CN104284479B - 发光二极管驱动装置、包括该装置的车用照明设备和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光二极管驱动装置、包括该装置的车用照明设备和车辆。该发光二极管驱动装置包括控制电路，该控制电路用于利用直流‑直流转换器进行恒定电流控制以使得电流检测单元所检测到的电流值与要供给至光源的预定基准电流值一致。控制电路包括基准电流指示单元、阈值电压设置单元和比较器电路。基准电流指示单元用于设置预定基准电流值。阈值电压设置单元用于设置判断光源中的短路故障所用的阈值电压。比较器电路用于将电压检测单元所检测到的电压值与阈值电压进行比较。在基准电流指示单元减小预定基准电流值的情况下，控制电路使阈值电压设置单元减小阈值电压。

Description

发光二极管驱动装置、包括该装置的车用照明设备和车辆
技术领域
本发明涉及一种用于对包括发光二极管的光源进行点亮驱动的发光二极管驱动装置及包括该发光二极管驱动装置的车用照明设备和车辆。
背景技术
近来，车用照明设备越来越普及，其中在该照明设备中，将发光二极管用于诸如车辆前照灯、车辆内灯、车辆尾灯、辅助灯或者日间行车灯等的光源。车用照明设备被配置为使得发光二极管驱动装置对包括发光二极管的光源进行点亮驱动。
作为该类型的发光二极管驱动装置，已知图14中示出的一个示例，其包括用于判断光源102中的短路的有无的故障判断电路105(例如，参见日本特开2009-111035A(以下称作“文献1”))。
文献1中的发光二极管驱动装置A包括驱动电路103，该驱动电路103用于转换从电源108所供给的电力并且输出升压直流(DC)电压。驱动电路103用于将升压直流电压施加至串联连接多个发光二极管101的光源102以点亮光源102。发光二极管驱动装置A还包括用于检测光源102两端的电压的电压检测电路104。电压检测电路104用于利用彼此串联相连接并且与光源102并联相连接的电压检测电阻104a和104b来检测光源102两端的电压。驱动电路103用于通过进行PWM(脉冲宽度调制)控制，将要供给至光源102的电力保持为预定的恒定电力。发光二极管驱动装置A还包括用于利用电流检测电阻107a检测流经光源102的电流的电流检测电路107。此外，发光二极管驱动装置A包括用于显示故障判断电路105所判断的光源102中的短路的有无的结果的显示单元106。
这里，这种发光二极管驱动装置需要更精确地检测包括发光二极管的光源中的短路故障。然而，仅以文献1中的发光二极管驱动装置的结构无法满足这种要求。因此，需要进一步改进这种发光二极管驱动装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够更精确地检测包括发光二极管的光源中的短路故障的发光二极管驱动装置、包括该发光二极管驱动装置的车用照明设备及车辆。
根据本发明的一方面的发光二极管驱动装置，包括：直流-直流转换器，其被配置为将从直流电源所供给的直流电压转换为预定直流电压，并且将所述预定直流电压施加至包括发光二极管的光源；电流检测单元，其被配置为检测流经所述光源的电流；以及控制电路，其被配置为利用所述直流-直流转换器进行恒定电流控制，以使得所述电流检测单元所检测到的电流值与要供给至所述光源的预定基准电流值一致，其中，所述控制电路包括：基准电流指示单元，其被配置为设置要供给至所述光源的所述预定基准电流值；阈值电压设置单元，其被配置为设置判断所述光源中的短路故障所用的阈值电压；以及比较器电路，其被配置为将电压检测单元所检测到的所述光源两端的电压值与所述阈值电压进行比较，在所述基准电流指示单元减小所述预定基准电流值的情况下，所述控制电路被配置为使所述阈值电压设置单元减小所述阈值电压。
根据本发明的一方面的车用照明设备，包括：发光二极管；以及上述的发光二极管驱动装置，其被配置为使所述发光二极管作为所述光源点亮。
根据本发明的一方面的车辆，包括：发光二极管；上述的发光二极管驱动装置，其被配置为使所述发光二极管作为所述光源点亮；以及车辆本体，所述发光二极管和所述发光二极管驱动装置设置在所述车辆本体中。
附图说明
附图仅以示例的方式而非限制的方式根据本教导描述了一个或多个实施。在这些附图中，相同的附图标记是指相同或相似的元件。
图1是示出根据第一实施例的发光二极管驱动装置的电路结构的图；
图2是示出在根据第一实施例的发光二极管驱动装置中的两个光源的两个正向电流-正向电压特性与阈值电压的关系的图；
图3是示出在根据第一实施例的发光二极管驱动装置中的两个光源的两个正向电流-正向电压特性与另一阈值电压的关系的图；
图4是示出在根据第一实施例的发光二极管驱动装置中的两个光源的两个正向电流-正向电压特性与又一阈值电压的关系的图；
图5是示出根据第一实施例的发光二极管驱动装置的操作的流程图；
图6是示出根据第一实施例的发光二极管驱动装置的主要部分的操作的图；
图7是示出在与根据第一实施例的发光二极管驱动装置相比较的比较示例中的两个光源的两个正向电流-正向电压特性与阈值电压的关系的图；
图8是示出在与根据第一实施例的发光二极管驱动装置相比较的比较示例中的两个光源的两个正向电流-正向电压特性与另一阈值电压的关系的图；
图9是示出根据第二实施例的发光二极管驱动装置的电路结构的图；
