CN106470510A - 发光装置和包括发光装置的汽车照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光装置和包括发光装置的汽车照明设备。发光装置包括:多个发光阵列模块,每个发光阵列模块包括至少一个发光元件;以及公共驱动模块,其公共地连接至多个发光阵列模块,并且被配置成将工作电压供应至所连接的发光阵列模块中的每个。多个发光阵列模块中的每个包括:发光模块,其包括该至少一个发光元件;以及单独驱动模块,其被配置成接收从公共驱动模块供应的工作电压,并且基于所接收的工作电压将工作电流输出至发光模块。

Description

发光装置和包括发光装置的汽车照明设备
技术领域
本公开涉及一种包括发光模块和驱动模块的发光装置和包括该发光装置的汽车照明设备,并且更具体地涉及以下发光装置:其中用于将驱动电力供应至多个发光模块的驱动模块被分为可公共使用的公共驱动模块以及设置在每个发光模块中的单独驱动模块。
背景技术
近来,在包括车辆用灯的各种领域中,发光二极管(LED)已经被广泛用作发光模块。此外,由于与LED相比有机发光二极管(OLED)具有极好的色彩再现性和快速的驱动速度,所有OLED的使用增多。
这样的发光模块的应用已经得到扩展。例如,使用发光模块作为用于闪光灯的高亮度光源、用于用在便携式电子产品(例如,移动电话、可携式摄像机、数码相机、个人数字助理(PDA)等)中的液晶显示器(LCD)的背光、用于电子显示器的光源、用于照明和切换照明(switch illumination)的光源、用于指示灯和交通灯的光源等。
另一方面,发光模块接收由驱动模块供应的驱动电力并且通过使用所接收的驱动电力来生成光。
这样的发光模块被称为LED阵列模块(LAM),并且驱动模块被称为LED驱动模块(LDM)。
图1是示出根据相关技术的发光装置的构造的视图。
参照图1,根据相关技术的发光装置10包括多个驱动模块和多个发光模块。
也就是说,多个发光模块包括第一发光模块20、第二发光模块30、以及第N发光模块40。多个驱动模块将工作电压供应至多个发光模块。为此,多个驱动模块包括:将工作电压供应至第一发光模块20的第一驱动模块;将工作电压供应至第二发光模块30的第二驱动模块60;以及将工作电压供应至第N发光模块40的第N驱动模块70。
第一至第N发光模块20、30和40可以安装在车辆的不同位置处。例如,第一至第N发光模块20、30和40可以包括:包括日行灯(DRL)、位置灯(PSTN)、转向信号灯(TSL)等的前灯;以及包括停止灯、尾灯、转向信号灯、倒车灯、雾灯等的后部组合灯。
图2是示出图1的驱动模块的详细构造的视图。
参照图2,多个驱动模块中的每个包括:接收电力的电力输入单元81;转换通过电力输入单元81接收的电力的恒定电压电路82;以及将由恒定电压电路82转换的电力供应至相应发光模块的恒定电流电路83。
恒定电压电路82不被配置成覆盖所有的第一至第N发光模块20、30和40,但是输出适于由恒定电压电路82控制的特定发光模块的工作电压的电压。
与恒定电压电路82类似,恒定电流电路83执行适于由恒定电流电路83控制的特定发光模块的工作电流的恒定电流控制。
如此,多个驱动模块被设计成适于由驱动模块控制的特定发光模块的规格。因此,根据发光模块的数量被单独地配置驱动模块。
然而,如果如上所述那样配置发光装置10,则驱动模块的数量增加为与发光模块的数量一样多。驱动模块的增加导致增加产品的单位成本和增加产品开发的损失的问题。
发明内容
实施方式提供了一种具有新颖结构的发光装置以及包括该发光装置的汽车照明设备。
实施方式还提供了下述发光装置以及包括该发光装置的汽车照明设备:在该发光装置中,用于将驱动电力供应至发光模块的驱动模块被分为可公共地使用的公共驱动模块以及设置在每个发光模块中的单独驱动模块。
实施方式还提供了将发光模块和在发光模块中单独使用的单独驱动模块集成至单个模块中的发光装置,以及包括该发光装置的汽车照明设备。
实施方式提供了下述发光装置以及包括该发光装置的汽车照明设备:即使负载的工作电压改变,该发光装置也能够执行恒定电压控制和恒定电流控制。
本文中所述的实施方式要解决的技术问题不限于上述技术问题,并且实施方式所属领域的技术人员根据描述和附图将清楚地理解其他技术问题。
在一个实施方式中,一种发光装置包括:多个发光阵列模块,每个发光阵列模块包括至少一个发光元件;以及公共驱动模块,其公共地连接至多个发光阵列模块,并且被配置成将工作电压供应至所连接的发光阵列模块中的每个,其中多个发光阵列模块中的每个包括:发光模块,其包括该至少一个发光元件;以及单独驱动模块,其被配置成接收从公共驱动模块供应的工作电压,并且基于所接收的工作电压将工作电流输出至发光模块。
公共驱动模块可以与包括在多个发光阵列模块中的每个中的单独驱动模块物理上分开。
公共驱动模块可以包括:电力输入单元,其被配置成接收输入电力;DC-DC转换器,其包括至少一个开关元件,并且被配置成通过根据开关元件的开关操作转换输入电力来输出工作电压;反馈单元,其被配置成将DC-DC转换器的输出电压与预设参考电压进行比较,并且基于比较结果输出控制值;以及脉冲宽度调制单元,其被配置成通过使用由反馈单元输出的控制值来将脉冲信号输出至DC-DC转换器。
DC-DC转换器可以包括降压转换器、升压转换器、降压-升压转换器、降压与升压转换器、Zeta转换器和SEPIC转换器中的任一个。
反馈单元可以包括:分压电阻器,其连接至DC-DC转换器的输出端子;以及比较器,其被配置成将经由分压电阻器输出的电压与参考电压进行比较,并且输出控制值。
