CN106794793A - 发光元件驱动装置、发光装置和车辆 - Google Patents

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Abstract

一种发光驱动装置具有输出电压供应单元和紧急驱动单元。输出电压供应单元基于控制单元所发出的控制信号，从输入电压生成输出电压，并且向至少一个发光元件提供输出电压。在紧急驱动单元接收到指示控制单元异常的信号的情况下，紧急驱动单元不管控制单元所发出的控制信号而点亮至少一个发光元件的所有或者部分发光元件。

Description

发光元件驱动装置、发光装置和车辆
技术领域
本发明涉及用于驱动发光元件的发光元件驱动装置，以及利用发光元件驱动装置的发光装置和车辆。
背景技术
图16是示出发光装置的一个示例的示意图。该示例的发光装置包括至少一个发光元件(图16中，发光二极管)Z1、驱动发光元件Z1的发光元件驱动器IC(集成电路)100、插入从发光元件驱动器IC 100到发光元件Z1的电力馈送路径的P沟道MOS(金属氧化物半导体)晶体管P1、向发光元件驱动器IC 100馈送PWM(脉冲宽度调制)调光信号S1的控制器IC 200、以及检查控制器IC 200中的故障的监视器IC 300。
发光元件驱动器IC 100是已经将输出电压发生器101和输出电流控制器102集成其中的半导体集成电路装置，其中的输出电压发生器101从输入电压Vi生成恒定的输出电压Vo，以便将输出电压Vo馈送给发光元件Z1，其中的输出电流控制器102根据从控制器IC200输出的PWM调光信号S1来使晶体管P1导通(ON)和截止(OFF)，从而控制流经发光元件Z1的输出电流Io的占空比(由此控制发光元件Z1的亮度)。为了提高发光元件Z1的亮度，将PWM调光信号S1的导通占空比(图17中所示的周期T中的ON周期Ton的比例)设置为较大的值，相反地，为了降低发光元件Z1的亮度，将PWM调光信号S1的导通占空比设置为更小的值。发光元件驱动器IC 100也具有外部端子T11至T14。向外部端子T11施加输入电压Vi。从外部端子T12输出输出电压Vo。向外部端子T13馈送PWM调光信号S1。从外部端子T14输出用于使晶体管P1导通和截止的栅极控制信号。
控制器IC 200是将时钟电路201和PWM电路202集成其中的半导体集成电路，其中的时钟电路201生成时钟信号S2，其中的PWM电路202基于时钟信号S2生成PWM调光信号S1。控制器IC 200也具有外部端子T21至T23。从外部端子T21输出PWM调光信号S1。从外部端子T22输出时钟信号S2。向外部端子T23馈送监视结果信号S3。不存在关于控制器IC 200如何使用监视结果信号S3的限制；例如，在一种可想到的配置中，当监视结果信号S3处于指示控制器IC 200中的故障的状态时，为了增加安全性，能够完全停止控制器IC 100的运行。
监视器IC 300具有外部端子T31至T32。基于馈送到外部端子T31的时钟信号S2，监视器IC 300检查控制器IC 200是否故障，以便从外部端子T32输出检查结果作为监视结果S3。在该示例中，当控制器IC 200未出现故障时，监视结果信号S3处于高电平，而当控制器IC 200出现故障时，监视结果信号S3处于低电平。也就是说，低电平的监视结果信号S3用作指示控制器IC 200中故障的信号。
虽然在图16中只将监视结果信号S3馈送到控制器IC 200，但这不意味着任何限制；例如，代替控制器IC 200，或者除了控制器IC 200之外，对搭载了图16中所示的发光装置的整个设备进行控制的控制器可以被馈送监视结果信号S3。虽然在图16中，监视器IC300只检查控制器IC 200中的故障，控制器IC 200和监视器IC 300各自检查另一个IC中的故障的配置也是可能的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开No.2013-217213
专利文献2：日本专利申请公开No.2007-218196
发明内容
发明所要解决的技术问题
图16中所示的发光装置的一个可想到的应用是在车辆上所安装的灯中。
优选地是车辆具有跛行回家(limp-home)的能力，该能力在故障阻止它们正常行驶的情况下使得车辆能够短距离移动到安全位置。例如，专利文献1公开了与车辆中的共轨式燃料喷射控制装置有关的跛行回家能力，而专利文献2公开了与车辆中的DPF(柴油机微粒过滤器)有关的跛行回家能力。