图10是示出根据第三实施例的发光二极管驱动装置的电路结构的图；
图11是示出根据第三实施例的发光二极管驱动装置的主要部分的操作的图；
图12是示出根据第三实施例的发光二极管驱动装置的操作的流程图；
图13是示出根据第三实施例的车用照明设备和车辆的示意图；以及
图14是示出传统的发光二极管驱动装置的示意电路结构的图。
具体实施方式
第一实施例
将要参考图1～6来说明根据本实施例的发光二极管驱动装置10。
如图1中所示，根据本实施例的发光二极管驱动装置10包括直流-直流转换器1，该直流-直流转换器1用于将从直流电源20所供给的直流电压Vin转换为预定直流电压V2，并且将预定直流电压V2施加至包括多个发光二极管21a的光源21。发光二极管驱动装置10还包括：电流检测单元3，用于检测流经光源21的电流；以及控制电路4，用于利用直流-直流转换器1进行恒定电流控制以使得电流检测单元3所检测到的电流值Iout与要供给至光源21的预定基准电流值一致。控制电路4包括用于设置要供给至光源21的预定基准电流值的基准电流指示单元41。控制电路4还包括：阈值电压设置单元42，用于设置用以判断光源21中的短路故障的阈值电压；以及比较器电路43，用于将电压检测单元2所检测到的光源21两端的电压值Vout与阈值电压设置单元42所设置的阈值电压进行比较。控制电路4用于在基准电流指示单元41减小预定基准电流值的情况下，使得阈值电压设置单元42减小阈值电压。
因此，根据本实施例的发光二极管驱动装置10能够更精确地检测包括发光二极管21a的光源21中的短路故障。
以下说明根据本实施例的发光二极管驱动装置10的具体结构。
根据本实施例的发光二极管驱动装置10电连接至例如作为直流电源20而设置在车辆中的电池。发光二极管驱动装置10包括直流-直流转换器1，其中该直流-直流转换器1用于将经由电源开关(未示出)从直流电源20所供给的作为电源电压的直流电压Vin转换为适合于对光源21进行点亮驱动的预定直流电压V2。发光二极管驱动装置10经由直流-直流转换器1的输入端子1aa和1ab电连接至直流电源20。发光二极管驱动装置10经由直流-直流转换器1的输出端子1ba和1bb电连接至光源21。光源21被配置为将多个发光二极管21a串联电连接的LED模块。在光源21中，对发光二极管21a的数量不特别限制。此外，光源21不限于多个发光二极管21a串联电连接的结构，并且也可以具有多个发光二极管21a串并联电连接的结构。
这里，车辆前照灯由将多个发光二极管21a串联电连接的LED模块构成。根据本实施例的车用照明设备包括LED模块以及用于点亮作为光源21的LED模块的发光二极管驱动装置10。
直流-直流转换器1可以由例如反激型转换器构成。直流-直流转换器1包括诸如功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)等的通过由控制电路4输出的驱动信号控制接通/断开切换的开关元件1a。直流-直流转换器1还包括变压器1b，该变压器1b包括直流电源20侧的初级绕组和光源21侧的次级绕组。初级绕组的一端连接至直流电源20的正电极，并且初级绕组的另一端经由开关元件1a连接至直流电源20的负电极。直流-直流转换器1还包括：二极管1c，用于防止逆流，其阳极连接至变压器1b的次级绕组的一端；以及平滑电容器1d，其连接在二极管1c的阴极与次级绕组的另一端之间。在直流-直流转换器1中，在开关元件1a通过控制电路4而处于接通状态的情况下，电流流经初级绕组并且能量储存在变压器1b中。在直流-直流转换器1中，在开关元件1a被改变至断开状态的情况下，在继续使得电流流经变压器1b的方向上生成反电动势。在直流-直流转换器1中，在开关元件1a被改变至断开状态的情况下，将储存在变压器1b中的能量从次级绕组经由二极管1c供给至平滑电容器1d。直流-直流转换器1将变压器1b中所生成的反电动势与由于平滑电容器1d中充电的电荷所产生的电压叠加。
在直流-直流转换器1中，由于变压器1b中生成的反电动势依赖于变压器1b中形成的磁通量的大小，因此反电动势倾向于随着流经变压器1b的电流的增大而增大。此外，在直流-直流转换器1中，由于反电动势随着电流流经变压器1b的时间段的增大而增大，因此直流电压V2倾向于随着开关元件1a的接通时间段的增大而增大。直流-直流转换器1用于通过改变作为开关元件1a的接通时间段与一个周期的比率的占空比来改变直流电压V2的大小。根据本实施例的发光二极管驱动装置10用于由控制电路4通过改变开关元件1a中的占空比进行PWM(脉冲宽度调制)控制，来将适合光源21的预定直流电压V2施加至光源21。
直流-直流转换器1用于通过调整变压器1b的直流电源20侧的初级绕组与光源21侧的次级绕组的电感比率或者开关元件1a的占空比，来进行电压升压操作和电压降压操作中的任何操作。在从直流电源20(设置在车辆中的电池)所供给的直流电压Vin例如为12V的情况下，发光二极管驱动装置10能够通过直流-直流转换器1的电压升压操作来将直流电压Vin升压至与光源21的驱动电压(例如，14V)相对应的预定直流电压V2。另一方面，在从直流电源20(设置在车辆中的电池)所供给的直流电压Vin例如为24V或者48V的情况下，发光二极管驱动装置10能够通过直流-直流转换器1的电压降压操作来将直流电压Vin降压至与光源21的驱动电压(例如，14V)相对应的预定直流电压V2。