参考电压可以是基于多个发光阵列模块的发光模块的工作电压之中的最高工作电压设置的。
多个发光阵列模块中的每个可以包括:第一基板;至少一个发光元件,其布置在第一基板上方,并且构成发光模块;以及驱动元件,其布置在第一基板下方,并且构成单独驱动模块。
多个发光阵列模块中的每个可以包括:第一基板;至少一个发光元件,其布置在第一基板上方,并且构成发光模块;以及驱动元件,其布置在第一基板上方且以预定间隔与至少一个发光元件间隔开,并且构成单独驱动模块。
多个发光阵列模块中的每个可以包括:导热基板;第一基板,其布置在导热基板上方;第二基板,其布置在导热基板下方;至少一个发光元件,其布置在第一基板上方并且构成发光模块;以及驱动元件,其布置在第二基板下方并且构成单独驱动模块。
驱动元件可以包括被配置成控制工作电流的线性电路单元。
多个发光阵列模块之中的第一发光阵列模块还可以包括差分电路单元,该差分电路单元被配置成基于发光模块的工作电压生成参考电压并且将所生成的参考电压供应至比较器。
第一发光阵列模块可以是多个发光阵列模块之中的包括具有最高工作电压的发光模块的发光阵列模块。
在另一实施方式中,一种汽车照明设备包括:透镜壳体;布置在透镜壳体中的多个发光阵列模块;公共驱动模块,其公共地连接至多个发光阵列模块并且被配置成将工作电压供应至多个发光阵列模块中的每个;以及布置在发光阵列模块前面的透镜,其中公共驱动模块将同一工作电压公共地供应至多个发光阵列模块。
根据本发明的实施方式,驱动模块中的一些驱动模块被标准化成能够在多个发光模块中公共地使用,由此减小了驱动模块的数量并且使产品的单位成本和产品体积最小化。
另外,根据本发明的实施方式,由于公共驱动模块通过排除必须根据驱动模块中的每个发光模块的规格而设计的恒定电流电路被配置,可以使构成公共驱动模块的基板的尺寸较小从而可以使产品体积最小化,由此改进了设计自由度。
另外,根据本发明的实施方式,通过使公共驱动模块的输出电压最小化可以使每个发光模块的发热最小化。
此外,根据本发明的实施方式,可以将单独驱动模块和发光模块集成至单个封装,由此使产品体积最小化并且减小了产品的单位成本。
此外,根据本发明的实施方式,将多个发光模块的工作电压之中的最大工作电压设置为公共驱动模块的输出电压,并且输出电压根据最大工作电压的变化而改变,由此改善了由于输出电压与工作电压之间的差而引起的发热。
附图说明
图1是示出根据相关技术的发光装置的构造的视图。
图2是示出图1的驱动模块的详细构造的视图。
图3是示出根据本发明的实施方式的发光装置的构造的视图。
图4是示出图3的公共驱动模块的详细构造的视图。
图5是示出根据本发明的实施方式的公共驱动模块的布置构造的视图。
图6是示出图4的保护电路单元的详细构造的视图。
图7是图4中所示的DC-DC转换器的第一构造示例。
图8是图4中所示的DC-DC转换器的第二构造示例。
图9是图4中所示的DC-DC转换器的第三构造示例。
图10是图4中所示的DC-DC转换器的第四构造示例。
图11是图3中所示的发光阵列模块的第一构造示例。
图12是图3中所示的发光阵列模块的第二构造示例。
图13是图3中所示的发光阵列模块的第三构造示例。
图14是示出根据本发明的第一实施方式的发光阵列模块的布置构造的视图。
图15是示出根据本发明的第二实施方式的发光阵列模块的布置构造的视图。
图16是示出根据本发明的第三实施方式的发光阵列模块的布置构造的视图。
图17是示出根据本发明的第四实施方式的发光阵列模块的布置构造的视图。
图18是示出根据本发明的第五实施方式的发光阵列模块的布置构造的视图。
图19是示出根据本发明的实施方式的差分电路的视图。
图20至图22是示出根据本发明的实施方式的汽车照明设备的视图。
具体实施方式
根据下面参照附图详细描述的实施方式,效果和特征、以及实现效果和特征的方法将变得明显。然而,本发明不限于下面的实施方式,而是可以实现为各种形式。本实施方式被提供为使得本公开将是透彻和完整的,并且将给本领域技术人员完全地传达本发明的范围。本发明的范围应当通过对所附权利要求书的合理解释来确定。遍及本说明书,相同的附图标记被分配为指代相同的元件。
在实施方式的以下描述中,将省略公知功能或构造的详细描述,这是由于它们会以不必要的细节使得本发明模糊。
本文中所使用的术语是通过考虑本公开中的功能在本领域中当前普遍使用的那些通用术语,但是术语可根据本领域普通技术人员的意图、本领域中的先例等而变化。因而,本文中所使用的术语应当基于本发明的综合描述来理解。
在下文中,根据附图和实施方式的以下描述,实施方式将变得明显。在实施方式的描述中,将理解的是,当层(膜)、区域、图案或结构被称为在基板、另一层(膜)、区域、焊盘或图案“上/上方”或“下/下方”时,该层(膜)、区域、图案或结构可以直接在另一层(膜)、区域、焊盘或图案上或下,并且在其之间也可以存在一个或更多个介入层。
在附图中,一些元件可能被夸大、省略或示意性示出。每个元件的尺寸没有完全反映实际尺寸。在下文中,将参照附图描述实施方式。
图3是示出根据本发明的实施方式的发光装置的构造的视图。
参照图3,根据本发明的实施方式的发光装置100包括公共驱动模块200和发光阵列模块300。
另外,发光阵列模块300包括第一至第N发光阵列模块310、320和330。
另外,第一至第N发光阵列模块310、320和330中的每个包括单独驱动模块311和发光模块312。
