CN107406033A - 开关驱动设备、发光设备和车辆 - Google Patents

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Abstract

开关驱动设备10包括：多通道开关元件SW1至SW8，其被并联连接到在车载发光设备中所包括的多个发光元件；以及逻辑部120，其响应于设备的电源接通，自动开始一系列的开关驱动序列，使得以预定的模式来顺次切换开关元件SW1至SW8的接通/断开状态。

Description

开关驱动设备、发光设备和车辆
技术领域
本发明涉及开关驱动设备，以及采用开关驱动设备的发光设备和车辆。
背景技术
图18是示出作为第一传统示例的车辆的应用示意图。第一传统示例的车辆A100包括电池A110、电源开关A120、控制器A130、以及发光设备A140(诸如，转向灯)。控制器A130将电源开关A120接通和断开，以将从电池A110到发光设备A140的供电路径在导通状态和截止状态之间切换，从而实现发光设备A140简单的照明/熄灭控制。
另一方面，现在实际使用的是安装在车辆上的具有顺序照明功能(通常称为顺序转向功能或动态指示功能)的发光设备，由此以任意定时点亮和熄灭多个发光元件，以增加和减少照明区域的面积或移动点亮区域使其看起来在运动。
图19A和图19B是各自示出作为第二传统示例的车辆的应用示意图。图19A中的车辆A200包括电池A210、电源开关A220、控制器A230和发光设备A240。发光设备A240被提供具有如上所述的顺序照明功能，并且包括发光元件驱动设备A241(1)至(m)、发光元件A242(1)至(m)、用于控制发光元件驱动设备A241(1)至(m)的微处理器A243、向发光元件驱动设备A241(1)至(m)提供电力的驱动器电源A244和向微处理器A243提供电力的微处理器电源A245。
另一方面，在图19B的车辆A200中，从发光设备A240省略上述的微处理器A243、驱动器电源A244和微处理器电源A245，取代他们，将微处理器A250、驱动电源A260和微处理器电源A270设置在发光设备A240的外部。
图20A和图20B是各自示出作为第三传统示例的车辆的应用示意图。图20A中的车辆A300包括电池A310、电源开关A320、控制器A330和发光设备A340。发光设备A340具有如上所述的顺序照明功能，并且包括发光元件驱动设备A341、串联连接的m个发光元件A341(1)至(m)，用于在短路状态和非短路状态之间分别切换发光元件A342(1)至(m)的开关驱动装设备A343、用于控制开关驱动设备A343的微处理器A344，以及用于向微处理器A344和开关驱动设备A343的提供电力的微处理器电源A345。
另一方面，在图20B的车辆A300中，从发光设备A240省略上述微处理器A344和微处理器电源A345，取而代之，将微处理器A350和微处理器电源A360设置在发光设备A340的外部。
与以上所述相关的传统技术的一个示例可见于例如以下找到的专利文献1中。
文献列表
专利文献
专利文献1：日本特开2008-091311号公报
发明内容
发明要解决的问题
当然，采用顺序照明的发光设备(第二和第三传统示例)与采用简单照明的发光设备(第一传统示例)相比，能够赋予车辆更美观的设计和增强安全性。例如，根据车辆转弯的方向，区段顺次点亮的转向灯允许乘客和其他车辆易于直观识别车辆行驶方向。
然而，在第二传统示例的发光设备A240中，对于m个发光元件A242(1)至(m)，一对一地提供m个发光元件驱动设备A241(1)至(m)。这导致组件数量增加，电路板面积增加，并且功耗效率差。
此外，在第二传统示例的发光设备A240中，控制m个发光元件驱动设备A241(1)至(m)需要微处理器A243(或A250)。这要求除了驱动器电源A244(或A260)、微处理器电源A245(或A270)之外，还需要相关的工作，诸如软件的设计。