也就是说，根据本实施例的发光二极管驱动装置10能够通过周期地进行开关元件1a的接通/断开切换，来对从直流电源20所供给的直流电压Vin进行升压或者降压，以通过直流-直流转换器1输出预定直流电压V2。此外，发光二极管驱动装置10能够通过控制开关元件1a的接通/断开切换，来进行用于光源21的恒定电流控制。
发光二极管驱动装置10还包括用于检测光源21两端的电压的电压检测单元2。电压检测单元2包括设置在直流-直流转换器1中的电阻部2a。电阻部2a例如由彼此串联相连接并且与平滑电容器1d并联相连接的两个分压电阻(未示出)构成，电阻部2a的两端与直流-直流转换器1的输出端子相对应。电压检测单元2可以用于检测通过两个分压电阻对光源21两端的电压分压而获得的分压电压，并且将分压电压输出至控制电路4侧。由于电压检测单元2所检测到的分压电压与光源21两端的电压成比例，因此发光二极管驱动装置10能够通过检测分压电压来检测光源21两端的电压值Vout。
发光二极管驱动装置10还包括用于检测流经光源21的电流的电流检测单元3。电流检测单元3由插入到光源21与平滑电容器1d之间的电阻3a构成。电阻3a的一端连接至直流电源20的负电极侧。电流检测单元3用于将电阻3a两端所产生的电压下降输出作为与流经光源21的电流值Iout相对应的信号电压。电流检测单元3用于将该信号电压输出至控制电路4。由于该信号电压与流经光源21的电流成比例，因此发光二极管驱动装置10能够通过检测该信号电压来检测流经光源21的电流值Iout。
发光二极管驱动装置10还包括用于利用直流-直流转换器1来进行恒定电流控制的控制电路4。控制电路4还包括比较器部44，该比较器部44用于将电流检测单元3所检测到的电流值Iout与要供给至光源21的预定基准电流值相比较。此外，控制电路4还包括驱动信号指示单元45和驱动信号生成单元46。驱动信号指示单元45用于基于比较器部44中的比较结果来指示驱动信号生成单元46生成用于调整开关元件1a中的占空比的驱动信号。驱动信号生成单元46用于将与从驱动信号指示单元45所输出的信号相对应的占空比的驱动信号输出至开关元件1a。驱动信号生成单元46连接至作为功率MOSFET的开关元件1a的栅电极。控制电路4通过利用从驱动信号生成单元46所输出的驱动信号控制开关元件1a的接通/断开操作，来利用直流-直流转换器1进行恒定电流控制。换言之，控制电路4包括比较器部44、驱动信号指示单元45和驱动信号生成单元46，以使得基于从电流检测单元3输出的信号电压、利用直流-直流转换器1进行恒定电流控制，从而流经光源21的电流值Iout与要供给至光源21的预定基准电流值一致。
根据本实施例的发光二极管驱动装置10还包括比较器电路43，该比较器电路43用于将电压检测单元2检测到的光源21两端的电压值Vout与阈值电压设置单元42所设置的阈值电压进行比较。比较器电路43用于将通过使电压检测单元2检测到的光源21两端的电压值Vout与(用于设置光源21两端的电压的阈值的)阈值电压设置单元42所设置的阈值电压相比较所获得的结果输出至停止信号指示单元47。在从比较器电路43所输出的结果中、电压检测单元2所检测到的电压值Vout等于或者小于阈值电压的情况下，停止信号指示单元47判断为光源21中存在短路故障。另一方面，在从比较器电路43所输出的结果中、电压检测单元2所检测到的电压值Vout大于阈值电压的情况下，停止信号指示单元47判断为光源21中不存在短路故障。在判断为光源21中存在短路故障的情况下，停止信号指示单元47将用于停止直流-直流转换器1的操作的停止信号输出至驱动信号指示单元45。在发光二极管驱动装置10中，驱动信号指示单元45响应于接收到停止信号，将用于停止直流-直流转换器1的指示输出至驱动信号生成单元46。
此外，发光二极管驱动装置10优选地包括电源监视单元48，该电源监视单元48用于监视从直流电源20所供给的直流电压Vin的波动。电源监视单元48电连接至基准电流指示单元41。在从直流电源20所供给的直流电压Vin小于预定输入电压的情况下，电源监视单元48将用于减小基准电流值的信号输出至基准电流指示单元41。基准电流指示单元41在接收到来自电源监视单元48的信号的情况下减小基准电流值，并且接着将减小后的基准电流值输出至比较器部44。比较器部44将电流检测单元3所检测到的电流值Iout与该基准电流值相比较，并且将比较结果输出至驱动信号指示单元45。驱动信号指示单元45指示驱动信号生成单元46生成用于减小基准电流值与电流检测单元3所检测到的电流值Iout之间的差的驱动信号。也就是说，根据本实施例的发光二极管驱动装置10使得比较器部44将基准电流指示单元41所设置的预定基准电流值与电流检测单元3所检测到的电流值Iout相比较，并且改变驱动信号中的占空比，以使得减小通过比较所获得的差以进行用于将要供给至光源21的输出电流I2保持恒定的恒定电流控制。发光二极管驱动装置10优选地包括误差放大器(未示出)，该误差放大器用于对检测到的电流值Iout与基准电流值之间的差进行放大，以提高恒定电流控制的精度。