在本发明的实施方式中,将驱动电力供应至发光模块312的驱动模块包括固定单元和可变单元。固定单元是无论发光模块312的负载规格如何总是设计相同内部电路的模块。也就是说,固定单元是即使发光模块312的负载规格改变内部电路设计也不改变的驱动模块,并且可变单元是内部电路设计根据发光模块312的负载规格改变的驱动模块。
因此,在本发明的实施方式中,驱动模块分为与固定单元对应的公共驱动模块以及与可变单元对应的单独驱动模块。
单独驱动模块与公共驱动模块不布置在同一基板上,由此减小了公共驱动模块的尺寸并且使发热问题最小化。
另外,单独驱动模块311不被配置成与发光模块312分开,而是被设置为与发光模块312集成的单个集成模块。此时,根据相应的发光模块312的规格设计单独驱动模块311的内部电路。另外,单独驱动模块311除公共驱动模块200之外包括仅一些驱动电路,由此使由于与发光模块312集成而导致的发热问题最小化。
公共驱动模块200被公共地连接至第一至第N发光阵列模块310、320和330并且将工作电压输出至第一至第N发光阵列模块310、320和330。
此时,从公共驱动模块200向第一至第N发光阵列模块310、320和330输入同一工作电压。然而,构成第一至第N发光阵列模块310、320和330的发光模块312被配置有不同的规格。因而,在需要的工作电压(VF)中产生差。也就是说,第一至第N发光阵列模块可以包括与车辆的后部对应的模块、与转向信号部对应的模块、与停止信号部对应的模块等。
在从公共驱动模块200输入的工作电压高于实际需要的工作电压时,可通过单独驱动模块311将正常工作电压供应至发光模块312。然而,在从公共驱动模块200输入的工作电压低于实际需要的工作电压时,不能将正常工作电压供应至发光模块312。
因此,在公共驱动模块200中,将包括在第一至第N发光阵列模块310、320和330中的发光模块312的工作电压之中的最大工作电压(VF.Max)设置为参考电压(Vref)。公共驱动模块200基于设置的参考电压(Vref)来调节输出电压(Vo)。
特别地,公共驱动模块200通过恒定电压控制基于参考电压(Vref)来调节输出电压(Vo)。从公共驱动模块200输出的输出电压(Vo)被公共地输入第一至第N发光阵列模块310、320和330。
第一至第N发光阵列模块310、320和330中的每个接收从公共驱动模块200输出的输出电压(Vo),基于接收的输出电压(Vo)执行恒定电流控制,并且将输出电压(Vo)输出至相应的发光模块312。
发光模块312中的每个基于通过恒定电流控制供应的电力工作以在安装位置处生成光。
第一至第N发光阵列模块310、320和330可以是安装在车辆的不同位置处以在安装位置处生成光的灯。
第一至第N发光阵列模块310、320和330可以包括与日行灯(DRL)对应的第一发光阵列模块、与位置灯(PSTN)对应的第二发光阵列模块、与转向信号灯(TSL)对应的第三发光阵列模块、与停止灯对应的第四发光阵列模块、与尾灯对应的第五发光阵列模块、与转向信号灯对应的第六发光阵列模块、与倒车灯对应的第七发光阵列模块、与雾灯对应的第八发光阵列模块、以及与头灯对应的第九发光阵列模块。
在第一至第N发光阵列模块310、320和330中,根据负载规格改变构成发光模块312的发光元件的规格或数量。
因此,第一至第N发光阵列模块310、320和330中的每个包括根据每个发光模块312的规格控制供应至每个发光模块312的电力的单独驱动模块311。
单独驱动模块311可以包括执行恒定电流控制的恒定电流控制电路。
如上所述,在本发明的实施方式中,用于驱动发光模块312的驱动模块分为与固定单元对应的公共驱动模块、以及与可变单元对应的单独驱动模块。公共驱动模块200被公共地连接至多个发光阵列模块并且将公共输出电压(Vo)输出至多个发光阵列模块。
多个发光阵列模块中的每个包括光源模块和单独驱动模块,该单独驱动模块根据光源模块的规格控制输出电压(Vo)。
如上所述,根据本发明的实施方式的发光装置被标准化,使得驱动模块中的一些驱动模块能够在多个发光模块中公共地使用,由此减小了驱动模块的数量并且使产品的单位成本和产品体积最小化。
另外,根据本发明的实施方式的发光装置将单独驱动模块和发光模块集成至单个封装,由此减小了产品体积和产品单位成本。
因此,除了恒定电压控制电路等之外,仅恒定电流控制电路被包括在与发光模块集成的驱动模块中,由此使由于驱动模块和发光模块的集成而导致的发热问题最小化。
图4是示出图3的公共驱动模块200的详细构造的视图。
参照图4,公共驱动模块200包括电池210、保护电路单元220、DC-DC转换器230、反馈单元240、以及脉冲宽度调制单元250。
电池210可以将用于驱动多个发光模块312的输入电力供应至公共驱动模块200。
此时,电池210是用于供应输入电力的电源单元的示例,并且可以用其他单元替换。
另外,电池210在图4中被示出为包括在公共驱动模块200中,但是电池210可以被配置成与公共驱动模块200分开,这是因为电池210是用于将电力供应至公共驱动模块200的单元。换言之,当在车灯中使用发光装置时,电池210可以是车辆电池,并且公共驱动模块200可以被布置在与电池210隔开的基板上方。
此外,电池210可以被配置成将DC电力供应至DC-DC转换器230,但不限于此。输入电力在约9V至约16V的范围内,但不限于此。
保护电路单元220被配置成保护公共驱动模块200的内部构造免受输入至公共驱动模块200的电力的影响。
保护电路单元220可以布置在电池210与DC-DC转换器230之间,并且可以阻挡或吸收从装置发射且经由电力线释放的噪声或电磁波,或者可以将噪声或电磁波旁路至地。
另外,保护电路单元220还可以包括防止电压沿反方向施加的逆电压保护电路。