但是，不方便地，图16中所示的发光装置具有如下不足。当控制器IC 200中的故障引起终止生成时钟信号S2时(图17的时间点t1),在PWM调光信号S1中不再出现脉冲(见图17所示的PWM调光信号S1中的虚线)；这使得PWM调光信号S1的导通占空比为零，并且使得输出电流Io为零。这意味着无法为搭载了图16中所示的发光装置的车辆的灯，提供夜间行驶等的跛行回家能力。
对于上述背景，本发明的目的是提供一种发光元件驱动装置，只要控制器正常运行，该装置就基于来自控制器的控制信号来运行，但是当控制器运行异常时，不管来自控制器的控制信号而使发光元件导通，而本发明的另一目的是提供一种采用这样的发光元件驱动装置的发光装置和车辆。
解决技术问题的方案
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，发光元件驱动装置包括：输出电压馈送器，构成为基于来自控制器的控制信号从输入电压生成输出电压，而将所述输出电压馈送给至少一个发光元件；以及紧急驱动器，构成为当接收到指示所述控制器中的故障的信号时，不管来自所述控制器的所述控制信号，而使所述至少一个发光元件的所有或者部分发光元件导通。(第一配置)
在上述第一配置的发光元件驱动装置中，优选地，紧急驱动器输出到至少一个发光元件的所有或者部分发光元件的电流值小于输出电压发生器输出到至少一个发光元件的电流值。(第二配置)
在上述第一配置或者第二配置的发光元件驱动装置中，优选地，输出电压发生器与紧急驱动器之间共享下面的电路模块：连接在输入电压所施加的端子与接地端子之间的高边晶体管和低边晶体管，高边晶体管与低边晶体管之间的连接节点经由线圈被连接到输出电容器；高边驱动器和低边驱动器，分别构成为针对高边驱动器和低边驱动器生成驱动控制信号；放大器，构成为生成与流经至少一个发光元件的电流相当的反馈电压；以及驱动控制器，构成为驱动高边驱动器和低边驱动器，从而根据反馈电压来导通和截止高边晶体管和低边晶体管。在此，高边晶体管和低边晶体管、高边驱动器和低边驱动器、放大器、以及驱动控制器都集成在单个的半导体装置中。(第三配置)
在上述第三配置的发光元件驱动装置中，优选地，紧急驱动器包括选择器，当未接收到指示控制器中的故障的信号时，该选择器选择并且输出控制信号，当接收到指示控制器中的故障的信号时，该选择器选择并且输出恒定电压。在此，驱动控制器构成为根据选择器的输出在是否驱动高边驱动器和驱动低边驱动器之间进行切换。(第四配置)
在上述第四实施例的发光元件驱动装置中，优选地，将选择器集成在单个半导体装置中。(第五配置)
根据本发明的另一方面，发光装置包括：上述第一到第五配置中的任何一个发光元件驱动装置；构成为由发光元件驱动装置驱动的至少一个发光元件；构成为将控制信号馈送到发光元件驱动装置的控制器；以及监视器，其构成为监视控制器，当检测到控制器中的故障时，向发光元件驱动装置发送指示控制器中的故障的信号。(第六配置)
在上述第六配置的发光装置中，优选地，发光元件是发光二极管或有机EL元件。(第七配置)
在上述第七配置的发光装置中，优选地，发光元件用作车载灯。(第八配置)
在上述第八配置的发光装置中，优选地，将发光装置安装为车辆上的前照灯模块、转向灯模块、或者后灯模块。(第九配置)
根据本发明的另一方面，车辆包括上述第八或第九配置的发光装置。(第十配置)
在上述第十配置的车辆中，优选地，将发光装置用作前照灯、用于日间行车灯的光源、尾灯、刹车灯以及转向灯。(第十一配置)
本发明的有益效果
根据本发明，能够提供一种发光元件驱动装置，只要控制器正常运行，该装置就基于来自控制器的控制信号来运行，但是当控制器运行异常时，不管来自控制器的控制信号而使发光元件导通，并且能够提供采用这样的发光元件驱动装置的发光装置和车辆。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的发光装置的示意图；
图2是示出根据第一或第三实施例的发光装置的操作示例的时序图；
图3是示出根据第二实施例的发光装置的示意图；
图4是示出根据第二或第四实施例的发光装置的操作示例的时序图；
图5是示出根据第三实施例的发光装置的示意图；
图6是示出根据第四实施例的发光装置的示意图；
图7是示出根据第五实施例的发光装置的示意图；
图8是示出根据第五实施例的发光装置的操作示例的时序图；
图9是示出根据第六实施例的发光装置的示意图；
图10是示出根据第六实施例的发光装置的操作示例的时序图；
图11是其上安装发光装置的车辆的外观图(前侧)；
图12是其上安装发光装置的车辆的外观图(后侧)；
图13是LED前照灯模块的外观图；
图14是LED转向灯模块的外观图；
图15是LED后灯模块的外观图；
图16是示出发光装置的示例的示意图；以及
图17是示出图16中所示的发光装置的操作示例的时序图。
具体实施方式
