置，适合于组装在一车体上，所述车体包含一具有二电源输出端的电源继电器，及至少一连接于该二输出端间而可受该电源继电器驱动闪烁的方向灯，该车用闪烁频率匹配装置包含：
一发光单元，具有至少一连接于所述电源继电器的二输出端间的发光二极管；
一感应单元，与该发光单元的发光二极管连接，并在该发光单元的发光二极管通电时受激发而输出一控制信号；
一匹配单元，包括串联于所述电源继电器的该二输出端间的一匹配电阻与一开关元件，该开关元件可由感应单元输出的控制信号激发，而将该匹配电阻连接于该二输出端间；及
一辅助启动单元，包括一可在所述电源继电器的两输出端供电的一短暂时间内连接该二输出端间的启动电阻，及一经过该短暂时间后断开该启动电阻的解除电路。
有关本发明的上述及其它技术内容、特点与功效，可以从以下参考附图的较佳实施例的详细说明中得以理解。
需要说明的是，在以下说明书中，类似的元件用相同的编号来表示。
附图说明
图1是一般车体内的一电源继电器以并联方式外接复数个方向灯的等效电路图；
图2是本发明车用闪烁频率匹配装置的第一较佳实施例组装在一车体上的功能方块图；
图3是该第一较佳实施例组装在一车体上的等效电路图；
图4是本发明车用闪烁频率匹配装置的第二较佳实施例组装在一车体上的等效电路图；及
图5是本发明车用闪烁频率匹配装置的第三较佳实施例组装在一车体上的等效电路图。
附图标记说明：31电源继电器；703线圈；311输出端；724接点组；32方向灯；725共同接点；4匹配装置；726常闭接点；5发光单元；727常开接点；51发光二极管；8辅助启动电路；6感应单元；81启动电阻；611感应线圈；82解除电路；612放大器；821启动线圈；613控制接脚；822接点组；62光耦合元件；823共同接点；621光电二极管；824常闭接点；622光晶体管；825常开接点；623控制接脚；83启动电阻；7匹配单元；84解除电路；711匹配电阻；841光耦合元件；712开关元件；842光电二极管；721匹配电阻；843光晶体管；722开关元件；844开关元件。
具体实施方式
如图2所示，本发明的车用闪烁频率匹配装置4的第一较佳实施例适合用于组装在一车体上，所述车体包含一具有二正、负电源输出端311的电源继电器31，及至少一电连接于该二输出端311间而受该电源继电器31驱动闪烁的方向灯32。此处的方向灯3以一般电阻值小于发光二极管的灯泡为例作说明，其电阻值为RA，且电源继电器31在其二输出端311外接的等效电阻为RA/2，以正常闪烁频率(1～2Hz)来输出电源，此等效电阻为RA/2等同于两个灯泡型式方向灯32并联的电阻值。当两输出端311外接的等效电阻为RA时，电源继电器31以较快的警示闪烁频率(3～5Hz)来输出电源。
在图2中所揭露的情形，如同电源继电器31的两输出端311原本外接有两个并联的方向灯32，但其中一个损坏后以该匹配装置4来取代，经由该匹配装置4取代可使电源继电器31两输出端311以正常工作频率输出电源来驱动方向灯32与匹配装置4正常闪烁，并能在匹配装置4因损坏而无法发亮时，使电源继电器31能以警示闪烁频率输出电源。
该匹配装置4在第一较佳实施例中与所述车体的方向灯32相并联，使其可受车体的电源继电器31输出的电源驱动而闪烁发亮。该匹配装置4包含一可由所述电源继电器31供电而闪烁发亮的发光单元5、一在该发光单元5通电时可受激发的感应单元6、一受控于该感应单元6而适时提供电阻匹配的匹配单元7，及一在所述方向灯32损坏时短暂提供启动功能的辅助启动单元8。
参见图3，该发光单元5具有至少一电连接于所述电源继电器31的二输出端311间的发光二极管51。该发光单元5在实际组装作为车体的方向灯时，通常会由多个发光二极管51组成，以提供足够的亮度，在本实施例中为了方便说明仅以一发光二极管51为例作说明。
该感应单元6与该发光单元5的发光二极管51连接，并可在该发光二极管51通电时受激发而输出一控制信号。在本实施例中该感应单元6的实施型态是包括与该发光二极管51共同串联在两输出端311间的电流感应线圈611，及一可将该感应线圈611所感应的信号予以放大并输出给控制信号的放大器612。在此须进一步说明的是，本实施例中该放大器612由其一控制接脚613输出该控制信号，且该控制信号为一高电位。当发光二极51不导通发亮时，该感应线圈611将因感应电流为零，导致该放大器612无法受激发，此时其控制接脚613输出一低电位，也就是说此时放大器612无法输出该控制信号。
该匹配单元7包括，串联于所述电源继电器31的两输出端311间的一匹配电阻711与一开关元件712。设计上该匹配电阻711的电阻值与所述方向灯32电阻值相当，也就是约等于RA。本实施例中该开关元件712采用一场效应晶体管(MOSFET)，其栅极连接并受控于前达感应单元6的放大器612的控制接脚613，而其源极与漏极则串连于该匹配电阻711的电流回路中。有关匹配单元7受该感应单元6控制的情形，将于下文详细描述。