DC-DC转换器230根据经由以下要描述的脉冲宽度调制单元250输出的脉冲信号来调节从保护电路单元220接收的电压,并且将经调节的电压公共地输出至第一至第N发光阵列模块310、320和330。
也就是说,DC-DC转换器230基于预设的参考电压(Vref)调节从保护电路单元220接收的电压,并且将经调节的电压输出至第一至第N发光阵列模块310、320和330。
此时,DC-DC转换器230可以是降压-升压转换器、升压转换器、降压转换器、降压与升压转换器、Zeta转换器和SEPIC转换器之一。
脉冲宽度调制单元250可以布置在DC-DC转换器230与反馈单元240之间,并且可以基于反馈单元240的输出信号生成用于调节DC-DC转换器230的输出电压Vo的脉冲信号,并且根据生成的脉冲信号控制构成DC-DC转换器230的开关元件的开关状态。
反馈单元240可以包括比较器241、以及串联地连接至DC-DC转换器230的输出端子的第一电阻器R1和第二电阻器R2。
第一电阻器R1的一个端子连接至DC-DC转换器230的输出端子,并且第一电阻器R1的另一端子连接至第二电阻器R2的一个端子。
另外,第二电阻器R2的一个端子连接至第一电阻器R1的另一端子,并且第二电阻器R2的另一端子接地。
第一电阻器R1和第二电阻器R2是分压电阻器,并且检测和输出DC-DC转换器230的输出电压Vo。
比较器241配置有运算放大器(op-amp)。参考电压Vref被输入至比较器241的正(+)端子,并且通过第一电阻器R1和第二电阻器R2分割的电压被施加至比较器241的负(-)端子。
也就是说,反馈单元240可以将参考值Vref与输出电压Vo之间的差值输出至脉冲宽度调制单元250,使得DC-DC转换器230的输出电压Vo收敛于预设参考电压Vref。因此,脉冲宽度调制单元250基于差值输出用于补偿DC-DC转换器230的输出值的脉冲信号,并且DC-DC转换器230输出与参考电压Vref对应的输出电压Vo。
图5是示出根据本发明的实施方式的公共驱动模块200的布置构造的视图。
公共驱动模块200包括基板400,并且构成保护电路单元220、DC-DC转换器230、反馈单元240和脉冲宽度调制单元250的元件以预定间隔布置在基板上方。
基板400可以是树脂基印刷电路板(PCB)、金属芯PCB、柔性PCB、陶瓷PCB和FR-4基板之一。
另外,在基板400的左端处布置有输入焊盘410,并且在基板400的右端处布置有输出焊盘420。
输入焊盘410连接至电源单元,优选地连接至电池120的输出端子。
输出焊盘420连接至第一至第N发光阵列模块310、320和330。因此,对应于第一至第N发光阵列模块310、320和330的数量设置多个输出焊盘420。
图6是示出图4的保护电路单元220的详细构造的视图。
参照图6,保护电路单元220包括连接至电池210的DM滤波器221、Y电容器单元222和CM滤波器223。
保护电路单元220是去除电磁干扰(EMI)噪声的噪声去除单元。
EMI是电磁干扰和不期望的宽频噪声的噪声源,其由于噪声引起对电磁波的干扰和妨害。此时,电力噪声被分为公共模式噪声和正常模式噪声。公共模式噪声意指电源流中沿同一方向的正端子的噪声和负端子的噪声,并且被称为CM噪声。正常模式噪声意指电源流中沿相反方向的正端子的噪声和负端子的噪声,并且被称为DM噪声。因此,用于减小公共模式噪声的滤波器称为CM滤波器,并且用于减小正常模式噪声的滤波器称为DM滤波器。
DM滤波器221被布置成对DM噪声进行滤波。为此,DM滤波器221包括第一电容器C1、第二电容器C2和第一电感器L1。也就是说,DM滤波器221包括π型电容器。在作为π型滤波器的DM滤波器221中,DM噪声被电容器C1和C2吸收并且通过电感器L1执行滤波。
在本文中,虽然DM滤波器221去除DM噪声,但是DM滤波器221基本上是EMI滤波器并且可以被仅配置成没有以下要描述的Y电容器单元222或CM滤波器223。
换言之,保护电路单元220可以被配置成仅包括DM滤波器221。
Y电容器单元222被布置在DM滤波器221的后面并且将噪声发射至地。为此,Y电容器单元222包括Y电容器Cy1和Cy2。
CM滤波器223被布置在Y电容器单元222的后面并且对CM噪声进行滤波。此时,在EMI噪声没有通过仅使用DM滤波器221正常去除的情况下,可以进一步布置CM滤波器223,以通过接地去除噪声。在布置了CM滤波器223的情况下,可以在DM滤波器221与CM滤波器223之间布置Y电容器单元222。
图7是图4中所示的DC-DC转换器230的第一构造示例,图8是图4中所示的DC-DC转换器230的第二构造示例,图9是图4中所示的DC-DC转换器230的第三构造示例,以及图10是图4中所示的DC-DC转换器230的第四构造示例。
参照图7,可以在保护电路单元220与第一电感器L1之间布置第一开关元件Q1,并且第一开关元件Q1可以根据从脉冲宽度调制单元250接收的脉冲信号的控制来接通和断开。
在第一开关元件Q1处于接通状态且第二开关元件Q2处于断开状态时,DC-DC转换器230可以允许电流经由第一电感器L1流向负载。
在第一开关元件Q1改变为断开状态时,DC-DC转换器230可以由于存储在第一电感器L1中的能量而根据第一二极管D1的方向将逆向电流传递至负载和电容器C1。也就是说,此时,DC-DC转换器230可以用作降压转换器。