<第一实施例>
图1是示出根据第一实施例的发光装置的示意图。在图1中，也可以在图16中找到的部件通过相同的附图标记来识别，并且不再重复对其的详细描述。
图1中所示的发光装置包括至少一个发光元件(图1中，发光二极管)Z1、驱动发光元件Z1的发光元件驱动器IC 110、插入到从发光元件驱动器IC110到发光元件Z1的电力馈送路径的晶体管P1、向发光元件驱动器IC 110馈送PWM调光信号的控制器IC 200、以及检查控制器IC 200中的故障的监视器IC 300。
发光元件驱动器IC 110与图16中所示的发光元件驱动器IC 100相比，另外包括开关SW1和外部端子T15。向外部端子T15馈送监视结果信号S3。开关SW1根据馈送到外部端子T15的监视结果信号S3进行操作。具体地，当监视结果信号S3处于高电平时，也就是当未接收到指示控制器IC 200中故障的信号时，开关SW1选择馈送到外部端子T13的PWM调光信号S1，从而将其馈送给输出电流控制器102。另一方面，当监视结果信号S3处于低电平时，也就是当接收到指示控制器IC 200中故障的信号时，开关SW1选择恒定电压Vreg(与PWM调光信号S1的高电平对应的电压)所施加到的端子，从而将其馈送给输出电流控制器102。
当从开关SW1被馈送高电平PWM调光信号S1时，输出电流控制器102保持晶体管P1导通，当从开关SW1被馈送低电平PWM调光信号S1时，输出电流控制器102保持晶体管P1截止，并且当从开关SW1被馈送恒定电压Vreg时，输出电流控制器102保持晶体管P1导通。因此，输出电压发生器101、输出电流控制器102、晶体管P1、以及开关SW1既作为输出电压馈送器，又作为紧急驱动器，其中的输出电压馈送器基于来自控制器IC 200的PWM调光信号S1，从输入电压Vi生成输出电压Vo并馈送至发光元件Z1，其中的紧急驱动器当接收到指示控制器IC 200中的故障的信号时，不管来自控制器IC 200的PWM调光信号S1而使发光元件Z1导通。
图2是示出图1中所示的发光装置的操作示例的时序图，并且从上到下描述时钟信号S2、监视结果信号S3、PWM调光信号S1以及输出电流Io。
当控制器IC 200中的故障引起终止生成时钟信号S2时(图2的时间点t1之后),在PWM调光信号S1中不再出现脉冲(见图2所示的PWM调光信号S1中的虚线，并且PWM调光信号S1的导通占空比变为零。但是，当控制器IC 200中的故障引起终止时钟信号S2被生成(图2中时间点t1之后)，监视结果信号S3转变为低电平，如上所述，开关SW1选择恒定电压Vreg。因此，获得到输出电流Io，该输出电流与将具有100％导通占空比的PWM调光信号馈送给输出电流控制器102时所获得的电流相同。通过这种方式，图1中所示的发光装置能够在控制器IC 200处于故障时，不管来自控制器IC 200的PWM调光信号S1，而使发光元件Z1导通。
<第二实施例>
图3是示出根据第二实施例的发光装置的示意图。在图3中，也可以在图1中找到的部件通过相同的附图标记来识别，并且不再重复对其的详细描述。
图3中所示的发光装置包括至少一个发光元件(图3中，发光二极管)Z1、驱动发光元件Z1的发光元件驱动器IC 120、插入到从发光元件驱动器IC 120到发光元件Z1的电力馈送路径的晶体管P1、向发光元件驱动器IC 120馈送PWM调光信号的控制器IC 200、以及检查控制器IC 200中的故障的监视器IC 300。
在发光装置驱动器IC 120中，输出电压发生器101’代替图1中所示的发光元件驱动器IC 110中的输出电压发生器101。输出电压发生器101’根据馈送给外部端子T15的监视结果信号S3来改变输出电压Vo的设置值。具体地，当监视结果信号S3处于高电平时，也就是，当未接收到指示控制器IC 200中的故障的信号时，输出电压发生器101’将输出电压的设置值保持在标准值。另一方面，当监视结果信号S3处于低电平时，也就是，当接收到指示控制器IC 200中的故障的信号时，输出电压发生器101’将输出电压Vo的设置值保持在小于标准值的值。相应地，输出电流Io的值然后也小于输出电压Vo的设置值等于标准值时的值。
图4是示出图3中所示的发光装置的操作示例的时序图，并且从上到下描述时钟信号S2、监视结果信号S3、PWM调光信号S1以及输出电流Io。