在(用于监视从直流电源20所供给的直流电压Vin的)电源监视单元48检测到直流电压Vin的减小的情况下，可以通过减小基准电流指示单元41所设置的预定基准电流值来保护发光二极管驱动装置10。发光二极管驱动装置10可以根据基准电流指示单元41所设置的预定基准电流值，可变地控制直流电压V2的阈值电压。
对于控制电路4，例如可以使用微计算机。在这种情况下，微计算机可以执行适当的程序，由此实现基准电流指示单元41、阈值电压设置单元42、比较器电路43、比较器部44、驱动信号指示单元45、驱动信号生成单元46、停止信号指示单元47和电源监视单元48各自的功能。可以将这些程序存储在微计算机所设置的存储装置(未示出)中。控制电路4能够通过构成控制电路4的微计算机的模/数转换电路(未示出)来接收电压检测单元2所检测到的电压。同样地，控制电路4能够通过构成控制电路4的微计算机的模/数转换电路来接收电流检测单元3所检测到的电流。
根据本实施例的发光二极管驱动装置10能够通过PWM控制来进行恒定电流控制以使得流经光源21的电流值Iout与预定基准电流值一致，并且相应地可以进一步提高光源21中发生的短路的判断精度。
以下参考图2～4来说明根据本实施例的发光二极管驱动装置10。此外，为了与根据本实施例的发光二极管驱动装置10相比较，参考图7和8来说明比较示例。在图2～4以及图7和8中，相同的附图标记表示相同的含义。
首先说明比较示例。
图7示出比较示例中的各自表示流经光源21的正向电流If与光源21两端的正向电压Vf之间的关系的两个正向电流-正向电压特性，其中方便地以直线L1和直线L2示出两个正向电流-正向电压特性。这里，直线L1和L2分别表示与两个不同的光源21相关的两个正向电流-正向电压特性(即，直线L1表示在比较示例连接至两个光源21之一的情况下所获得的正向电流-正向电压特性，并且直线L2表示在比较示例连接至另一个光源21的情况下所获得的正向电流-正向电压特性)。直线L1与L2之间的差是由各自作为半导体发光元件的发光二极管21a的制造过程中产生的不可避免的偏差所引起的。也就是说，存在由于在半导体发光元件的制造时的偏差而在包括发光二极管21a的光源21的正向电流-正向电压特性中出现偏差的情况。特别地，在通过将多个发光二极管21a串联电连接而构成光源21的情况下，偏差倾向于增大。直线L2表示光源21的与光源21两端的正向电压Vf的偏差的下限相对应的正向电流-正向电压特性。在图2～4、图7和8各自中，虚线M1表示包括多个发光二极管21a的光源21中的额定电流。
这里，比较示例用于设置保持为恒定的用以判断光源21中的短路故障的阈值电压。例如，比较示例用于将电压检测单元2所检测到的电压值Vout与固定为预定电压值并且由直线L6表示的阈值电压相比较，并且在电压值Vout小于阈值电压的情况下判断为光源21中存在短路故障。
如图7中所示，比较示例将直线L6所表示的阈值电压与电压检测单元2所检测到的表示为直线L1和L2的正向电流-正向电压特性的各光源21两端的电压值Vout相比较，因此能够检测各光源21中的短路故障。
在由于直流电源20的劣化等造成从直流电源20所供给的直流电压Vin减小的情况下，存在比较示例将输出电流I2减小至略小于额定电流的预定基准电流值以避免装置故障的情况。在这种情况下，在比较示例中，随着向着预定基准电流值的减小而根据光源21的正向电流-正向电压特性来减小正向电压Vf。因此，在将比较示例连接至示出图7所示的直线L2的正向电流-正向电压特性的光源21的情况下，存在如下担心：根据阈值电压的设置，尽管正向电压Vf随着输出电流I2的减小而变得小于阈值电压并且光源21中不存在短路故障这一事实，但比较示例也会错误地判断为存在短路故障。
此外，在比较示例中，可以考虑如下情况，其中在该情况下，将阈值电压设置为图8示出的直线L7，该阈值电压用于在允许流过额定电流的情况下，检测光源21中的短路故障或者发生在光源21中的多个发光二极管21a的一部分中的短路故障。在比较示例中，阈值电压为图8中示出的直线L7的情况下的(直线L1和L2各自的正向电流-正向电压特性中的)正向电压Vf的下限值小于阈值电压为图7中示出的直线L6的情况下的正向电压Vf的下限值。
为了防止即使在减小输出电流I2的情况下也错误地判断为光源21中存在短路故障，要求比较示例如图8中的直线L7所示将用于判断短路故障的阈值电压设置在低于输出电流I2减小的情况下的正向电压Vf的位置处。然而，在图8中示出的比较示例中，存在如下担心：在允许流过额定电流的情况下，光源21的多个发光二极管21a的一部分中出现的短路故障的检测的精度劣化。
这里，正向电流If是指在光源21中的多个发光二极管21a发光的情况下流过的电流。正向电压Vf是指在使得正向电流流经包括多个发光二极管21a的光源21的情况下施加在光源21两端的电压。此外，额定电流是指预先指定并且能够流经光源21的电流的最大值。通常，将发光二极管21a能够在不被损坏的情况下发光的设计值指定为额定值。在光源21中，可以基于各个发光二极管21a的额定电流设置基准电流值。
在根据本实施例的发光二极管驱动装置10中，沿与光源21的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向设置如图2中的直线L3所示的阈值电压，以使比较示例所进行的光源21中的短路故障的误检测或检测精度的下降得以提高。