在第一开关元件Q1和第二开关元件Q2两者处于接通状态时,DC-DC转换器230可以允许电流经由仅第一电感器L1流动。在第二开关元件Q2改变为断开状态时,DC-DC转换器230可以根据第二二极管D2的方向由于存储在第一电感器L1中的能量将电流传递至负载和电容器C1。
第一二极管D1和第二二极管D2防止可以从第一至第N发光阵列模块310、320和330传递至DC-DC转换器230的电流的逆向运动。也就是说,第一二极管D1和第二二极管D2允许电流沿仅一个方向,即从DC-DC转换器230至第一至第N发光阵列模块310、320和330流动。
由于以上构造,DC-DC转换器230将从保护电路单元220接收的输入电压升压并且将升压的电压输出至第一至第N发光阵列模块310、320和330。
参照图8,DC-DC转换器230可以是降压-升压转换器。DC-DC转换器230可以包括第一开关元件Q1、第一二极管D1和第一电感器L1。
第一开关元件Q1串联连接至输入电力。此时,第一开关元件Q1可以包括用于防止逆向流动的二极管。
第一二极管D1可以串联连接至第一开关元件Q1。
第一电感器L1可以并联连接至第一开关元件Q1。
在DC-DC转换器230中,第一开关元件Q1通过在第一时段期间提供的脉冲信号接通,并且通过使第一开关元件Q1接通而将输入电压充载至第一电感器L1。
在DC-DC转换器230中,第一开关元件Q1通过在第二时段期间提供的脉冲信号而断开,并且充载在第一电感器L1中的电感器电压可以供应至第一至第N发光阵列模块310、320和330。
另外,参照图9,DC-DC转换器230可以是Zeta转换器。
为此,DC-DC转换器230可以包括第一开关元件Q1、第一电感器L1、第一电容器C1和第一二极管D1。
第一开关元件Q1的漏极端子连接至保护电路单元220的输出端子,第一开关元件Q1的栅极端子连接至脉冲宽度调制单元150的输出端子,并且第一开关元件Q1的源极端子连接至第一电感器L1的一个端子和第一电容器C1的一个端子。
第一电感器L1的一个端子连接至第一开关元件Q1的源极端子,并且第一电感器L1的另一端子接地。
第一电容器C1的一个端子连接至第一开关元件Q1的源极端子和第一电感器L1的一个端子,并且第一电容器C1的另一端子连接至第一二极管D1的阴极端子。
第一二极管D1的阴极端子连接至第一电容器C1的另一端子和DC-DC转换器230的输出端子,并且第一二极管D1的阳极端子接地。
另外,参照图10,DC-DC转换器230可以是SEPIC转换器。为此,DC-DC转换器230可以包括第一开关元件Q1、第一电感器L1、第二电感器L2、第一电容器C1和第一二极管D1。
第一电感器L1的一个端子连接至保护电路单元220的输出端子,并且第一电感器L1的另一端子连接至第一开关元件Q1的漏极端子和第一电容器C1的一个端子。
第一开关元件Q1的漏极端子连接至第一电感器L1的另一端子和第一电容器C1的一个端子,第一开关元件Q1的栅极端子连接至脉冲宽度调制单元250的输出端子,并且第一开关元件Q1的源极端子接地。
第一电容器C1的一个端子连接至第一电感器L1的另一端子和第一开关元件Q1的漏极端子,并且第一电容器C1的另一端子连接至第二电感器L2的一个端子和第一二极管D1的阳极端子。
第一二极管D1的阳极端子连接至第一电容器C1的另一端子和第二电感器L2的一个端子,第一二极管D1的阴极端子连接至DC-DC转换器230的输出端子,即第一至第N发光阵列模块310、320和330的输入端子。
图11是图3中所示的发光阵列模块的第一构造示例,图12是图3中所示的发光阵列模块的第二构造示例,并且图13是图3中所示的发光阵列模块的第三构造示例。
在图11至图13中,发光阵列模块包括发光模块312和用于一般恒定电流控制的恒定电流控制电路。恒定电流控制电路可以是线性电路。
参照图11,发光阵列模块可以包括发光模块312和单独驱动模块311。单独驱动模块311可以包括第一电阻器R1、第一开关元件S1、第二开关元件S2和第二电阻器R2。
第一电阻器R1的一个端子连接至电力输入端子Vin,并且第一电阻器R1的另一端子连接至第二开关元件S2的基极端子和第一开关元件S1的集电极端子。
第一开关元件S1的集电极端子连接至第一电阻器R1的另一端子和第二开关元件S2的基极端子,第一开关元件S1的基极端子连接至第二开关元件S2的发射极端子和第二电阻器R2的一个端子,并且第一开关元件S1的发射极端子接地。
第二开关元件S2的集电极端子连接至发光模块312的输出端子,第二开关元件S2的基极端子连接至第一电阻器R1的另一端子和第一开关元件S1的集电极端子,并且第二开关元件S2的发射极端子连接至第一开关元件S1的基极端子和第二电阻器R2的一个端子。
第二电阻器R2的一个端子连接至第二开关元件S2的发射极端子和第一开关元件S1的基极端子,并且第二电阻器R2的另一端子接地。
参照图12,单独驱动模块311包括线性电路单元313、第一开关元件S1和第一电阻器R1。
第一开关元件S1和第一电阻器R1分别对应于图11中的第二开关元件S2和第二电阻器R2。
在图12中,线性电路单元313包括在单独驱动模块311中。
参照图13,单独驱动模块311还可以被配置成包括仅线性电路单元313和第一电阻器R1的类型。
图14是示出根据本发明的第一实施方式的发光阵列模块的布置构造的视图。
参照图14,发光阵列模块包括基底基板500、发光模块312和单独驱动模块311。
基底基板500可以是树脂基PCB、金属芯PCB、柔性PCB、陶瓷PCB和FR-4基板之一。
发光模块312和单独驱动模块311可以安装在单个基底基板500上。
也就是说,在第一实施方式中,发光模块312可以被布置在基底基板500的顶表面上,并且单独驱动模块311可以被布置在基底基板500的底表面上。