当控制器IC 200中的故障引起终止生成时钟信号S2时(图4的时间点t1之后),在PWM调光信号S1中不再出现脉冲(见图4所示的PWM调光信号S1中的虚线)，并且PWM调光信号S1的导通占空比变为零。但是，当控制器IC 200中的故障引起终止生成时钟信号S2时(图4中时间点t1之后)，监视结果信号S3转变为低电平，如上所述，开关SW1选择恒定电压Vreg，另外输出电压发生器101’将输出电压Vo的设置值变为小于标准值的值。因此，继续获得具有比控制器IC 200未发生故障时小的值的输出电流Io。通过这种方式，图3中所示的发光装置能够在控制器IC 200处于故障时，不管来自控制器IC 200的PWM调光信号S1，而使发光元件Z1导通。
而且，图3中所示的发光装置能够保持控制器IC 200故障时的输出电流Io的值小于控制器IC 200未故障时的值。
当控制器IC 200故障时，生成输入电压Vi的电源可能存在接近耗尽的危险。但是，如上所述，图3中所示的发光装置使得输出电流Io在控制器IC 200故障时较小，这减少了控制器IC 200故障时图3中所示的发光装置中的电能消耗。通过这种方式，能够使得当控制器IC 200故障时生成输入电压Vi的电源耗尽的可能性变小。
当控制器IC 200故障时，由于继续将输出电流Io馈送给发光元件Z1，发光元件Z1可能根据它的规格而破损。但是，如上所述，图3中所示的发光装置使得输出电流Io的值在控制器IC 200故障时较小，这抑制了发光元件Z1破损。
<第三实施例>
图5是示出根据第三实施例的发光装置的示意图。在图5中，也可以在图16中找到的部件通过相同的附图标记来识别，并且不再重复对其的详细描述。
图5中所示的发光装置包括至少一个发光元件(图5中，发光二极管)Z1、驱动发光元件Z1的发光元件驱动器IC 130、线圈L1、输出电容器C1、感测电阻器Rs、电容器C2、向发光元件驱动器IC 130馈送PWM调光信号S1的控制器IC 200、以及检查控制器IC 200中的故障的监视器IC 300。
发光元件驱动器IC 130是集成了N沟道MOS场效应晶体管1H和1L(此后分别称为高边晶体管1H和低边晶体管1L)、高边驱动器2H和低边驱动器2L、二极管D1、驱动控制器3、放大器4以及开关SW1的半导体集成电路装置(所谓的LED驱动器IC)。发光元件驱动器IC 130也具有用于与外部建立电连接的外部端子T1至T7。
在发光元件驱动器IC 130之外，外部端子T3被连接到施加有输入电压Vi的端子。PWM调光信号S1被馈送给外部端子T1。外部端子T2被连接到线圈L1的第一端子。线圈L1的第二端子(即，输出电压Vo施加到的端子)被连接到发光元件Z1的第一端子(阳极)。发光元件Z1的第二端子(阴极)被连接到感测电阻Rs的第一端子。感测电阻Rs的第二端子被连接到接地端子。输出电容器C1的第一端子被连接到线圈L1的第二端子。输出电容器C1的第二端子被连接到接地端子。外部端子T4被连接到接地端子。外部端子T5经由电容器C2连接到线圈L1的第一端子。外部端子T6被连接到感测电阻Rs的第一端子。监视结果信号S3被馈送给外部端子T7。
在发光元件驱动器IC 130内，高边晶体管1H的漏极被连接到外部端子T3。高边晶体管1H的源极连接到外部端子T2。高边晶体管1H的栅极连接到高边驱动器2H的输出端子。低边晶体管1L的漏极被连接到外部端子T2。低边晶体管1L的源极被连接到外部端子T4。低边晶体管1L的栅极被连接到低边驱动器2L的输出端子。因此，将高边晶体管1H和低边晶体管1L串联在施加有输入电压Vi的端子与接地端子之间，并且它们之间的连接节点(即，切换电压Vsw所施加到的端子)经由线圈L1连接到输出电容器C1。
基于来自驱动控制器3的指令，高边驱动器2H生成针对高边晶体管1H的控制信号GH。当控制信号GH是高电平时，高边晶体管1H导通，而当控制信号GH是低电平时，高边晶体管1H截止。基于来自驱动控制器3的指令，低边驱动器2L生成针对低边晶体管1L的控制信号GL。当控制信号GL是高电平时，低边晶体管1H导通，而当控制信号GL是低电平时，低边晶体管1H截止。
二极管D1和安装在发光元件驱动器IC 130外部的电容器C2构成自举电路。自举电路产生自举电压Vbst。二极管D1的阳极连接到恒定电压Vreg所施加到的端子。二极管D1的阴极被连接到外部端子T5。
将高边驱动器2H的第一电源端子和驱动控制器3的第一电源端子连接到外部端子T5(即，自举电压Vbst所施加到的端子)。将高边驱动器2H的第二电源端子连接到外部端子T2(即，切换电压Vsw所施加到的端子)。因此，施加到高边晶体管1H的控制信号GH在处于高电平时等于自举电压Vbst，而当处于低电平时，等于切换电压Vsw。
低边驱动器2L的第一电源端子连接到恒定电压Vreg所施加到的端子。将低边驱动器2L的第二电源端子连接到外部端子T4(即，接地电压GND所施加到的端子)。因此，施加到低边晶体管1L的栅极的控制信号GL当处于高电平时等于恒定电压Vreg，而当处于低电平时，等于接地电压GND。