此外，在第二传统示例的发光设备A240中，从微处理器A243(或A250)到发光元件驱动设备A241(1)至(m)发送控制信号至少需要m条控制线路。因此，特别是在将微处理器A250设置在发光设备A240的外部的情况下，需要在线束中容纳增加的引线数量，另外还需要增加工作来应对EMC测试、验证模式异常等。
在第三传统示例的发光设备A340中，能够将驱动电流从单个发光元件驱动设备A341提供到串联连接的m个发光元件A342(1)至(m)，与第二传统示例相比，这样有助于减少部件数量和电路板面积。
然而，还是在第三传统示例的发光设备A340中，控制开关驱动设备A343仍然需要微处理器A344(或A350)，因此与第二传统示例相似的问题仍未解决。
鉴于本发明人遇到的问题，在此公开的本发明的目的是提供一种能够实现发光元件的顺序照明控制而不需要微处理器控制的开关驱动设备，并且提供一种采用这种开关驱动设备的发光设备和车辆。
解决问题的手段
根据在此公开的一个方面，开关驱动设备包括：分别与包括在车载发光设备中的多个发光元件并联连接的多个通道的开关元件；以及逻辑电路，其用于响应于电力开始被提供到所述设备，自动启动开关驱动序列，从而以预定模式顺次地切换开关元件的接通/断开状态(第一配置)。
根据上述第一配置的开关驱动设备还可以包括：启动延迟电路，其用于通过利用外部安装元件来任意设置开关驱动序列的启动延迟时间(第二配置)。
在根据上述第一或第二配置的开关驱动设备中，逻辑电路用于在启动开关驱动序列之前，在每个开关元件的不稳定操作期间到期之后，向设备外部的发光元件驱动设备输出针对每个发光元件的电流提供启动触发(第三配置)。
根据上述第一至第三配置中的任一配置的开关驱动设备还可以包括：频率设置器，其用于通过利用外部安装元件来设置开关驱动序列的操作频率(第四配置)。
在根据上述第一至第四配置中的任一配置的开关驱动设备中，逻辑电路可以用于在完成开关驱动序列之后向另一个开关驱动设备输出暂停取消触发(第五配置)。
在根据上述第一至第五配置中任一配置的开关驱动设备中，逻辑电路可以用于根据外部端子处的电压来识别点亮的发光元件的数量(第六配置)。
在根据上述第一至第六配置中的任一配置的开关驱动设备中，逻辑电路可以用于不仅操作在顺序照明模式下，其中根据开关驱动序列依次驱动开关元件，而且操作在全亮模式下，其中逻辑电路将所有开关元件同时断开(第七配置)。
在根据上述第七配置的开关驱动设备中，逻辑电路可以用于在顺序照明模式下与第一时钟信号同步地执行开关驱动序列，并且在全亮模式下与具有比第一时钟信号的频率更高的频率的第二时钟信号同步地执行开关驱动序列(第八配置)。
根据上述第八配置的开关驱动设备还可以包括：驱动电路，其用于分别驱动多个开关元件；电荷泵，其用于向驱动电路提供升压电压；以及振荡器，其用于产生电荷泵操作所需的内部时钟信号，其中内部时钟信号用作第二时钟信号(第九配置)。
在根据上述第七至第九配置中任一配置的开关驱动设备中，逻辑电路可以用于当从设备外部馈送危险信号时或当检测到开关驱动序列的异常时，以全亮模式同时关闭所有开关元件(第十配置)。
根据上述第一至第十配置中的任一配置的开关驱动设备还可以包括：看门狗定时器，其用于监视启动延迟时间或开关驱动序列的操作频率中的异常(第十一配置)。
根据在此公开的另一方面，发光设备包括：多个发光元件；发光元件驱动设备，其用于生成每个发光元件的驱动电流；以及根据上述第一至第十一配置中的任一配置的开关驱动设备(第十二配置)。
在根据上述第十二配置的发光设备中，多个发光元件可以各自是发光二极管或有机电致发光元件(第十三配置)。
根据上述第十二或第十三配置的发光设备可以安装在车辆上，作为前灯模块、转向灯模块或后灯模块(第十四配置)。
根据在此所公开的又一方面，一种车辆包括：根据上述第十二至第十四配置中任一配置的发光设备(第十五配置)。
在根据上述第十五配置的车辆中，发光设备可以用作前灯、日间行车灯、尾灯、刹车灯和转向灯中的至少一个(第十六配置)。
本发明的效果
根据在此公开的本发明，能够提供一种实现发光元件的顺序照明控制而不需要微处理器控制的开关驱动设备，并且提供一种采用这种开关驱动设备的发光设备和车辆。