图15是是示出根据本发明的第二实施方式的发光阵列模块的布置构造的视图。
参照图15,发光阵列模块包括基底基板500、发光模块312和单独驱动模块311。
基底基板500可以是树脂基PCB、金属芯PCB、柔性PCB、陶瓷PCB和FR-4基板之一。
发光模块312和单独驱动模块311可以安装在单个基底基板500上。此时,发光模块312和单独驱动模块311可以以预定间隔布置在基底基板500的同一表面上。
也就是说,在第二实施方式中,发光模块312和单独驱动模块311可以以预定间隔布置在基底基板500的顶表面上。
发光模块312可以沿水平轴方向布置在基底基板500上。
图16是示出根据本发明的第三实施方式的发光阵列模块的布置构造的视图。
参照图16,发光阵列模块包括基底基板500、发光模块312和单独驱动模块311。
基底基板500可以是树脂基PCB、金属芯PCB、柔性PCB、陶瓷PCB和FR-4基板之一。
发光模块312和单独驱动模块311可以安装在单个基底基板500上。此时,发光模块312和单独驱动模块311可以以预定间隔布置在基底基板500的同一表面上。
也就是说,在第三实施方式中,发光模块312和单独驱动模块311可以以预定间隔布置在基底基板500的顶表面上。
发光模块312可以沿竖直轴方向布置在基底基板500上。也就是说,发光模块312可以沿竖直方向布置在基底基板500的顶表面的左区域中,并且单独驱动模块311可以沿竖直方向布置在基底基板500的顶表面的右区域中。
图17是示出根据本发明的第四实施方式的发光阵列模块的布置构造的视图。
参照图17,发光阵列模块包括基底基板500、发光模块312和单独驱动模块311。
基底基板500可以是树脂基PCB、金属芯PCB、柔性PCB、陶瓷PCB和FR-4基板之一。
发光模块312和单独驱动模块311可以安装在单个基底基板500上。此时,发光模块312和单独驱动模块311可以以预定间隔布置在基底基板500的同一表面上。
也就是说,在第四实施方式中,发光模块312和单独驱动模块311可以以预定间隔布置在基底基板500的顶表面上。
发光模块312可以沿竖直轴方向布置在基底基板500上。也就是说,发光模块312可以沿竖直方向布置在基底基板500的顶表面的左区域和右区域中,并且单独驱动模块311可以沿竖直方向布置在基底基板500的顶表面的中间区域中。
图18是示出根据本发明的第五实施方式的发光阵列模块的布置构造的视图。
参照图18,发光阵列模块包括发光模块312和单独驱动模块311。发光模块312和单独驱动模块311可以通过不同基底基板620和630的媒介分别附接在导热基板610的相对表面上,其中导热基板610设置在发光模块312与单独驱动模块311之间。
也就是说,发光阵列模块包括导热基板610、第一接合层615、第一基板620、发光模块312、第二接合层625、第二基板630和单独驱动模块311。
第一基板620和第二基板630可以是树脂基印刷电路板(PCB)、金属芯PCB、柔性PCB、陶瓷PCB和FR-4基板之一。
发光模块312包括布置在第一基板620上方以发射光的发光元件,并且发光模块312是包括光源的概念。例如,可以将固态发光元件施加至发光模块312。固态发光元件可以是选自LED、OLED、激光二极管(LD)、激光器和垂直腔面发射激光器(VCSEL)中的任意一个。
也就是说,第一基板620可以通过安装多个发光元件来配置发光模块312。可以使多个电极线露出,使得发光元件例如LED被安装,并且电极线可以电连接至发光元件。
此时,发光元件可以安装在第一基板620的通孔中并且电连接至电极线,并且发光元件可以通过借助使用环氧树脂等结合在一侧具有径向反射表面的反射构件来固定。
第二基板630布置在导热基板610的底表面上,并且构成单独驱动模块311的驱动元件安装在第二基板630的露出表面上。
此时,第一接合层615可以布置在导热基板610与第一基板620之间,并且第二接合层625可以布置在导热基板610与第二基板630之间。
另一方面,第一基板620和第二基板630可以包括多个通孔,例如,用于安装芯片的过孔、用于每层的电连接的过孔、以及用于热扩散的过孔。
导热基板610可以执行接收发光模块312所生成的热以及将热释放至外部的散热功能,并且可以实现支承其上安装有发光元件和单独驱动模块311的驱动元件的PCB的支承功能。
因此,可以将导热塑料应用于导热基板610。例如,可以用塑料基板例如聚碳酸酯(PC)实现导热基板610,或者可以将具有极好的电绝缘特性、极好的耐热性和长寿命的树脂材料(例如,导热丙烯酸界面弹性体)应用于导热基板610。
可替选地,可以将具有极好的热导率的金属基板应用于导热基板610。作为这样的示例,可以应用使用铝或铝合金的基板。在导热基板610由铝或其合金制成的情况下,导热基板610被挤压成具有薄板形状并且然后被加压以改善散热性能和制造效率。因此,导热基板610具有约200W/mK的高热导率。
可替选地,导热基板610可以由诸如镁、铍、铝、锆、钍或锂的材料制成。例如,导热基板610通过使用具有90%或更多的镁含量的材料被挤压,并且可以将诸如铍、铝、锆、钍和锂的各种材料添加至剩余的10%的含量,以改善物理性质例如耐热性和耐氧化性。
另一方面,第一基板620和第二基板630可以形成为具有基本相同的宽度。在第一基板620和第二基板630形成为具有相同的宽度时,在导热基板610的上方及下方可以形成相同的接合区域。因此,通过增大导热基板610的表面露出区域,可以改善接合可靠性并改善散热特性。