下面将描述如上所配置的自举电路的操作。当高边晶体管1H截止并且低边晶体管1L导通，因此切换电压Vsw处于低电平(GND)时，经由二极管D1从恒定电压Vreg施加端子流入电容器C2的电流对电容器C2进行充电。此时，自举电压Vbst约等于恒定电压Vreg(更准确地，恒定电压Vreg减去经过二极管D1的正向压降Vf，即Vreg–Vf)。
另一方面，当电容器C2被充电，高边晶体管1H导通，低边晶体管1L截止，由此切换电压Vsw从低电平(GND)升至高电平(Vi),通过穿过电容器C2的充电电压(约为Vreg)将自举电压Vbst升至高于切换电压Vsw的高电平(Vi)的值(Vi+Vreg)。将该自举电压Vbst施加到高边驱动器2H的第一电源端子，使得能够可靠地将高边晶体管1H导通或截止。
开关SW1根据馈送到外部端子T7的监视结果信号S3进行操作。具体地，当监视结果信号S3处于高电平时，也就是当未接收到指示控制器IC 200中的故障的信号时，开关SW1选择馈送至外部端子T1的PWM调光信号S1，从而将该信号馈送给驱动控制器3。另一方面，当监视结果信号S3处于低电平时，也就是当接收到指示控制器IC 200中的故障的信号时，开关SW1选择恒定电压Vreg(与PWM调光信号S1的高电平对应的电压)所施加到的端子，从而将该电压馈送给驱动控制器3。
当从开关SW1被馈送高电平PWM调光信号S1时，驱动控制器3驱动高边驱动器2H和低边驱动器2L，从而根据反馈电压Vfb使高边晶体管1H和低边晶体管1L导通和截止。而当从开关SW1被馈送恒定电压Vreg时，驱动控制器3驱动高边驱动器2H和低边驱动器2L，从而根据反馈电压Vfb使高边晶体管1H和低边晶体管1L导通和截止。相反，当从开关SW1被馈送低电平PWM调光信号S1时，驱动控制器3驱动高边驱动器2H和低边驱动器2L，从而停止用于生成输出电压Vo的操作。
放大器4通过放大施加到放大器4的正相输入端子(+)与反相输入端子(-)的跨过感测电阻Rs的电压来生成反馈电压Vfb。相应地，反馈电压Vfb是根据流经感测电阻器Rs的输出电流Io而增减的电压信号。
高边晶体管1H和低边晶体管1L、高边驱动器2H和低边驱动器2L、驱动控制器3以及放大器4然后以如下方式从输入电压Vi生成输出电压Vo：流经发光元件Z1的输出电流Io仍然等于PWM调光信号S1的导通时期(高电平时期)期间的目标值，并且在PWM调光信号S1的截止时期内，停止用于生成输入电压Vo的操作。
发光元件驱动器IC 130、线圈L1、输出电容器C1、传感电容器Rs、以及电容器C2既作为输出电压馈送器又作为紧急驱动器，其中的输出电压馈送器基于来自控制器IC 200的PWM调光信号S1，从输入电压Vi生成输出电压Vo，从而将输出电压Vo馈送给发光元件Z1，其中的紧急驱动器当接收到指示控制器IC 200中的故障的信号时，不管来自控制器IC 200的PWM调光信号S1而使发光元件Z1导通。
示出图1中所示的发光装置的操作示例的时序图(图2)也示出图5中所示的发光装置的示例的操作，因此将不重复重叠的描述。
<第四实施例>
图6是示出根据第四实施例的发光装置的示意图。在图6中，也可以在图5中找到的部件通过相同的附图标记来识别，并且不再重复对其的详细描述。
图6中所示的发光装置包括至少一个发光元件(在图6中，发光二极管)Z1、驱动发光元件Z1的发光元件驱动器IC 130、线圈L1、输出电容器C1、感测电阻器Rs和Rs’、开关SW2、电容器C2、将PWM调光信号S1馈送给发光元件驱动器IC 130的控制器IC 200、以及检查控制器IC 200中的故障的监视器IC 300。
感测电阻Rs’插在接地端子与感测电阻Rs的第二端子之间，并且开关SW2与感测电阻Rs’并联。开关SW2根据监视结果信号S3进行操作。具体地，当监视结果信号S3处于高电平时，也就是说，当开关SW2未接收到指示控制器IC 200中的故障的信号时，开关SW2闭合从而短接感测电阻Rs’。另一方面，当监视结果信号S3处于低电平时，也就是说，当开关SW2接收到指示控制器IC 200中的故障的信号时，开关SW2断开从而不短接感测电阻Rs’。因此,当开关SW2接收到指示控制器IC 200中故障的信号时,反馈电压Vfb相对于输出电流Io增益较高，由此输出电流Io的值比当开关SW2未接收到指示控制器IC 200中的故障的信号时小。
示出图3中所示的发光装置的操作示例的时序图(图4)也示出图6中所示的发光装置的示例的操作，因此将不重复重叠的描述。
<第五实施例>
图7是示出根据第五实施例的发光装置的示意图。在图7中，也可以在图5中找到的部件通过相同的附图标记来识别，并且不再重复对其的详细描述。
