CN105101534B - 适于光源的驱动器装置 - Google Patents

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Abstract

用于多个光源的驱动器装置，所述光源特别是发光二极管，该驱动器装置包括多通道电流控制模块(20)，其将电源电流设定到连接到至少一个光源(12)的相应输出通道上。至少一个静态配置寄存器(54)连接到所述电流控制模块(20)，静态驱动配置预加载到所述静态配置寄存器(54)内，该静态驱动配置对应于当驱动器装置处于独立操作模式下时多通道电流控制模块必须给每一个输出通道所设定的电源电流值，以及至少一个动态配置寄存器(56)适于加载从连接到电子控制单元的数字传输数据总线所接收到的动态驱动配置。

Description

适于光源的驱动器装置
技术领域
本发明涉及适于光源的驱动器装置，所述光源尤其是LED，以及涉及设有这种驱动器装置的车灯。
背景技术
适于驱动LED光源的装置(也称为LED驱动器)已知可包括多通道电流控制器，所述控制器具有多个输出通道，至少一个LED连接到每一个上述输出通道，并且所述控制器能够将恒定的电流设定到用于给LED供电的每一个所述通道上。
一些驱动器装置适用于静态地驱动光源，将所述光源同时全部打开或将所述光源同时全部关闭；其它驱动器装置设计成实现动态的照明效果，诸如车辆指示灯的LED相继打开，将LED以按顺序的方式打开或关闭。
取决于所需的照明效果是静态的还是动态的，使用相应类型的驱动器装置。
发明内容
本发明的目的在于提出一种驱动器装置，其取决于所需的照明效果能够以静态和动态两种方式驱动光源。
该目的通过根据权利要求1所述的驱动器装置来实现。从属权利要求描述本发明的优选实施例。
附图说明
在任何情况下从下文参照附图通过非限制性示例的方式对其优选实施例进行的描述将明了根据本发明的装置的特征和优点，其中：
图1是根据本发明的驱动器装置的框图；
图2是根据本发明的驱动器装置的更详细的框图。
图3是设有本发明驱动器装置的车灯的示意图。
具体实施方式
图1是多个光源12的驱动器装置10的框图。在说明书的后续部分中，将参照LED以作为光源的优选实施例，但这不限制本发明的范围。
驱动器装置10包括多通道电流控制模块20、总体电流设定模块30、诊断模块40、控制和配置单元50，以及内部电源电压(internal supply voltage)控制模块80。
多通道电流控制模块20包括多个电流调节器，所述电流调节器的每一个与相应的输出通道22相关联，例如十六个输出通道，每个输出通道连接到适于与至少一个LED 12连接的终端。例如，每个输出通道22连接到由任何串联和/或并联和/或矩阵配置互连的多个LED 12。多通道电流控制模块20适于将电源电流设定到每个所述输出通道22上。
在一个实施例中，电流控制模块20包括开关24，例如MOS晶体管，每个开关24与照明装置的相应输出通道22相关联，并负责将每个通道的电流调节到由总体电流设定模块30所设定的值。
每个输出通道22可被启用或禁用。在禁用的通道中，循环电流为零，并且设置成不进行诊断。
连接到至少一个LED的每个通道的电源电流的值通过总体电流设定模块30来确定，其例如利用外部电阻RSET(如图2中所示)来获得基准电流ISET。总体电流设定模块30由此将电流值的指示提供到多通道电流控制模块20以使得在每个输出通道22上进行循环。
诊断模块40适用于检测多通道电流控制模块20的输出通道22上的短路或断路故障，并在发生故障的情况下，并将故障状态报告给控制和配置单元50。此外，诊断模块40接收确定断路和短路故障状态的阈值信号42，接收当LED的电源电压超过特定阈值时启用诊断模块的启用信号44，以及与其它驱动器装置交换外部诊断信号46。
如将在下文更详细解释说明的控制和配置单元50确定所述驱动器装置的配置并控制多通道电流控制模块20。特别是，控制和配置单元50能够以“独立模式”以及通过数字传输数据总线由外部电子控制单元控制的操作模式(“总线驱动模式”)两者来操作驱动器装置。
为此目的，控制和配置单元50适于通过传输数据总线交换数据和控制信号52，例如时钟信号。
电源电压控制模块80适于调节模拟电源电压VDDA以及数字电源电压VDDD，所述模拟电源电压VDDA给驱动器装置的模拟部分、特别是多通道电流控制模块20供电，所述数字电源电压VDDD给驱动器装置的数字部分、特别是控制和配置单元50供电。
例如，模拟电源电压VDDA直接来自电源系统，所述电源系统给驱动器装置的模拟部分、特别是电流发生器供电，并具有大致在7V至18V之间的值。