在发光二极管驱动装置10中，阈值电压设置单元42将阈值电压设置为直线L3，并且相应地，即使在基准电流指示单元41所设置的预定基准电流值改变的情况下，也能够精确地检测光源21中的短路。因此，根据本实施例的发光二极管驱动装置10能够抑制光源21中的短路故障的误检测或检测精度的下降。
根据本实施例的发光二极管驱动装置10并不局限于如下结构：关于光源21两端的正向电压Vf和输出电流I2之间的关系，沿着与正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向(如图2中所示直线状地)设置阈值电压。在根据本实施例的发光二极管驱动装置10中，控制电路4可以被配置为沿着与光源21中的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向如图3的折线L4所示逐级改变阈值电压。折线L4所表示的阈值电压可以根据构成光源21的多个发光二极管21a各自的额定正向电流以及串联相连接的多个发光二极管21a的数量来逐级设置。以将直线弯折的折线方便地示出阈值电压。然而，也可以以部分地包括曲线部的线来示出阈值电压。图3中的发光二极管驱动装置10被配置为分两段改变阈值电压。然而，发光二极管驱动装置10可以被配置为分n段(n为正自然数)改变阈值电压。通过将发光二极管驱动装置10配置为逐级改变阈值电压，能够更加简化控制电路4的结构。
根据本实施例的发光二极管驱动装置10可以被配置为基于光源21中的正向电流-正向电压特性的关系，根据输出电流I2接近光源21的额定电流的情况或者输出电流I2大于额定电流的情况，来改变特性。由于发光二极管驱动装置10通常被配置为不允许等于或者大于额定电流的电流流经光源21，因此阈值电压针对大于额定电流的输出电流I2的范围是固定的。此外，作为如图4中的折线L5所表示的阈值电压，发光二极管驱动装置10可以被配置为在输出电流I2接近额定电流或者大于额定电流的情况下将阈值电压设置为固定值，并且切换该设置以使得在正向电压Vf随着输出电流I2的减小而减小的范围内减小阈值电压。在如图4中所示输出电流I2接近光源21的额定电流的情况下，发光二极管驱动装置10将基准电流指示单元41所设置的预定基准电流值设置为与光源21中的正向电流-正向电压特性平行。在输出电流I2大于光源21的额定电流的情况下，发光二极管驱动装置10可以被配置为将阈值电压设置为固定值。
也就是说，控制电路4被配置为在要输出至光源21的电流小于特定值(见图4中的虚线M2)的情况下，沿着与光源21中的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向来设置阈值电压。此外，控制电路4被配置为在要输出至光源21的电流等于或者大于特定值的情况下，将阈值电压设置为固定值。通过将根据本实施例的发光二极管驱动装置10配置为如折线L5那样设置阈值电压，可以与基准电流指示单元41所设置的预定基准电流值等于或小于额定电流的情况下该预定基准电流值的变化无关地，精确检测光源21中的短路。因此，根据本实施例的发光二极管驱动装置10能够更加抑制光源21中的短路的误检测。
根据本实施例的发光二极管驱动装置10可以进行如图5中的流程图的操作。
在发光二极管驱动装置10中，控制电路4利用电源监视单元48来监视从直流电源20所供给的直流电压Vin是否处于先前已设置的预定驱动电压范围内(步骤S1)。
在电源监视单元48检测到从直流电源20所供给的直流电压Vin由于直流电源20的劣化、故障、使用寿命到期等而低于预定驱动电压范围的情况下，基准电流指示单元41减小基准电流值以停止对发光二极管驱动装置10的驱动。在控制电路4通过从电源监视单元48输出的信号检测到从直流电源20所供给的直流电压Vin如图6中所示由于直流电源20的劣化等而减小的情况下，基准电流指示单元41计算并输出比先前已设置的基准电流值低的新基准电流值(步骤S2)。另一方面，在控制电路4通过从电源监视单元48所输出的信号检测到从直流电源20所供给的直流电压Vin处于预定驱动电压范围内的情况下，基准电流指示单元41输出已预先设置的基准电流值以驱动直流-直流转换器1。
接着，在发光二极管驱动装置10中，控制电路4操作直流-直流转换器1以将从直流电源20所供给的直流电压Vin转换为预定直流电压V2，并且使得输出电流I2以与基准电流值一致的方式流经光源21。发光二极管驱动装置10检测输出电流I2(步骤S3)。在发光二极管驱动装置10中，控制电路4计算用于利用PWM控制进行开关元件1a的切换的驱动信号中的占空比，以使得电流检测单元3所检测到的电流值与先前设置的基准电流值一致(步骤S4)。发光二极管驱动装置10基于包括计算出的占空比的驱动信号来控制直流-直流转换器1的直流电压V2。发光二极管驱动装置10基于基准电流值来设置用于判断光源21中的短路故障的阈值电压(步骤S5)。在发光二极管驱动装置10中，电压检测单元2检测光源21两端的电压(步骤S6)。
接着，在发光二极管驱动装置10中，比较器电路43将电压检测单元2检测到的电压值Vout与阈值电压相比较(步骤S7)。在电压值Vout大于阈值电压的情况下，发光二极管驱动装置10继续输出用于操作直流-直流转换器1的驱动信号(步骤S8)。在电压值Vout等于或者小于阈值电压的情况下，发光二极管驱动装置10停止输出驱动信号以停止直流-直流转换器1的操作(步骤S9)。