图7中所示的发光装置包括至少一个发光元件(图7中，发光二极管)Z1、驱动发光元件Z1的发光元件驱动器IC 140、线圈L1、输出电容器C1、感测电阻Rs、电容器C2、向发光电子驱动器IC 140馈送PWM调光信号S1的控制器IC 200’、以及检查控制器IC 200’中的故障的监视器IC 300。
控制器IC 200’与图5中所示的控制器IC 200相比另外包括使能电路203和外部端子T24。使能电路203基于时钟信号S2来生成使能信号S4。从外部端子T24输出使能信号S4。在此示例中，使能信号S4用于启用发光元件驱动器IC 140。高电平使能信号S4用作启用发光元件驱动器IC 140的信号，而低电平使能信号S4作为禁用发光元件驱动器IC 140的信号(禁用信号)。
在发光元件驱动器IC 140中，驱动控制器3’代替图5所示的发光元件驱动器IC130中的驱动控制器3，并且另外设置了开关SW3和外部端子T8。使能信号S4馈送给外部端子T8。开关S3根据馈送到外部端子T7的监视结果信号S3进行操作。具体地，当监视结果信号S3处于高电平时，也就是当未接收到指示控制器IC 200’中的故障的信号时，开关SW3选择馈送给外部端子T8的使能信号S4，从而将该信号馈送给驱动控制器3’。另一方面，当监视结果信号S3处于低电平时，也就是当接收到指示控制器IC 200’中的故障的信号时，开关SW3选择恒定电压Vreg(与使能信号S4的高电平对应的电压)所施加到的端子，从而将其馈送给驱动控制器3’。
开关SW1根据馈送到外部端子T7的监视结果信号S3进行操作。具体地，当监视结果信号S3处于高电平时，也就是当未接收到指示控制器IC 200’中的故障的信号时，开关SW1选择馈送给外部端子T1的PWM调光信号S1，从而将其馈送给驱动控制器3’。另一方面，当监视结果信号S3处于低电平时，也就是当接收到指示控制器IC 200’中的故障的信号时，开关SW1选择恒定电压Vreg(与PWM调光信号S1的高电平对应的电压)所施加到的端子，从而将其馈送给驱动控制器3’。
当从开关SW2被馈送高电平使能信号S4或者恒定电压Vreg时，驱动控制器3’被启用，而当从开关SW2被馈送低电平启动信号S4时，驱动控制器3’被禁用。
当被启用并且从开关SW1被馈送高电平PWM调光信号S1时，驱动控制器3’驱动高边驱动器2H和低边驱动器2L，从而根据反馈电压Vfb使高边晶体管1H和低边晶体管1L导通和截止。而当从开关SW1被馈送恒定电压Vreg并且被启用时，驱动控制器3’驱动高边驱动器2H和低边驱动器2L，从而根据反馈电压Vfb使高边晶体管1H和低边晶体管1L导通和截止。相反，当从开关SW1被馈送低电平PWM调光信号S1并且被启用时，驱动控制器3’驱动高边驱动器2H和低边驱动器2L，从而停止用于生成输出电压Vo的操作。
发光元件驱动器IC 140、线圈L1、输出电容器C1、感测电阻器Rs、以及电容器C2既作为输出电压馈送器，又作为紧急驱动器，其中的输出电压馈送器基于来自控制器IC 200’的PWM调光信号S1和使能信号S4，从输入电压Vi生成输出电压Vo，从而将输出电压Vo馈送到发光元件Z1，其中的紧急驱动器当接收到指示控制器IC 200’中的故障的信号时，不管来自控制器IC 200’的PWM调光信号S1和使能信号S4而使发光元件Z1导通。
图8是示出图7中所示的发光装置的操作示例的时序图，并且从上到下描述时钟信号S2、监视结果信号S3、PWM调光信号S1、使能信号S4以及输出电路Io。
当控制器IC 200’中的故障引起终止生成时钟信号S2时(图8的时间点t1之后),在PWM调光信号S1中不再出现脉冲(见图8所示的PWM调光信号S1中的虚线)，结果是PWM调光信号S1的导通占空比变为零并且使能信号S4降为低电平(图8中所示的使能信号S4中的虚线)。但是，当控制器IC 200’中的故障引起终止生成时钟信号S2时(图8中时间点t1之后)，监视结果信号S3转变为低电平，并且如上所述，开关SW1和开关SW3都选择恒定电压Vreg。因此，获得输出电流Io，其与将具有100％导通占空比的PWM调光信号与高电平使能信号S4一起馈送给输出电流控制器3时所获得的相似。通过这种方式，在控制器IC 200’处于故障时，图7中所示的发光装置能够不管来自控制器IC 200’的PWM调光信号S1和使能信号S4，而使发光元件Z1导通。<第六实施例>
图9是示出根据第六实施例的发光装置的示意图。在图9中，也可以在图7中找到的部件通过相同的附图标记来识别，并且不再重复对其的详细描述。