所述数字电源电压VDDD是具有最大值7V的信号。
现在转到图2中的图，其更详细地示出根据本发明的驱动器装置的结构，控制和配置单元50包括可操作地连接到多通道电流控制模块20的至少一个静态配置寄存器54，以及也可操作地连接到多通道电流控制模块20的至少一个动态配置寄存器56。
在静态配置寄存器54中，静态驱动器配置为以与电源电流值对应的方式预加载，当驱动器装置处于独立操作模式下时多通道电流控制模块20必须给每一个输出通道22设定所述电源电流值。
例如，在一个实施例中，在静态配置寄存器54中，静态驱动器配置以对应于二进制状态的方式预加载，其中例如二进制值“0”与“关闭”状态相关联以及二进制值“1”与“打开”状态相关联，当驱动器装置处于独立操作模式下时，与多通道电流控制模块20的每一个电流控制器相关联。
动态配置寄存器56适于加载从数字传输数据总线所接收到的动态驱动配置，所述动态驱动配置对应于电源电流值，当所述驱动器装置处于总线控制操作模式下时，多通道电流控制模块20必须给每一个输出通道22设定电源电流值。
例如，在一个实施例中，动态配置寄存器56适于加载从数字传输数据总线所接收到的动态驱动配置，所述动态驱动配置对应于二进制状态，其中例如二进制值“0”与“关闭”状态相关联以及二进制值“1”与“打开”状态相关联，当所述驱动器装置处于总线控制操作模式下时，与多通道电流控制模块20的每一个电流控制器相关联。
控制和配置单元50还包括第一配置选择装置58，其适于根据指示驱动器装置的操作模式的选择信号582来将静态驱动配置或动态驱动配置发送到多通道电流控制模块20。
在一个优选的实施例中，所述第一选择装置包括第一配置多路复用器58，其具有可操作地连接到多通道电流控制模块20的输出端584、连接到所述静态配置寄存器54的第一输入端585、连接到动态配置寄存器56的第二输入端586，和选择输入端582，基于所述选择输入端582，在输出端584上携载在所述第一输入端和第二输入端之一上的信号。
在一个优选的实施例中，所述配置选择装置58适于基于数字电源电压VDDD在电源电压调节单元80中的存在来选择驱动配置。
为了防止配置选择装置58在数字电源电压VDDD存在，但是电子控制单元出现故障以及因此在总线上不存在数据的情况下选择动态驱动配置，选择信号582来自“与”门59，其输入是指示数字电源电压VDDD存在的信号以及信号BDM_Flag，所述信号BDM_Flag提供接收到由连接到传输数据总线的电子控制单元转到总线控制操作模式的命令的信息。
根据一个实施例，静态驱动配置是从加载到相应静态配置寄存器54'、54”内的至少两种可能的静态配置之一中进行选择的结果，这种选择例如通过静态配置多路复用器70进行。选择通过静态选择终端72来进行，优选可从驱动器装置的外部访问该静态选择终端。
根据优选的实施例，控制和配置单元50包括动态电流增益寄存器，其适于加载从数字传输数据总线所接收到的在0至1之间的增益值BDM_Gain。驱动器装置还包括用于设定电流增益90的模块，其可操作地连接到总体电流设定模块30，并且当所述驱动器装置处于总线控制操作模式下时适于将所述增益BDM_Gain与恒定基准电流ISET相乘。
在进一步的实施例中，控制和配置单元50包括多个动态电流增益寄存器，每一个动态电流增益寄存器与输出通道22单一地相关联。这样的寄存器适于加载从数字传输数据总线所接收到的在0至1之间的增益值BDM_Gain_X。驱动器装置还包括用于设定电流增益90的模块，其可操作地连接到总体电流设定模块30，并且当驱动器装置处于总线控制操作模式下时适于将所述增益BDM_Gain_X与恒定基准电流ISET相乘。
现在返回到诊断功能，在一个实施例中，配置和控制单元50还包括可操作地连接到多通道电流控制模块20的故障通道动态寄存器402。诊断模块40适于将适于多通道电流控制模块20的下述驱动配置写入到所述故障通道动态寄存器402内，在该驱动配置内所有的输出通道22都被禁用，除了具有故障的一个输出通道之外。
在设置成通过低于恒定基准电流的故障电流驱动故障输出通道以便验证故障通道是否恢复其正常功能的一个实施例中，驱动器装置还包括故障电流模块100，其适于给多通道电流控制模块20提供代替基准电流ISET的这种故障电流。
在存在故障的情况下，诊断模块40适于控制多通道电流控制模块的电源从所述基准电流切换到故障电流。