图19是示出根据本发明的实施方式的差分电路的视图。
差分电路被包括在第一至第N发光阵列模块310、320和330中的具有最高工作电压VF的发光阵列模块中。
差分电路布置在第一至第N发光阵列模块310、320和330中的具有最高工作电压VF的发光阵列模块中,并且检测构成发光阵列模块的发光模块312的工作电压的变化。
也就是说,参考电压Vref被输入至比较器241的正(+)端子,并且参考电压Vref是基于第一至第N发光阵列模块310、320和330的工作电压之中的最大工作电压设置的。
此时,在最大工作电压根据发光模块312的状态而变化时,在公共驱动模块200的输出电压Vo与参考电压Vref之间产生差,从而引起发热。
因此,根据本发明的实施方式的差分电路安装在具有最大工作电压的发光阵列模块中,检测发光阵列模块的发光模块312的工作电压,并且将工作电压供应至公共驱动模块200。
在差分电路314中,第一比较器OP1的正(+)端子和第二比较器OP2的正(+)端子可以分别连接至多个发光模块312之中的具有最大工作电压的发光模块的阳极端子和阴极端子。
在第一比较器OP1的负(-)端子与第二比较器OP2的负(-)端子之间可以连接有第一电阻器R1。
第四电阻器R4以及连接至第一比较器OP1的输出端子的第二电阻器R2可以并联连接至第三比较器OP3的正(+)端子,并且第五电阻器R5以及连接至第二比较器OP2的输出端子的第三电阻器R3可以并联连接至第三比较器OP3的负(-)端子。
第四比较器OP4的正(+)端子可以连接至第三比较器OP3的输出端子,并且第四比较器OP4的负(-)端子可以并联连接至第六电阻器R6和第七电阻器R7。第四比较器OP4的输出电压通过第八电阻器R8和第九电阻器R9来调节,并且差分电路314可以将经调节的电压输出至反馈单元240。也就是说,差分电路314可以检测发光模块312之中的具有最高工作电压的发光模块两端的电压,生成参考电压Vref,并将生成的参考电压Vref输出至反馈单元240。
另一方面,构成发光模块中的每个的驱动元件包括控制元件(未示出)和发热调节元件(未示出)。
发热调节元件布置在控制元件与地之间并且分配供应给控制元件的电力。此时,发热调节元件可以包括多个电阻器。
图20至图22是示出根据本发明的实施方式的汽车照明设备的视图。
参照图20至图22,在车辆1000的前面设置有头灯单元(未示出),并且在车辆1000的后面设置有尾灯单元800。在下文中,将采用尾灯单元800作为示例来描述根据本发明的实施方式的汽车照明设备。
车辆1000的尾灯单元800可以设置在车辆1000的弯曲表面上。另外,尾灯单元800包括多个灯。通过使用每个灯的照明,尾灯单元800可以允许另一车辆的驾驶员和/或行人知道关于车辆操作状态的信息,例如制动、倒车、车辆1000的左右宽度、以及方向指示。具体地,尾灯单元800包括以上所述的发光阵列模块300。另外,将公共工作电压供应至包括在车辆1000中的所有灯单元的公共驱动模块200设置在车辆1000的一个区域中。因此,构成尾灯单元800的发光阵列模块通过从公共驱动模块200供应的工作电压被驱动,并且生成光。
在从相对于中心点的车辆的外轴的水平角度为45度处观看时,尾灯单元800的投影面积必须为约12.5cm2或更大。例如,制动亮度必须为约40cd至约420cd以满足安全标准。因此,在沿光强测量方向测量光强时,尾灯单元800必须提供参考值或更大的光强。然而,本发明的范围不限于安全标准以及与尾灯单元800有关的需要的光强,即使安全标准或需要的光强改变,也仍可以应用本发明。
完整的尾灯单元800可以具有弯曲表面。可替选地,尾灯单元800的一部分可以具有弯曲表面,而尾灯单元800的剩余部分可以不具有弯曲表面。另外,布置在尾灯单元800的中间部分中的第一灯810可以不具有弯曲表面,而布置在尾灯单元800的外围部分中的第二灯820可以具有弯曲表面。然而,本发明不限于此。布置在尾灯单元800的中间部分中的第一灯810可以具有弯曲表面,而布置在尾灯单元800的外围部分中的第二灯820可以不具有弯曲表面。图21是示出布置在尾灯单元的外围部分中并且具有弯曲表面的灯的视图。
如图22所示,尾灯单元800可以包括第一灯单元812、第二灯单元814、第三灯单元816和壳体830。
第一灯单元812可以是用作转向信号灯的光源,第二灯单元814可以是用作位置灯的光源,并且第三灯单元816可以是用作停止灯的光源,但本发明不限于此。第一至第三灯单元812、814和816可以彼此互换角色。
壳体830可以容纳第一至第三灯单元812、814和816,并且可以由透光材料制成。
壳体830可以根据车辆主体的设计而弯曲,并且第一至第三灯单元812、814和816可根据壳体830的形状实现可弯曲表面光源。
如此,通过形成相对于预设参考方向具有不同布置方向的多个发光元件以及在光源与光学系统之间的空白空间中的光混合区域,利用少量的光源可以实现面光源。
另一方面,第一至第三灯单元812、814和816中的每个可以构成如上所述的每个发光阵列模块,并且可以包括生成光的发光元件以及控制发光元件的工作电流的单独驱动模块。
公共工作电压通过单独驱动模块200被供应至第一至第三灯单元812、814和816。
如上所述,根据本发明的实施方式,驱动模块中的一些驱动模块被标准化以能够在多个发光模块中共同使用,由此减小了驱动模块的数量并且使产品的单位成本和产品体积最小化。
另外,根据本发明的实施方式,由于通过排除必须根据驱动模块中的每个发光模块的规格而设计的恒定电流电路来配置公共驱动模块,所以可以使构成公共驱动模块的基板的尺寸减小,从而可以使产品体积最小化,由此改进设计自由度。