图9中所示的发光装置包括多个发光元件(图9中，发光二极管)Z1、驱动发光元件Z1的发光元件驱动器IC 150、线圈L1、输出电容器C1、感测电阻Rs、电容器C2、向发光电子驱动器IC 150馈送PWM调光信号S1并且向升压器IC 400馈送使能信号S4的控制器IC 200’、检测控制器IC 200'中的故障的监视器IC 300、以及升高输入电压Vi从而将升压后的电压馈送给发光元件驱动器IC 150的升压器IC 400。在多个发光元件Z1的总正向电压高于输入电压Vi的情况下，如在此示例中，设置升压电路(升压器IC 400)来升高输入电压Vi。例如，在将车辆上所装载的电池的输出电压用作输入电压Vi的情况下，输入电压Vi能够低至多个发光元件Z1的总正向电压趋向高于输入电压Vi。
在发光元件驱动器IC 150中，与图7中所示的发光元件驱动器IC 140相比，省略开关SW1和SW1以及外部端子T7和T8。
在此示例中，使能信号S4用于启用升压器IC 400。高电平使能信号S4用作启用升压器IC 400的信号，而低电平使能信号S4作为禁用升压器IC 400的信号(禁用信号)。
升压器IC 400具有外部端子T41到T43。输入电压Vi施加到外部端子T41。当升压器IC 400被启用时，升高输入电压Vi所产生的电压被从外部端子T42输出，并被馈送到发光元件驱动器IC 150的外部端子T3和开关SW4的第一端子。开关SW4的第二端经由电阻器R1连接到多个发光元件Z1中的第一发光元件5的阴极与多个发光元件Z1中的第二发光元件6的阳极之间的连接节点。开关SW4根据监视结果信号S3进行操作。具体地，当监视结果信号S3处于高电平时，也就是说，当开关SW4未接收到指示控制器IC 200’中的故障的信号时，开关SW4断开。另一方面，当监视结果信号S3处于低电平时，也就是，当开关SW4接收到指示控制器IC 200’中的故障的信号时，开关SW4闭合，所以多个发光元件Z1的部分(第二发光元件6和设置在第二发光元件6的阴极侧的那些发光元件)导通。流经开关SW4的电流Isw4由电阻器R1来限制。通过这种方式，能够防止多个发光元件Z1的部分(第二发光元件6和设置在第二发光元件6的阴极侧的那些发光元件)被电流Isw4损坏。
升压器IC 400、发光元件驱动器IC 150、线圈L1、输出电容C1、感测电阻Rs、以及电容器C2作为输出电压馈送器，该输出电压馈送器基于来自控制器IC 200’的PWM调光信号S1，从输入电压Vi生成输出电压Vo，从而将输出电压Vo馈送到发光元件Z1。另一方面，升压器IC 400、开关SW4以及电阻器R1作为紧急驱动器，在接收到指示控制器IC 200’中的故障的信号时，不管来自控制器IC 200’的PWM调光信号S1，使多个发光元件Z1中的部分发光元件导通。因此，输出电压馈送器和紧急驱动器之间共享升压器IC 400。
图10是示出图9中所示的发光装置的操作示例的时序图，并且从上到下描述时钟信号S2、监视结果信号S3、PWM调光信号S1、使能信号S4、输出电路Io、以及流经开关SW4的电流Isw4。
当控制器IC 200’中的故障引起终止生成时钟信号S2时(图10的时间点t1之后),在PWM调光信号S1中不再出现脉冲(见图10所示的PWM调光信号S1中的虚线)，结果是PWM调光信号S1的导通占空比变为零并且使能信号S4降为低电平(图10中所示的使能信号S4中的虚线)。但是，当控制器IC 200’中的故障引起终止生成时钟信号S2(图10中时间点t1之后)，监视结果信号S3转变为低电平，并且如上所述，开关SW4导通；因此，电流Isw4流经部分发光元件Z1，所以该部分发光元件Z1导通。通过这种方式，图9中所示的发光装置能够在控制器IC 200’处于故障时不管来自控制器IC 200’的PWM调光信号S1和使能信号S4，而使一些发光元件Z1导通。
<应用>
根据上述实施例的发光装置能够适当地被用作如图11和图12中所示的车辆上的各种灯，诸如前照灯(包括远光灯、近光灯、小灯、雾灯等必要的灯)X11、用于日间行车灯(DRL)的光源X12、尾灯(包括小灯、后灯等必要的灯)X13、刹车灯X14以及转向灯X15。
发光元件驱动器IC 11A可以与外部装配组件(诸如输出电容器C1、电容器C2、线圈L1、感测电阻器Rs等)以及作为驱动对象的发光元件Z1一起作为模块(如图13中所示的LED前照灯模块Y10、如图14中所示的LED转向灯模块Y20、或者如图15中所示的后灯模块Y30)来提供；或者发光元件驱动器IC11A可以作为IC单独提供，即独立于外部装配组件(诸如输出电容器C1、电容器C2、线圈L1、感测电阻器Rs等)以及作为驱动对象的发光元件Z1的半成品。
<其他变型例>
虽然上述实施例处理的是将发光二极管用作发光元件的配置，但是这不意味着限制如何实现本发明。而是，例如可以将有机电致发光元件用作发光元件。