附图说明
图1是示出搭载发光设备的车辆的总体配置的示例的应用示意图；
图2是示出开关驱动设备的内部配置的示例的框图；
图3是示出开关驱动序列的一个示例的时序图；
图4是示出启动延迟电路的内部配置的示例的电路图；
图5是示出启动延迟操作的一个示例的时序图；
图6A是示出频率设置器的内部配置的示例的电路图；
图6B是示出频率设置器的第一变型例的电路图；
图6C是示出频率设置器的第二变型例的电路图；
图7是示出开关驱动设备的多级连接的示例的应用示意图；
图8是示出多级协调操作的一个示例的时序图；
图9A是示出开关驱动设备的多级连接的问题的示意图(后备箱关闭的车辆的后视图)；
图9B是示出开关驱动设备的多级连接的问题的示意图(后备箱打开的车辆的后视图)；
图9C是示出开关驱动设备的多级连接的问题的示意图(示出电路块)；
图10是示出使用启动延迟差的一个示例的时序图；
图11是示出SEL端子电压与被点亮的发光元件的数量之间的关系的表；
图12A是示出使用SEL端子来设置被点亮元件的数量的一个示例(点亮8个元件)的应用示意图；
图12B是示出使用SEL端子来设置被点亮元件的数量的一个示例(点亮4个元件)的应用示意图；
图13A是示出全部点亮模式的时序图(顺序点亮)；
图13B是示出全部点亮模式的时序图(全部点亮)；
图13C是示出全部点亮模式的时序图(放大)；
图14A是示出HAZ端子的连接的变型(第一示例)的应用示意图；
图14B是示出HAZ端子的连接的变型(第二示例)的应用示意图；
图14C是示出HAZ端子的连接的变型(第三示例)的应用示意图；
图15A是示出第一看门狗计时器的操作的示例的时序图；
图15B是示出第二看门狗计时器的操作的示例的时序图；
图16A是安装有发光设备的车辆的外观图(前视图)；
图16B是安装有发光设备的车辆的外观图(后视图)；
图17A是车载灯模块的外观图(前灯模块)；
图17B是车载灯模块的外观图(转向灯模块)；
图17C是车载灯模块的外观图(后灯模块)；
图18是示出作为第一传统示例的车辆的应用示意图；
图19A是示出作为第二传统示例的车辆的应用示意图(带有包括在内的微处理器)；
图19B是示出作为第二传统示例的车辆的应用示意图(带有从外部装配的微处理器)；
图20A是示出作为第三传统示例的车辆的应用示意图(带有包括在内的微处理器)；
图20B是示出作为第三传统示例的车辆的应用示意图(带有从外部装配的微处理器)。
具体实施方式
<总体配置>
图1是示出搭载发光设备1的车辆X的总体配置的示例的应用示意图。该配置示例的车辆X包括发光设备1、电池2、电源开关3和4、以及控制器5。
发光设备1是当车辆X进行右转或左转或改变车道时闪烁的转向灯，或者在发生危险时闪烁的危险警示灯。
电池2是车辆X中的电源，对其适合地使用铅蓄电池。
电源开关3与电源开关4连接在发光设备1和电池2之间，并通过控制器3的控制而被接通和断开。
控制器5根据转向杆的操作来控制电源开关3的接通/断开状态，并且根据危险按钮的操作来控制电源开关4的接通/断开状态。例如，在发光设备1是用于右转的转向灯的情况下，只要转向杆保持在右转位置，则控制器5定期接通和断开电源开关3，以间歇地向发光设备1供电。类似地，在发光设备1是用于左转的转向灯的情况下，只要转向杆保持在左转位置，则控制器5定期接通和断开电源开关3,以间歇地向发光设备1供电。另一方面，只要危险按钮保持按下，无论发光设备1是右转灯还是左转灯，控制器5定期接通和断开电源开关4以向发光设备1间歇提供电力。控制器5还具有监视发光设备1的异常标志(开关驱动设备10的FAIL端子处的电压)的功能，以向驾驶员警告异常。
<发光设备>
将参考至此的图1来描述发光设备1的内部配置。发光设备1包括开关驱动设备10、发光元件驱动设备20、发光元件阵列30和各种分立元件(电阻器R1至R3、电容器C1至C5、以及二极管D1至D3)。