另外,根据本发明的实施方式,通过使公共驱动模块的输出电压最小化可以使每个发光模块的发热最小化。
此外,根据本发明的实施方式,可以将单独驱动模块和发光模块集成至单个封装,由此使产品体积最小化并且减小了产品的单位成本。
此外,根据本发明的实施方式,将多个发光模块的工作电压之中的最大工作电压设置为公共驱动模块的输出电压,并且输出电压根据最大工作电压的改变而变化,由此改善了由于输出电压与工作电压之间的差而引起的发热。
以上所述的特征、结构和效果包括在至少一个实施方式中并且不一定限于仅一个实施方式。此外,实施方式所属领域的技术人员可以通过其他实施方式的组合或修改来执行每个实施方式中描述的特征、结构和效果。
虽然已经具体示出和描述了实施方式,但是所述实施方式仅用于说明目的,而并非旨在本发明。将理解,在没有脱离本发明的范围的情况下,实施方式所属领域的技术人员可以对实施方式进行各种修改和应用。例如,可以通过修改执行实施方式中具体示出的元件。将理解,与这些修改和应用相关的差异落在所附权利要求所限定的实施方式的范围内。

Claims (15)

1.一种发光装置,包括:
多个发光阵列模块,每个发光阵列模块包括至少一个发光元件;以及
公共驱动模块,其公共地连接至所述多个发光阵列模块,并且被配置成将工作电压供应至所连接的发光阵列模块中的每个,
其中,所述多个发光阵列模块中的每个包括:
发光模块,其包括所述至少一个发光元件;以及
单独驱动模块,其被配置成接收从所述公共驱动模块供应的工作电压,并且基于所接收的工作电压将工作电流输出至所述发光模块。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中所述公共驱动模块与包括在所述多个发光阵列模块中的每个中的所述单独驱动模块物理上分开。
3.根据权利要求1所述的发光装置,其中所述公共驱动模块包括:
电力输入单元,其被配置成接收输入电力;
DC-DC转换器,其包括至少一个开关元件,并且被配置成通过根据所述开关元件的开关操作转换所述输入电力来输出所述工作电压;
反馈单元,其被配置成将所述DC-DC转换器的输出电压与预设参考电压进行比较,并且基于比较结果输出控制值;以及
脉冲宽度调制单元,其被配置成通过使用由所述反馈单元输出的所述控制值来将脉冲信号输出至所述DC-DC转换器。
4.根据权利要求3所述的发光装置,其中所述DC-DC转换器包括降压转换器、升压转换器、降压-升压转换器、降压与升压转换器、Zeta转换器和SEPIC转换器中的任一个。
5.根据权利要求3所述的发光装置,其中所述反馈单元包括:
分压电阻器,其连接至所述DC-DC转换器的输出端子;以及
比较器,其被配置成将经由所述分压电阻器输出的电压与所述参考电压进行比较,并且输出所述控制值。
6.根据权利要求5所述的发光装置,其中所述参考电压是基于所述多个发光阵列模块的所述发光模块的工作电压之中的最高工作电压设置的。
7.根据权利要求1所述的发光装置,其中所述多个发光阵列模块中的每个包括:
第一基板;
所述至少一个发光元件,其布置在所述第一基板上方,并且构成所述发光模块;以及
驱动元件,其布置在所述第一基板下方,并且构成所述单独驱动模块。
8.根据权利要求7所述的发光装置,其中所述驱动元件包括:
控制元件,其被配置成控制所述发光元件;以及
发热调节元件,其布置在所述控制元件与地之间,并且被配置成分配要供应给所述控制元件的电力。
9.根据权利要求1所述的发光装置,其中所述多个发光阵列模块中的每个包括:
第一基板;
所述至少一个发光元件,其布置在所述第一基板上方,并且构成所述发光模块;以及
驱动元件,其布置在所述第一基板上方且以预定间隔与所述至少一个发光元件间隔开,并且构成所述单独驱动模块。
10.根据权利要求1所述的发光装置,其中所述多个发光阵列模块中的每个包括:
导热基板;
第一基板,其布置在所述导热基板上方;
第二基板,其布置在所述导热基板下方;
所述至少一个发光元件,其布置在所述第一基板上方并且构成所述发光模块;以及
驱动元件,其布置在所述第二基板下方并且构成所述单独驱动模块。
11.根据权利要求7所述的发光装置,其中所述驱动元件包括被配置成控制所述工作电流的线性电路单元。
12.根据权利要求5所述的发光装置,其中所述多个发光阵列模块之中的第一发光阵列模块还包括差分电路单元,所述差分电路单元被配置成基于所述发光模块的所述工作电压生成所述参考电压并且将所生成的参考电压供应至所述比较器。
13.根据权利要求11所述的发光装置,其中所述第一发光阵列模块是所述多个发光阵列模块之中的包括具有最高工作电压的发光模块的发光阵列模块。
14.一种汽车照明设备,包括:
透镜壳体;
布置在所述透镜壳体中的多个发光阵列模块;
公共驱动模块,其公共地连接至所述多个发光阵列模块并且被配置成将工作电压供应至所述多个发光阵列模块中的每个;以及
布置在所述发光阵列模块前面的透镜,
其中所述公共驱动模块将同一工作电压公共地供应至所述多个发光阵列模块。
15.根据权利要求14所述的汽车照明设备,其中所述多个发光阵列模块中的每个包括:
发光模块,其包括至少一个发光元件;以及
单独驱动模块,其被配置成接收从所述公共驱动模块供应的工作电压并且基于所接收的工作电压将工作电流输出至所述发光模块,
其中所述公共驱动模块与包括在所述多个发光阵列模块中的每个中的所述单独驱动模块物理上分开。
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