下面再次利用图1详细说明根据本实施例的发光二极管驱动装置10中所包括的各个组件。
直流-直流转换器1用于将从直流电源20所供给的直流电压Vin转换为预定直流电压V2，并且将直流电压V2施加至包括多个发光二极管21a的光源21。直流-直流转换器1可以由例如反激型转换器构成。然而，直流-直流转换器1不限于反激型转换器。直流-直流转换器1可以由正向转换器、扼流转换器、半桥转换器或者全桥转换器构成。
电压检测单元2用于检测光源21两端的电压。电压检测单元2由例如彼此串联相连接并且与直流-直流转换器1并联相连接的两个分压电阻构成。由于电压检测单元2所检测到的分压电压与光源21两端的电压成比例，因此发光二极管驱动装置10能够通过检测分压电压来检测光源21两端的电压值Vout。
电流检测单元3用于检测流经光源21的电流。电流检测单元3由例如设置在直流-直流转换器1中的电阻3a构成。电流检测单元3用于将电阻3a两端之间生成的电压下降输出为与输出电流I2的检测值相对应的信号电压。由于信号电压与流经光源21的电流成比例，因此发光二极管驱动装置10能够通过检测信号电压来检测流经光源21的电流。
控制电路4被配置为利用直流-直流转换器1进行恒定电流控制以使得电流检测单元3所检测到的电流值与要供给至光源21的预定基准电流值一致。控制电路4由例如执行适当程序的微计算机所构成。控制电路4的基准电流指示单元41被配置为设置要供给至光源21的预定基准电流值，并且微计算机可以执行预定程序，由此实现该功能。控制电路4的阈值电压设置单元42被配置为设置用于判断光源21中的短路故障的阈值电压，并且微计算机可以执行预定程序，由此实现该功能。控制电路4的比较器电路43被配置为将电压检测单元2所检测到的光源21两端的电压值Vout与阈值电压设置单元42所设置的阈值电压相比较，并且微计算机可以执行预定程序，由此实现该功能。在基准电流指示单元41减小预定基准电流值的情况下，控制电路4可以被配置为减小阈值电压设置单元42所设置的阈值电压。微计算机可以被配置为连接至用于存储适当程序以及阈值电压的存储装置。
第二实施例
图9的根据本实施例的发光二极管驱动装置10A与图1的根据第一实施例的发光二极管驱动装置10的不同在于：发光二极管驱动装置10A被配置为响应于输出电流I2的检测值来控制阈值电压设置单元42所设置的阈值电压，而不是将基准电流指示单元41配置为直接控制阈值电压设置单元42所设置的阈值电压。关于根据本实施例的发光二极管驱动装置10A，对与第一实施例相同的组件分配相同的附图标记并且适当省略对其的说明。
如图9中所示，在根据本实施例的发光二极管驱动装置10A中，控制电路4被配置为在利用电流检测单元3检测到流经光源21的电流值Iout减小到小于预定基准电流值的情况下，使阈值电压设置单元42减小阈值电压。
在根据本实施例的发光二极管驱动装置10A中，利用恒定电流控制来控制光源21。因此，在发光二极管驱动装置10A进行控制以减小基准电流指示单元41所设置的预定基准电流值的情况下，直流-直流转换器1中的占空比减小，并且相应地电流检测单元3所检测到的电流值Iout也减小。
因此，根据本实施例的发光二极管驱动装置10A能够更精确地检测包括多个发光二极管21a的光源21中发生的短路。此外，与第一实施例相同，如图2～4中所示，通过将根据本实施例的发光二极管驱动装置10A配置为响应于电流检测单元3所检测到的电流值Iout来控制阈值电压，能够更精确地检测光源21中的短路故障。
第三实施例
图10的根据本实施例的发光二极管驱动装置10B与图1的根据第一实施例的发光二极管驱动装置10的不同主要在于：控制电路4电连接至温度检测单元5。关于根据本实施例的发光二极管驱动装置10B，对与第一实施例相同的组件分配相同的附图标记并且适当省略对其的说明。
如图10中所示，在根据本实施例的发光二极管驱动装置10B中，控制电路4电连接至用于检测光源21的温度Ta的温度检测单元5。控制电路4被配置为在温度检测单元5所检测到的温度Ta超过预定温度的情况下，利用直流-直流转换器1进行恒定电流控制以减小要输出至光源21的电流。
包括多个发光二极管21a的光源21通常具有如下的温度特性：光源21的阻抗随着光源21的温度的升高而减小，并且相应地电流容易地流经光源21(参见图11)。发光二极管驱动装置10B被配置为基于温度检测单元5所检测到的光源21的温度Ta，根据温度变化，来驱动直流-直流转换器1以减小光源21的正向电流-正向电压特性的波动。因此，即使在光源21的温度Ta改变的情况下，发光二极管驱动装置10B也能够将直流-直流转换器1的输出电流I2保持得大致恒定。此外，根据本实施例的发光二极管驱动装置10B可以抑制光源21的温度Ta的过度增大所引起的光源21或装置本身的损坏。此外，即使在根据本实施例的发光二极管驱动装置10B根据光源21的温度Ta的增大而将输出电流I2减小得低于额定电流的情况下，也可以更精确地检测包括多个发光二极管21a的光源21中的短路故障。