开关驱动设备10是通过如下方式工作的的半导体集成电路设备(所谓的矩阵开关驱动器IC)，从电池2被供给输入电压Vin从而将构成发光元件阵列30的发光二极管LED1至LED8分别在短路状态和非短路状态之间进行切换。开关驱动设备10设置有用于与外部电连接的多个外部端子(VIN端子、CNT端子、HAZ端子、VREG端子、SETDLY端子、SETCLK端子、SET端子、SEL1至SEL3端子、FAIL端子、CMPLT端子、SG端子、VCP端子、CH0至CH8端子和GND端子)。
发光元件驱动设备20是通过如下方式工作的半导体集成电路器件(所谓的发光二极管驱动器IC)：从电池2被供给输入电压Vin以产生用于发光元件阵列30(发光二极管LED1至LED8)的驱动电流Id。发光元件驱动设备20具有监视开关驱动设备10的SG端子电压(作为电流提供开始触发的电压)的功能，以暂停驱动电流Id的供给开始直到开关驱动设备10的不稳定运行期到期。
发光元件阵列30是串联发光体(所谓的LED串)，其包括串联连接在发光元件驱动设备20和接地端子之间的多个发光元件(在所示示例中最多八个发光二极管LED1至LED8)。当单独考虑发光二极管LED1至LED8时，能够将每个理解为单个的发光二极管元件，或者能够将串联或并联组合的它们中的多个理解为一组发光元件。
接着，将描述开关驱动设备10的外部端子与各个分立组件之间的相互连接。二极管D1的阳极连接到电源开关3的第一端子。二极管D2和D3的阳极都连接到电源开关4的第一端子。电源开关3和4的第二端子都连接到电池2的正极端子。二极管D1和D2的阴极都连接到开关驱动设备10的VIN端子，并且同时连接到发光元件驱动设备20的电源端子。二极管D3的阴极连接到HAZ端子。
电容器C1连接在VIN端子与接地端子之间。电容器C2连接在VREG端子与接地端子之间。电容器C3连接在SETDLY端子与接地端子之间。电容器C4连接在SETCLK端子与接地端子之间。电容器C5连接在VCP端子与CH8端子之间。
电阻器R1连接在SET端子与接地端子之间。电阻器R2连接在VIN端子与FAIL端子之间。电阻器R3连接在VREG端子与SG端子之间。
开关驱动设备10的CH0端子和GNC端子都连接到发光二极管LED1的阴极(接地端子)。开关驱动设备10的CH(k)端子(其中k＝1,2,...,7)连接到发光二极管LED(k)的阳极和发光二极管LED(k+1)的阴极。开关驱动设备10的CH8端子连接到发光二极管LED8的阳极。
开关驱动设备10的CNT端子连接到VIN端子。SEL1至SEL3端子都连接到接地端子。CMPLT端子置于开放状态。在下面的描述期间，上面所述的相互连接的重要性将变得清楚。
在执行发光二极管LED1至LED8的顺序照明控制时，开关驱动设备10不需要来自处理器的任何控制信号(随后给出细节)。因此，与传统的结构不同(参见图19A、图19B、图20A和图20B)，不需要为其提供微处理器或电源；这有助于减少发光设备1的部件数量。也能够大幅减少连接到发光设备1的线束中的引线数量；这不仅允许方便设置设计，而且有助于缓解应对EMC测试、验证异常模式等的工作。
现在将参考相关附图详细描述开关驱动设备10的内部配置和操作，该开关驱动设备10能够执行与传统实践类似的顺序照明控制而不需要微处理器控制。
<开关驱动设备>
图2是示出开关驱动设备10的内部配置的示例的框图。该配置示例的开关驱动设备10包括开关电路100、驱动电路110、逻辑电路120、内部调节器130、UVLO(欠压锁定)电路140、电流设置器150、振荡器160、频率设置器170、启动延迟电路180、第一看门狗定时器190、第二看门狗定时器200、选择器210、电荷泵220、以及开路/短路检测器230。尽管为了便于说明，图1和图2之间外部端子的布置不同，但是具有相同名称的端子彼此对应。
开关电路100包括用于多个通道的开关元件SW1至SW8(在所示示例中为八个通道)。每个开关元件SWx(其中1,2,...,8)连接在CH(x-1)与CH(x)端子之间。因此，当发光二极管LEDx从外部装配在CH(x-1)端子和CH(x)端子之间时，开关元件SWx与发光二极管LEDx并联连接。因此，在开关元件SWx的接通周期，其两端的发光二极管LEDx被短路，因此处于照明禁止状态。另一方面，在开关元件SWx的断开周期，其两端的发光二极管LEDx不会短路，因此处于照明使能状态。