该辅助启动单元8包括一可在所述电源继电器31的两输出端311供电的一短暂时间内(如10msec)连接于该二输出端311间的启动电阻81，及一经过该短暂时间后断开该启动电阻81的解除电路82。该启动电阻81受控于该解除电路82而选择性连接于两输出端311间。
在本实施例中，解除电路82采用一继电器，具有一连接于两输出端311间的启动线圈821，及一受该启动线圈821控制的接点组822，该接点组822具有一共同接点823、一常闭接点824及一常开接点825，该共同接点823与常闭接点824串联在该启动电阻81电流回路中，当启动线圈821在两输出端311供电瞬间不会立即被激发，此期间内共同接点823与常闭接点824处在导通状态，因此可将该启动电阻81接通在两输出端311间。
另当经过该短暂时间后，将因该启动线圈821受激发而使接点组822的共同接点823与常闭接点824跳脱成断路状态，藉此断开启动电阻81，有关该启动电阻81在该短暂时间接通于两输出端311间的作用，主要是因为电源缆电器31本身的特性，在其两输出端311外接的等效电阻过大(远大于RA)时，不会供电，因此当所述方向灯32损坏时，将形成两输出端311间只靠该发光二极管51来提供电阻值，此一情况将导致两输出端311间的等效点阻值过大而无法供电，因此必须藉由该启动电阻81在该短暂时间接通于两输出端311间，使电源继电器31能正常启动供电，并在启动后断开启电阻81，以避免启动电阻81对往后运作期间的整体等效电阻造成影响。
由于只要方向灯32未损坏，电源继电器31便可顺利启动，因此在方向灯32未损坏的情况下，辅助启动单元8对电源继电器31的启动并无特殊作用，当然辅助启动单元8的设置并非绝对必要，只是若未设置该辅助启动单元8，当方向灯32损坏时，发光二极管51会受影响而不发亮，无法立即判断是方向灯32损坏还是发光二极管51也一并损坏所造成。
下面针对该匹配单元7配合该感应单元6与该辅助启动单元8的控制，在方向灯32与发光二极管51皆未损坏或其中一个损坏等不同情况，分别进行以下说明：
1.当驾驶员启动电源继电器31，且方向灯32与发光二极管51皆未损坏时：电源继电器31可顺利启动，发光二极管51可通电并流经该感应单元6的感应线圈611，放大器612将输出高电位控制信号激发该匹配单元7之间关元件712的闸极，于是开关元件712的源极与漏极导通，使匹配电阻711接通于电源继电器31的两输出端311间，两输出端311外接的等效电阻将由方向灯32、发光二极管51、匹配电阻711并联而成，由于发光二极管51的电阻远大于方向灯32与匹配电阻711，因而可被忽略，因此等效电阻约等于RA/2，于是电源继电器31将以正常闪烁频率来驱动方向灯32与发光二极管51。
2.当驾驶员启动电源继电器31，方向灯32损坏、发光二极管51未损坏时：藉由该辅助启动单元8在该短暂时间内提供启动电阻81接通于电源继电器31的两输出端311间，使两输出端311外接的等效电阻由发光二极管51与启动电阻81并联而成，让电源继电器31可顺利启动，该发光二极管51同样可通电，并藉感应单元6输出控制信号激发该匹配单元7的开关元件712，使匹配电阻711接通于电源继电器31的两输出端311间。此外，在短暂时间过后，启动电阻81会被断开，两输出端311外接的等效电阻将变成由发光二极管51、匹配电阻711并联而成，由于发光二极管51的电阻远大于匹配电阻711而可被忽略，因此等效电阻约等于RA，于是电源继电器31将以警示闪烁频率来驱动发光二极管51。
3.当驾驶员启动电源继电器31，方向灯3的未损坏、发光二极管51损坏时：电源继电器31可顺利启动，但因发光二极管51损坏无法通电，于是戒应单元6无法输出控制信号来激发匹配单元7的开关元件712的栅极，开关元件712的源极与漏极无法导通，导致匹配电阻711无法接通于电源继电器31的两输出端311间，两输出端311外接的等效电阻将等于方向灯32的电阻值RA，于是电源继电器31会以警示闪烁频率来驱动方向灯32。
综合上述可知，本实施例的设计在方向灯32与发光二极管51未损坏时，确实可发挥匹配的功效，使电源继电器31以正常闪烁频率驱动方向灯32与发光二极管51，并可在方向灯32或发光二极管51其中的一损坏时，控制电源继电器31以警示闪烁频率供电，以提醒驾驾驶员进行维修以维护行车安全。
如图4所示，本发明的车用闪烁频率匹配装置4的第二较佳实施例与前述第一实施例的不同处在于：该感应单元6与辅助启动单元8等电路接线的实施型态。