除了图5中示出的第一实施例中的操作处理以外，根据本实施例的发光二极管驱动装置10B被配置为进行用于检测光源21的温度Ta的处理。在根据本实施例的发光二极管驱动装置10B中，如图12中的流程图所示，用于检测光源21的温度Ta的处理(步骤S1-2)可以设置在用于计算基准电流值的处理(步骤S2)之前。
如图10中所示，在本实施例中，温度检测单元5设置在发光二极管驱动装置10B中。然而，不限于将温度检测单元5设置在发光二极管驱动装置10B中的结构。在本实施例中，温度检测单元5可以设置在位于发光二极管驱动装置10B外部的光源21附近。在这种情况下，发光二极管驱动装置10B能够更精确地检测光源21的温度Ta。温度检测单元5可以由诸如热敏电阻等的热敏元件构成。温度检测单元5被配置为使得电流流经热敏元件并且测量热敏元件两端的电压，由此能够检测光源21的温度Ta。
与第一实施例相同，如图2～4中所示，通过将根据本实施例的发光二极管驱动装置10B配置为响应于电流检测单元3所检测到的电流值Iout控制阈值电压，可以更精确地检测光源21中的短路故障。尽管基于与第一实施例相同的结构说明了根据本实施例的发光二极管驱动装置10B，但是温度检测单元5也可以应用于第二实施例的结构。在任何情况下，根据本实施例的发光二极管驱动装置10B可以更精确地检测包括多个发光二极管21a的光源21中的短路故障。
在本实施例中，照明设备可以包括多个发光二极管21a以及用于使多个发光二极管21a点亮作为光源21的发光二极管驱动装置10B。无需说明，代替发光二极管驱动装置10B，在照明设备中也可以使用根据第一实施例的发光二极管驱动装置10或根据第二实施例的发光二极管驱动装置10A。如图13中所示，照明设备可以是车用照明设备6。此外，在本实施例中，如图13中所示，车辆可以包括多个发光二极管21a、用于使多个发光二极管21a点亮作为光源21的发光二极管驱动装置10B(或者10或10A)、以及设置有多个发光二极管21a和发光二极管驱动装置10B(或者10或10A)的车辆本体7。在这种情况下，车用照明设备6例如可以是车用前照灯装置，其中在该前照灯装置中，将包括多个发光二极管21a的光源21设置在车辆本体7的前侧。
根据以上说明的第一实施例～第三实施例，发光二极管驱动装置10(或者10A或10B)包括直流-直流转换器1、电流检测单元3和控制电路4。直流-直流转换器1用于将从直流电源20所供给的直流电压Vin转换为预定直流电压V2，并且将该预定直流电压V2施加至包括发光二极管21a的光源21。电流检测单元3用于检测流经光源21的电流。控制电路4用于利用直流-直流转换器1进行恒定电流控制，以使得电流检测单元3所检测到的电流值Iout与要供给至光源21的预定基准电流值一致。控制电路4包括基准电流指示单元41、阈值电压设置单元42以及比较器电路43。基准电流指示单元41用于设置要供给至光源21的预定基准电流值。阈值电压设置单元42用于设置用以判断光源21中的短路故障的阈值电压。比较器电路43用于将电压检测单元2所检测到的光源21两端的电压值Vout与阈值电压相比较。控制电路4用于在基准电流指示单元41减小预定基准电流值的情况下，使得阈值电压设置单元42减小阈值电压。
根据发光二极管驱动装置10(或者10A或10B)，能够更精确地检测包括发光二极管21a的光源21中的短路故障。
在发光二极管驱动装置10A中，优选地，控制电路4用于在检测到电流检测单元3所检测到的电流值Iout减小到小于预定基准电流值的情况下，使得阈值电压设置单元42减小阈值电压。
在发光二极管驱动装置10(或者10A或10B)中，优选地，阈值电压设置单元42用于沿着与光源21中的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向设置阈值电压。
在发光二极管驱动装置10(或者10A或10B)中，优选地，控制电路4用于沿着与光源21中的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向逐级改变阈值电压。
在发光二极管驱动装置10(或者10A或10B)中，优选地，控制电路4用于在要输出至光源21的电流小于特定值的情况下，沿着与光源21中的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向设置阈值电压。此外，优选地，控制电路4用于在要输出至光源21的电流等于或者大于特定值的情况下，将阈值电压设置为固定值。
在发光二极管驱动装置10B中，优选地，控制电路4被设计为电连接至用于检测光源21的温度Ta的温度检测单元5。在这种情况下，优选地，控制电路4用于在温度检测单元5所检测到的温度Ta大于预定温度的情况下，利用直流-直流转换器1进行恒定电流控制以减小要输出至光源21的电流。
车用照明设备6包括：发光二极管21a；以及用于使发光二极管21a点亮作为光源21的发光二极管驱动装置10(或者10A或10B)。
根据车用照明设备6，能够更精确地检测作为照明设备6的光源21而包括的发光二极管21a中的短路故障。
车辆包括：发光二极管21a；用于使发光二极管21a点亮作为光源21的发光二极管驱动装置10(或者10A或10B)；以及车辆本体7，其设置有发光二极管21a和发光二极管驱动装置10(或者10A或10B)。