驱动电路110包括响应于来自逻辑电路120的指令分别驱动开关元件SW1至SW8的驱动器DRV1至DRV8。驱动器DRV1至DRV8通过从电荷泵220提供升压电压Vcp进行工作。
逻辑电路120具有作为其主要功能的自动启动开关驱动序列的功能，使得响应于开始向开关驱动设备10提供电力(更准确地说，响应于UVLO信号Suvlo转到与欠压不存在对应的逻辑电平)，开关元件SW1至SW8的接通/断开状态以预定模式顺次进行切换。除此之外，逻辑电路120具有各种功能，随后将进行详细描述。
内部调节器130降低施加到VIN端子的输入电压Vin，以产生预定的恒定电压Vreg(例如5V)，并将其馈送到VREG端子。适合用作内部调节器130的是LDO(低压降)调节器或开关调节器。
UVLO电路140监视输入电压Vin和恒定电压Vreg(或其中之一)以产生UVLO信号Suvlo，并将其馈送到UVLO电路140。当输入电压Vin和恒定电压Vreg高于它们各自的欠压不存在电压时，UVLO信号Suvlo处于与欠压不存在相对应的逻辑电平，并且当输入电压Vin和恒定电压Vreg低于它们各自的欠压存在电压时(<欠压不存在电压)，处于与欠压存在对应的逻辑电平。
电流设置器150产生预定的参考电流Iset，并将其馈送到频率设置器170和启动延迟电路180。通过控制从外部装配到电流设置器150的电阻器R1(见图1)的电阻值来调节参考电流Iset的电流值。
振荡器160产生电荷泵220工作所需的内部时钟信号INTCLK(例如，2MHz)。内部时钟信号INTCLK不仅馈送到电荷泵220，而且馈送到选择器210。
频率设置器170通过使用外部装配的元件来任意设置开关驱动序列的操作频率。具体地说，频率设置器170生成频率随着从外部装配到SETCLK端子的电容器C4(见图1)的电容值和参考电流Iset的电流值(也就是，从外部装配到SET端子的电阻器R1的电阻值)而变化的可变时钟信号CLK(例如，500Hz至50kHz)，并将可变时钟信号CLK馈送到选择器210。
启动延迟电路180通过使用外部装配元件任意设置开关驱动序列的启动延迟时间tDLY。具体地说，启动延迟电路180生成逻辑转换定时随着从外部装配到SETDLY端子的电容器C3(见图1)和参考电流Iset的电流值(因此从外部装配到SET端子的电阻器R1的电阻值)而变化的启动延迟信号Sdly，并将该启动延迟信号Sdly馈送到逻辑电路120。
第一看门狗定时器190监视开关驱动序列的操作频率的异常。具体地，第一看门狗定时器190监视可变时钟信号CLK以生成第一异常检测信号Swdt1，并将其馈送到逻辑电路120和选择器210。当检测到异常时，第一异常检测信号Swdt1例如为高电平，当没有未检测到异常时为低电平。
第二看门狗定时器200监视开关驱动序列的启动延迟时间tDLY的异常。具体地，第二看门狗定时器200监视启动延迟信号Sdly，以生成第二异常检测信号Swdt2，并将其馈送到逻辑电路120和选择器210。当检测到异常时，第二异常检测信号Swdt2例如为高电平，当没有未检测到异常时为低电平。
选择器210向逻辑电路120选择性地馈送内部时钟信号INTCLK或可变时钟信号CLK。更具体地说，当HAZ端子电压处于低电平(＝与非点亮状态下的危险警示灯对应的逻辑电平)，并且另外第一和第二异常检测信号Swdt1和Swdt2都处于高电平(＝逻辑电平与异常不存在对应)，选择器210选择性地将可变时钟信号CLK馈送到逻辑电路120。另一方面，当HAZ端子电压处于高电平(＝与点亮状态下的危险警示灯对应的逻辑电平)，或者第一和第二异常检测信号Swdt1和Swdt2中的至少一个处于低电平(＝与异常存在对应的逻辑电平)，选择器210选择性地将内部时钟信号INTCLK馈送到逻辑电路120。