如上所述，如果出现至少一个下列情况，则诊断模块40就将故障状态用信号发送到控制和配置单元50，所述情况包括：连接到输出通道22的LED 12的短路故障、输出通道22的断路故障、来自另一驱动器装置的故障信号46。例如，指示三种故障情况的信号420、422、46被报告到或门(OR gate)404的输入，其输出405用于指示故障状态。
在前两种故障情况下，则诊断单元40将驱动配置写入到适于多通道电流控制模块20的故障通道动态寄存器402内，在所述故障通道动态寄存器402内所有的输出通道22都被禁用，除了具有故障的一个输出通道之外；在第三种故障情况下，诊断单元40将驱动配置写入到故障通道动态寄存器402内，其中所有的输出通道22都被禁用。在这种情况下，实际上希望连接到彼此并属于同一电子控制单元而因此用于对同一灯(例如同一车灯)进行照射的所有驱动器装置，以便禁用相应的光源，使得所述灯完全关闭。
此外，为了防止光源的低的电源电压VDDA由诊断模块40误认为短路或断路故障，或门404的输出信号405连同诊断启用信号44一起被携载到第一与门(AND gate)406的输入，当由诊断模块所检测到的电源电压高于预定的阈值时，所述诊断启用信号44被激活。
在一个优选的实施例中，在总线驱动操作模式下，第一与门406的输出连同输出信号411一起被携载到第二与门408的输入，所述输出信号411来自第三与门410，该第三与门在输入中具有指示所述驱动器装置操作模式的SAM/BDM(独立模式/总线驱动模式)信号以及BDM_Status信号，所述BDM_Status信号代表从数字传输数据总线所接收到的并且例如写入到总线控制模式下的配置状态寄存器内的故障管理指令。例如，如果一个LED出现故障，以及一个通道受损，但其余的通道在总线控制操作模式下可同等提供用于预期功能的光度，该情况可通过确保工作通道的功能来进行管理。或者，如果灯由一定数量的右侧光源和左侧光源构成，则可以确定如果左侧光源发生故障，则右侧源被光激活，或者反之亦然。
其结果是，在总线控制模式下有可能命令驱动装置来启用或禁用其诊断，或命令驱动装置来控制具有所需故障配置的多通道电流控制模块20。
因此在一个优选的实施例中，诊断模块40的指示出现故障情况的输出412由各种故障情况的或(OR)404组合而给出，通过在或门404的输出和诊断启用信号44之间的随后的与(AND)406组合而给出，以及通过第一与门406的输出和考虑所述驱动器装置操作状态并且在总线控制模式的情况下考虑经由总线所提供的故障管理指令的信号411之间的另一与(AND)408组合而给出。
根据优选的实施例，控制和配置单元50包括第二选择装置60，其适于基于如上所述的由诊断模块40所生成的选择信号412来将由第一选择装置58所选择的驱动配置和在故障通道动态寄存器402中存在的驱动配置中的一个发送到多通道电流控制模块20。
例如，所述第二选择装置60也由多路复用器或选择器构成，所述多路复用器或选择器在输入中具有第一选择装置的输出(即从静态驱动配置和动态驱动配置中选择出的一种)，和由诊断模块40所确定的故障配置。所述多路复用器412的选择输入是诊断模块40的输出。
在一个实施例中，控制和配置单元50与多通道电流控制模块20通过全局激活器110通信，所述全局激活器110在存在全局启用信号112的情况下从控制和配置单元50接收并发送多通道电流控制模块20的驱动配置，所述全局启用信号112来自电源电压控制模块80并且当电源电压稳定时被激活。
从而根据本发明的驱动器装置装配有电路块，其适于确保提供静态和动态照明效果的双重功能。在提供电流增益设定模块90的一个优选实施例中，可以设定不同的驱动电流，例如，以便产生参照电流强度而逐渐亮起的指示灯。
具有可以独立模式和数据总线控制模式两者操作的驱动器装置的优点由以下事实给出，所述事实即同一驱动器装置可与光源的许多不同的控制结构一起使用。
根据本发明的驱动器装置比已知的装置更为通用，而且在经由数据总线连接的电子控制单元出现故障的情况下，根据本发明的装置在任何情况下确保基本性能而没有动态效应(dynamic effects)。
本发明还涉及一种车灯，其包括容器主体和靠近容器主体定位以便形成容纳多个光源的容纳腔室的透镜体。这样的多个光源适于当被供电时发光并且意旨传递通过透镜体。所述车灯还包括如上述配置成驱动多个光源的驱动器装置。
本领域技术人员可对根据本发明的驱动器装置的实施例进行变型和修改，用功能上等同的其它元件替换相应的元件以便满足可能的各种要求，同时保持处于以下权利要求的保护范围之内。描述成属于一个可能实施例的每个特征可独立于所述的其它实施例来实现。

Claims (10)

1.用于多个光源的驱动器装置，所述光源特别是发光二极管，所述驱动器装置包括：