根据该车辆，能够更精确地检测作为车辆的光源21而包括的发光二极管21a中的短路故障。
尽管前面已经说明了被认为是最佳模式和/或其它示例的实施例，但应当理解，可以进行各种变形并以各种形式和示例来实现这里所公开的主题，并且可以将这些变形应用在多个用途中，而这里已经说明了这些用途中的一些用途。所附权利要求书意图要求落在本教导的真实范围内的任何和所有变形和变化。

Claims (11)

1.一种发光二极管驱动装置，包括：
直流-直流转换器，其被配置为将从直流电源所供给的直流电压转换为预定直流电压，并且将所述预定直流电压施加至包括发光二极管的光源；
电流检测单元，其被配置为检测流经所述光源的电流；以及
控制电路，其被配置为利用所述直流-直流转换器进行恒定电流控制，以使得所述电流检测单元所检测到的电流值与要供给至所述光源的预定基准电流值一致，
其中，所述控制电路包括：
基准电流指示单元，其被配置为设置要供给至所述光源的所述预定基准电流值；
阈值电压设置单元，其被配置为设置判断所述光源中的短路故障所用的阈值电压；
比较器电路，其被配置为将电压检测单元所检测到的所述光源两端的电压值与所述阈值电压进行比较，以及
电源监视单元，其被配置为在从所述直流电源所供给的直流电压小于预定输入电压的情况下，将用于减小所述预定基准电流值的信号输出至所述基准电流指示单元，
所述阈值电压设置单元被配置为沿着与所述光源的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向来设置所述阈值电压，
在所述基准电流指示单元减小所述预定基准电流值的情况下，所述控制电路被配置为使所述阈值电压设置单元减小所述阈值电压。
2.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其中，
在检测到所述电流检测单元所检测到的电流值减小到小于所述预定基准电流值的情况下，所述控制电路被配置为使所述阈值电压设置单元减小所述阈值电压。
3.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其中，
所述控制电路被配置为沿着与所述光源的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向来逐级地改变所述阈值电压。
4.根据权利要求2所述的发光二极管驱动装置，其中，
所述控制电路被配置为沿着与所述光源的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向来逐级地改变所述阈值电压。
5.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其中，
所述控制电路被配置为在要输出至所述光源的电流小于特定值的情况下，沿着与所述光源的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向来设置所述阈值电压，以及
所述控制电路被配置为在要输出至所述光源的电流等于或大于所述特定值的情况下，将所述阈值电压设置为固定值。
6.根据权利要求2所述的发光二极管驱动装置，其中，
所述控制电路被配置为在要输出至所述光源的电流小于特定值的情况下，沿着与所述光源的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向来设置所述阈值电压，以及
所述控制电路被配置为在要输出至所述光源的电流等于或大于所述特定值的情况下，将所述阈值电压设置为固定值。
7.根据权利要求3所述的发光二极管驱动装置，其中，
所述控制电路被配置为在要输出至所述光源的电流小于特定值的情况下，沿着与所述光源的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向来设置所述阈值电压，以及
所述控制电路被配置为在要输出至所述光源的电流等于或大于所述特定值的情况下，将所述阈值电压设置为固定值。
8.根据权利要求4所述的发光二极管驱动装置，其中，
所述控制电路被配置为在要输出至所述光源的电流小于特定值的情况下，沿着与所述光源的正向电流-正向电压特性的倾斜平行的方向来设置所述阈值电压，以及
所述控制电路被配置为在要输出至所述光源的电流等于或大于所述特定值的情况下，将所述阈值电压设置为固定值。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发光二极管驱动装置，其中，
所述控制电路被设计成电连接至被配置为检测所述光源的温度的温度检测单元，以及
所述控制电路被配置为在所述温度检测单元所检测到的温度大于预定温度的情况下，利用所述直流-直流转换器进行恒定电流控制，以减小要输出至所述光源的电流。
10.一种车用照明设备，包括：
发光二极管；以及
根据权利要求1至9中任一项所述的发光二极管驱动装置，其被配置为使所述发光二极管作为所述光源点亮。
11.一种车辆，包括：
发光二极管；
根据权利要求1至9中任一项所述的发光二极管驱动装置，其被配置为使所述发光二极管作为所述光源点亮；以及
车辆本体，所述发光二极管和所述发光二极管驱动装置设置在所述车辆本体中。
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