电荷泵220通过使用外部装配到VCP端子的电容器C5(参见图1)来产生升压电压Vcp，并且将升压电压Vcp馈送到驱动电路110。
开路/短路检测器230分别监视出现在CH0至CH8端子处的节点电压，以生成开路/短路检测信号Sdet，并将其馈送到逻辑电路120。当在任何发光二极管LED1至LED8中没有识别到异常时，开路/短路检测信号Sdet处于与异常不存在对应的逻辑电平(例如，高电平)，并且在发光二极管LED1至LED8中至少一个识别到异常时，处于与异常存在对应的逻辑电平(例如，低电平)。
<开关驱动序列>
图3是表示开关驱动序列的一个示例的时序图，从上而下示出输入电压Vin、恒定电压Vreg、UVLO信号Suvlo、内部时钟信号INTCLK、升压电压Vcp、SETCLK端子电压、可变时钟信号CLK、SETDLY端子电压、启动延迟信号Sdly、SG端子电压、CMPLT端子电压、以及发光二极管LED*的点亮/熄灭状态(H：点亮；L：熄灭)(其中*＝8，7，...，1)。
为了便于说明，将内部时钟信号INTCLK和可变时钟信号CLK中的脉冲示为大于它们实际上的脉冲。因此，图3中的启动延迟时间tDLY、电源暂停时间tdSG和照亮转换时间tPS的时间宽度不一定与脉冲计数一致。
在开始向开关驱动设备10供电之后，在时间点t1，当UVLO信号Suvlo上升到高电平(＝与欠压不存在对应的逻辑电平)时，开始生成内部时钟信号INTCLK和可变时钟信号CLK，并且构成开关驱动设备10的块进入可操作状态。
然后，逻辑电路120控制驱动电路110，从而将开关元件SW1至SW8从它们已经升至的断开状态初始化为接通状态。然而，在时间点t1，电荷泵220刚刚启动升压操作，因此驱动电路110的输出操作不稳定；这产生了开关元件SW1至SW8中的不确定定操作周期(用十字(X)标记的阴影区域)。因此，如果发光元件驱动设备20在不确定操作周期到期之前输出驱动电流Id，则发光二极管LED1至LED8可能不是按预期立即点亮。
为了防止这种情况，在开关元件SW1至SW8的不确定操作期间到期之后，在开关驱动序列开始之前，逻辑电路120向设备外部的发光元件驱动设备20馈送指向发光二极管LED1至LED8的电流供应开始触发。更具体地说，在开关元件SW1至SW8的整个操作期间，逻辑电路120将SG端子电压保持在低电平(＝与实际电流供应暂停相对应的逻辑电平)，在时间点t1之后经过电流提供暂停时间tdSG的时间点，即在时间点t2，逻辑电路120将SG端子电压从低电平升高到高电平(＝与当前电流提供取消相对应的逻辑电平)。
利用这种结构，在开关元件SW1至SW8的不确定操作期间，发光元件驱动设备20不输出驱动电流Id，因此能够防止发光二极管LED1至LED8被立即点亮。
电流提供开始触发的输出定时可以是在如上所述的时间点t1之后经过当前电源停止时间dSG的时间点，或者可以在驱动器DRV1至DRV8的输出电平超过预定阈值的时间点。
此后，当在时间点t1之后经过预定的启动延迟时间tDLY并且启动延迟信号Sdly上升到高电平时，逻辑电路120基于可变时钟信号CLK，从时间点t3开始并且每个照明转换时间tPS，以累积方式依次关闭开关元件SW1至SW8。例如，可以将照明转换时间tPS设置为等于可变时钟信号CLK的256个计数。在这种情况下，如果可变时钟信号CLK的振荡频率为5.12kHz，则照明时间tPS为50ms。
由于开关元件SW1至SW8以累积的方式顺序断开，所以发光二极管LED1至LED8的点亮数量逐渐增加，因此点亮区域的面积随时间而增加。也就是说，当一个开关驱动序列完成时，开关元件SW1至SW8全部断开，因此发光二极管LED1至LED8全部点亮。也能够通过以独有方式依次关闭开关元件SW1至SW8使点亮区域看起来运动。
在时刻t5，所有的开关元件SW1至SW8都处于断开状态之后，当经过另一点亮时间tPS时，也就是说，在时间点t6，逻辑电路120将CMPLT端子电压升高到高电平。CMPLT端子是当多个开关驱动电路10串联连接时使用的外部端子，随后将详细描述其功能。