-控制和配置单元(50)，所述控制和配置单元(50)用于确定所述驱动器装置的配置并控制多通道电流控制模块(20)；
-多通道电流控制模块(20)，其具有多个输出通道(22)，每个输出通道(22)连接到至少一个光源(12)，所述多通道电流控制模块适于设定每个所述输出通道(22)上的电源电流；
-可操作地连接到所述多通道电流控制模块的至少一个静态配置寄存器(54)，静态驱动配置为预加载到所述静态配置寄存器(54)内，该静态驱动配置与当驱动器装置处于独立操作模式下时多通道电流控制模块必须给每一个输出通道所设定的电源电流值对应，其中所述独立操作模式是控制和配置单元(50)能够以“独立模式”来操作驱动器装置；
-可操作地连接到所述多通道电流控制模块(20)的至少一个动态配置寄存器(56)，所述动态配置寄存器适于加载从连接到电子控制单元的数字传输数据总线所接收到的动态驱动配置；所述动态驱动配置对应于当所述驱动器装置处于总线控制操作模式下时所述多通道电流控制模块必须给每一个输出通道所设定的电源电流值，其中所述总线控制操作模式是控制和配置单元(50)通过数字传输数据总线由外部电子控制单元控制的操作模式来操作驱动器装置；以及
-第一配置选择装置(58)，其适于根据指示驱动器装置的操作模式的选择信号(582)来将静态驱动配置或动态驱动配置发送到多通道电流控制模块。
2.根据权利要求1所述的驱动器装置，其特征在于，所述第一配置选择装置(58)包括第一配置多路复用器，该第一配置多路复用器具有可操作地连接到多通道电流控制模块的输出端(584)、连接到静态配置寄存器(54)的第一输入端(585)、连接到动态配置寄存器(56)的第二输入端(586)，和选择输入端(582)，且基于所述选择输入端(582)，在输出端上携载在第一输入端和第二输入端之一上的信号。
3.根据权利要求1或2所述的驱动器装置，其特征在于，所述驱动器装置包括模拟电源电路(VDDA)以及数字电源电路(VDDD)，所述模拟电源电路用于至少给多通道电流控制模块(20)供电，所述数字电源电路用于至少给动态配置寄存器(56)供电，其中所述配置选择装置(58)适于取决于在数字电源电路中的数字电源的存在来选择驱动配置。
4.根据权利要求1或2所述的驱动器装置，其特征在于，所述驱动器装置包括总体电流设定模块(30)，其适于给多通道电流控制模块(20)提供恒定基准电流(ISET)。
5.根据权利要求4所述的驱动器装置，其特征在于，所述驱动器装置包括适于加载从数字传输数据总线所接收到的在0至1之间的增益值的动态电流增益寄存器和用于设定电流增益(90)的模块，当所述驱动器装置处于总线控制操作模式下时用于设定电流增益的模块适于将所述增益与所述恒定基准电流相乘。
6.根据权利要求4所述的驱动器装置，其特征在于，所述驱动器装置包括：
诊断模块(40)，其适用于检测在连接到输出通道(22)的每一个LED(12)上的短路故障和/或断路故障；
故障电流模块(100)，其适于给多通道电流控制模块提供数值比恒定基准电流低的恒定故障电流；以及
故障通道动态寄存器(402)，其可操作地连接到多通道电流控制模块；
所述诊断模块(40)适于将适于多通道电流控制模块的下述驱动配置写入到所述故障通道动态寄存器(402)内，在该驱动配置内所有的输出通道都被禁用，除了故障通道之外，并且所述诊断模块(40)适于命令多通道电流控制模块的电源从基准电流切换到故障电流。
7.根据权利要求6所述的驱动器装置，其特征在于，所述驱动器装置包括第二选择装置(60)，其适于基于由诊断模块所生成的选择信号(412)来将由第一选择装置所选择的驱动配置和在故障通道动态寄存器中存在的驱动配置中的一个发送到多通道电流控制模块。
8.根据权利要求6所述的驱动器装置，其特征在于，所述诊断模块(40)具有外部输入，该外部输入指示至少一个其它驱动器装置的故障状态，在所述外部输入上存在故障信号的情况下，所述诊断模块适于禁用多通道电流控制模块的所有输出通道(22)。
9.根据权利要求6所述的驱动器装置，其特征在于，在总线控制操作模式下，诊断模块(40)的输出取决于在至少一个通道上或另一个驱动器装置上故障的存在或取决于由数字传输数据总线所接收到的故障管理指令。
10.车灯(500)，其包括容器主体、透镜体，该透镜体靠近容器主体定位以便形成容纳多个光源(12)的容纳腔室，以及根据任一前述权利要求所述的用于多个光源的驱动器装置(10)。
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