该感应单元6包括有一光耦合元件62，该光耦合元件62具有一与该发光二极管51共同串联在两输出端311间的光电二极管621，及一可在该光电二极管621发亮时受激发的光晶体管622。该光电二极管621在该发光二极管51通电时可发亮，使光晶体管622受激发而由其一控制接脚623输出高电位的控制信号来驱动该匹配单元7的开关元件712，本实施例中该控制接脚623为光晶体管622的射极。
该辅助启动单元8包括一可在所述电源继电器31的两输出端311供电的一短暂时间内连接于该二输出端311间的启动电阻83，及一经过该短暂时间后断开该启动电阻83的解除电路84。本实施例中该解除电路84具有一光耦合元件841及一可受该光耦合元件841控制而导通的开关元件844，该光耦合元件841具有一连接在两输出端311间的光电二极管843，及一可在该光电二极管842发亮时受激发的光晶体管843。该开关元件844采用.肖特基势垒场致晶体管(Schottky Barrier FET)，并以其漏极、源极与该启动电阻82共同串联在两输出端311间。
于是在所述电源继电器31的两输出端311供电的短暂时间内，该开关元件844的栅极受正电源的输出端311的高电位触发，使其漏极与源极间呈导通状态，而将启动电阻83接通于两输出端311间。当经过该短暂时间后，由于该光电二极管842发亮进而激发光晶体管843的射极与集极导通，使该开关元件844的栅极接地，藉此断开该启动电阻83。有关启动电阻83在该短暂时间内接通于两输出端311的作用，以及在短暂时间过后被断开的作用，在第一实施例中已有详述，在此不重复说明。
如图5所示，本发明车用闪烁频率匹配装置4的第三较佳实施例与前述第二实施例的不同处主要是在于：该匹配单元7的实施型态。该匹配单元7包括串联于所述电源继电器31的两输出端311间的一匹配电阻721与一开关元件722。本实施例中该开关元件722是一继电器，并具有一可受该感应单元6激发的线圈723，及一受控于该线圈723的接点组724。
该线圈723与该感应单元6的光耦合元件62的光晶体管622串联在所述电源继电器31的两输出端311间。当该光晶体管622受激发时，其控制接脚623将形成接地状态，使该线圈723通电激发，本实施例中该控制接脚623为光晶体管622的集电极。
该接点组724具有一共同接点725、一常闭接点726及一常开接点727，该共同接点725与常开接点727是串联在该匹配电阻721电流回路中，当线圈723未通电激发时，该共同接点725是接通于常闭接点726，相反地，当线圈723通电时，共同接点725会跳接至常间接点727。也就是说，当该发光二极管51损坏时，该线圈723无法通电，于是匹配电阻721无法接通于两输出端311间；当发光二极管51未损坏时，该线圈723将通电并使共同接点725跳接至常开接点727，而使匹配电阻721接通于两输出端311间。
需要说明的是，车用闪烁频率匹配装置4中的感应单元6、匹配单元7、辅助启动单元8等，可变化实施的电路接线型态甚多，不以上述各实施例所揭露的型态为限。
综上所述，本发明车用闪烁频率匹配装置4所提供的匹配功效，使其可用来取代一般车体中所安装的灯泡型式的方向灯，且由以上各实施例揭露的内容可知，本发明的匹配装置4安装于车体上取代灯泡型式方向灯后，不仅可在所述车体余留的灯泡型式方向灯32与本发明的发光二极管51未损坏时，藉本发明的匹配功效的发挥而使车体的电源继电器31，以正常闪烁频率供电来驱动方向灯32与发光二极管51，还能在车体的灯泡型式方向灯32或本发明的发光二极管51发生损坏情形时，控制车体的电源继电器31以警示闪烁频率供电，以提醒驾驶员。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，不能以此限定本发明实施的范围，因此依本发明权利要求及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰的，皆属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种车用闪烁频率匹配装置，适合于组装在一车体上，所述车体包含一具有二电源输出端的电源继电器，及至少一连接于该二输出端间而可受该电源继电器驱动闪烁的方向灯，该车用闪烁频率匹配装置包含：
一发光单元，具有至少一连接于所述电源继电器的二输出端间的发光二极管；
一感应单元，与该发光单元的发光二极管连接，并在该发光单元的发光二极管通电时受激发而输出一控制信号；
一匹配单元，包括串联于所述电源继电器的该二输出端间的一匹配电阻与一开关元件，该开关元件可由感应单元输出的控制信号激发，而将该匹配电阻连接于该二输出端间；及
一辅助启动单元，包括一可在所述电源继电器的两输出端供电的一短暂时间内连接该二输出端间的启动电阻，及一经过该短暂时间后断开该启动电阻的解除电路。
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