此后，在停止向开关驱动设备10供电之后，在时间点t7，当UVLO信号Suvlo下降到低电平(＝与欠压存在对应的逻辑电平)时，结果是停止生成内部时钟信号INTCLK和可变时钟信号CLK，并且构成开关驱动设备10的块进入不可操作状态。此时，开关元件SW1至SW8已经断开，因此当开始提供电力时不会发生立即照明。
由于定期接通和断开电源开关3或4，每次向开关驱动设备10开始和停止提供电能时执行上述的开关驱动序列。
<启动延迟电路>
图4是示出启动延迟电路180的内部配置的示例的电路图。启动延迟电路180包括电流源181、开关182、N沟道MOS(金属氧化物半导体)场效应晶体管183、比较器184、D触发器185和滤波器186。
电流源181生成与参考电流Iset相当的恒定电流I181。电流源181的第一端子连接到电源端子(例如，施加恒定电压Vreg的端子)。电流源181的第二端子经由开关182连接到SETDLY端子。
开关182根据UVLO信号Suvlo将电流源181的第二端子与SETDLY端子之间的路径在导通状态和截止状态之间进行切换。当UVLO信号Suvlo处于与欠压不存在对应的逻辑电平(例如，高电平)时，开关182接通，并且当UVLO信号Suvlo处于与欠压存在对应的逻辑电平(例如，高电平)时，开关182为关闭。
晶体管183用作从外部装配到SETDLY端子的电容器C3的放电开关。晶体管183的漏极连接到SETDLY端子。晶体管183的源极和背栅都连接到接地端子。晶体管183的栅极连接到D触发器185的输出端子(Q)。当锁存信号S2(D触发器185的输出信号)为高电平时，晶体管183为接通，而当锁存信号S2为低电平时，晶体管183为断开。
比较器184通过将馈送到比较器184的非反相输入端(+)的SETDLY端子电压(电容器C3的充电电压)与馈送到比较器184的反相输入端(－)的阈值电压Vth进行比较来生成比较信号S1。当SETDLY端子电压高于阈值电压Vth时，比较信号S1为高电平，当SETDLY端子电压低于阈值电压Vth时，比较信号S1处于低电平。为了更好地抗噪声，能够优选地给予比较器184滞后。
D触发器185通过馈送到D触发器185的时钟端子的比较信号S1中的上升沿被触发，获取被馈送到D触发器185的数据端子(D)的数据信号(恒定在高电平)，并将其从D触发器185的输出端子(Q)输出作为锁存信号S2。另一方面，当馈送到D触发器185的复位端子的UVLO信号Suvlo为低电平时，D触发器185将锁存信号S2复位为低电平。
滤波器186通过从锁存信号S2消除包含在其中的噪声分量来产生启动延迟信号Sdly。
图5是表示启动延迟操作的一个示例的时序图(该图是图1中时刻t1至t3之间的放大图)，从上而下示出UVLO信号Suvlo、SETDLY端子电压、比较信号S1、锁存信号S2和启动延迟信号Sdly。
在时间点t11，当UVLO信号Suvlo上升至高电平时，开关182接通。此时，锁存信号S2处于低电平，并且晶体管183截止。因此，电容器C3由恒定电流I181充电，并且因此SETDLY端子电压开始增大。
在时刻t12时，当SETDLY端子电压变为高于阈值电压Vth，比较信号S1上升至高电平，并且锁存信号S2被锁存在高电平。此时，晶体管183导通，并且电容器C3放电；因此，SETDLY端子电压现在开始降低。
此后，在时间点t13，当经过滤波的启动延迟信号Sdly上升到高电平时，逻辑电路120启动开关驱动序列(见图3)。在UVLO信号Suvlo上升到高电平直到启动延迟信号Sdly上升到高电平经过的时间与启动延迟时间tDLY。
通过控制恒定电流I181的电流值(因此电阻器R1的电阻值)和电容器C3的电容值，可以任意地调整启动延迟时间tDLY。因此，利用该配置示例的启动延迟电路180，能够通过使用从外部装配的元件(电阻器R1和电容器C3)任意地设置开关驱动序列的开始定时。