在此公开的各种技术特征可以通过上述实施例之外的任何其他方式来实现，并且在所包含的技术创新的精神内允许任何修改。例如，根据需要双极二极管和MOS场效应晶体管能够彼此取代，根据需要倒置各种信号的逻辑。再例如，第五和第六实施例可以修改为省略调光功能。因此，应当将上述实施例视为在各个方面是说明性的而不是限制性的，并且应当理解的是本发明的技术范围不是由上述给定的实施例的描述来限定，而是由所附权利要求来限定，并且包含在等同于权利要求的观念和范围内所作出的任何修改。
附图标记列表
1H N沟道MOS场效应晶体管(高边晶体管)
1L N沟道MOS场效应晶体管(低边晶体管)
2H 高边驱动器
2L 低边驱动器
3 控制器
4 放大器
5 第一发光元件
6 第二发光元件
110,120,130,140,150 发光元件驱动器IC
101 输出电压发生器
102 输出电流控制器
200,200’ 控制器IC
201 时钟电路
202 PWM电路
203 使能电路
300 监视器IC
400 升压器IC
C1 输出电容器
C2 电容器
D1 二极管
L1 线圈
P1 P沟道MOS场效应晶体管
R1 电阻器
Rs,Rs’ 感测电阻器
SW1-SW4 开关
T1-T8,T11-T15 外部端子
T21-T24,T31,T32,T41-T43 外部端子
X10 车辆
X11 前照灯
X12 用于日间行车灯(DRL)的光源
X13 尾灯
X14 刹车灯
X15 转向灯
Y10 LED前照灯模块
Y20 LED转向灯模块
Y30 LED后灯模块
Z1 发光元件(发光二极管)

Claims (11)

1.一种发光元件驱动装置，包括：
输出电压馈送器，构成为基于来自控制器的控制信号从输入电压生成输出电压，而将所述输出电压馈送给至少一个发光元件；以及
紧急驱动器，构成为当接收到指示所述控制器中的故障的信号时，不管来自所述控制器的所述控制信号，而使所述至少一个发光元件的所有或者部分发光元件导通。
2.根据权利要求1所述的发光元件驱动装置，其中
所述紧急驱动器输出到所述至少一个发光元件的所有或者部分发光元件的电流值小于所述输出电压发生器输出到所述至少一个发光元件的电流值。
3.根据权利要求1或2所述的发光元件驱动装置，其中
所述输出电压发生器和所述紧急驱动器在它们之间共享：
连接在所述输入电压所施加到的端子与接地端子之间的高边晶体管和低边晶体管，所述高边晶体管与所述低边晶体管之间的连接节点经由线圈连接到所述输出电容器，
高边驱动器和低边驱动器，分别构成为针对所述高边晶体管和所述低边晶体管生成驱动控制信号，
放大器，构成为生成与流经所述至少一个发光元件的电流相当的反馈电压，以及
驱动控制器，构成为驱动所述高边驱动器和所述低边驱动器，从而根据所述反馈电压来导通和截止所述高边晶体管和所述低边晶体管，并且
所述高边晶体管和所述低边晶体管、所述高边驱动器和所述低边驱动器、所述放大器、以及所述驱动控制器全部集成在单个的半导体装置中。
4.根据权利要求3所述的发光元件驱动装置，其中
所述紧急驱动器包括选择器，所述选择器构成为：
当未接收到指示所述控制器中的故障的信号时，选择和输出所述控制信号，并且
当接收到指示所述控制器中的故障的信号时，选择和输出恒定电压，并且
所述驱动控制器构成为根据所述选择器的输出，切换是否驱动所述高边驱动器与所述低边驱动器。
5.根据权利要求4所述的发光元件驱动装置，其中
将所述选择器集成在所述单个半导体装置中。
6.一种发光装置，包括：
权利要求1到5中的任一项所述的发光元件驱动装置；
至少一个发光元件，构成为由所述发光元件驱动装置驱动；
控制器，构成为将控制信号馈送给发光元件驱动装置；以及
监视器，构成为监视所述控制器，当检测到所述控制器中的故障时，将指示所述控制器中的故障的信号发送到所述发光元件驱动装置。
7.根据权利要求8所述的发光装置，其中
所述发光元件是发光二极管或有机EL元件。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其中
所述发光装置用作车载灯。
9.根据权利要求8所述的发光装置，其中
将所述发光装置安装为车辆上的前照灯模块、转向灯模块、或者后灯模块。
10.一种包括权利要求8或9所述的发光装置的车辆。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中
所述发光装置用作前照灯、用于日间行车灯的光源、尾灯、刹车灯以及转向灯中的一个。
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