例如，在利用从开始向其被提供电力直到其完全启动之后需要较长时间的发光元件驱动设备20的情况下，能够将启动延迟时间tDLY相应地设置得更长。通过这样的设置，能够在从发光元件驱动设备20向发光元件阵列30提供足够的驱动电流Id之前，防止过早地启动开关驱动序列。不用说，启动延迟时间tDLY需要设置为比电流提供暂停时间tdSG更长。或者，图3中的“UVLO信号Suvlo”能够被读取为“SG端子电压”，在这种情况下，电流提供暂停时间tdSG(＝SG端子电压中的上升沿)的期满可以用作开始启动延迟时间tDLY的计数(SETDLY端子电压的充电)的触发。
<频率设置器>
图6A是示出频率设置器170的内部配置的示例的电路图。所示的频率设置器170包括电流源171、开关172、N沟道MOS场效应晶体管173、以及比较器174。
电流源171生成与参考电流Iset相当的恒定电流I171。电流源171的第一端子连接到电源端子(例如，施加恒定电压Vreg的端子)。电流源171的第二端子经由开关172连接到SETCLK端子。
开关172根据UVLO信号Suvlo将电流源171的第二端子与SETCLK端子之间的路径在导通状态和截止状态之间进行切换。当UVLO信号Suvlo处于与欠压不存在对应的逻辑电平(例如，高电平)时，开关172接通，并且当UVLO信号Suvlo处于与欠压存在对应的逻辑电平(例如，低电平)时，开关182为关闭。
晶体管173用作外部装配到SETCLK端子的电容器C4的放电开关。晶体管173的漏极连接到SETCLK端子。晶体管173的源极和背栅都连接到接地端子。晶体管173的栅极连接到比较器174的输出端(＝可变时钟信号CLK的输出端)。当可变时钟信号CLK(比较器174的输出信号)为高电平时，晶体管173为导通，并且当可变时钟信号CLK为低电平时，晶体管173为截止。
比较器174通过将馈送到比较器174的非反相输入端(+)的SETCLK端子电压(电容器C4的充电电压)与馈送到比较器174的反相输入端(-)的阈值电压V1或V2(其中V1>V2；见参考先前的图3)进行比较来生成可变时钟信号CLK。当SETCLK端子电压高于阈值电压V1时，可变时钟信号CLK处于高电平，当SETCLK端子电压低于阈值电压V2时，则处于低电平。因此，给予比较器174滞后。
参考前面参考的图3，将描述用于产生可变时钟信号CLK的操作。在时间点t1，当UVLO信号Suvlo上升至高电平时，开关172接通。此时，可变时钟信号CLK处于低电平，并且晶体管173截止。因此，电容器C4由恒定电流I171充电，并且因此SETCLK端子电压开始增大。
当SETCLK端子电压变得高于阈值电压V1时，可变时钟信号CLK上升到高电平。此时，晶体管173导通，并且电容器C4放电；因此SETCLK端子电压现在开始降低。
此后，当SETCLK端子电压变得低于阈值电压V2时，可变时钟信号CLK下降到低电平。此时，晶体管173截止，电容器C4停止放电；因此，SETCLK端子电压现在开始再次增加。
然后，以上述方式重复充电和放电电容器C4，使得SETCLK端子电压在阈值电压V1和V2之间增加和减小，从而在可变时钟信号CLK中产生周期性脉冲。
通过控制恒定电流I171的电流值(因此电阻器R1的电阻值)和电容器C4的电容值，能够任意地调节可变时钟信号CLK的振荡频率。逻辑电路120与可变时钟信号CLK同步地执行上述开关驱动序列。因此，利用该配置示例的频率设置器170，通过使用外部安装的元件(电阻器R1和电容器C4)能够任意设置开关驱动序列的操作频率。
例如，可变时钟信号CLK的振荡频率越高，照明转换时间tPS越短；可变时钟信号CLK的操作频率越低，照明转换时间tPS越长。也就是说，利用该配置示例的频率设置器170，能够以任意速度执行发光二极管LED1至LED8的顺序照明控制，从而可以灵活地应对各种用户需求。
外部安装的元件不限于图6A所示的示例中的元件；而是例如，如图6B所示能够仅使用外部安装的电容器来可变地控制可变时钟信号CLK的振荡频率，或者如图6C所示，能够仅使用外部安装的电阻器可变地控制可变时钟信号CLK的振荡频率。
<开关驱动设备的多级连接>
图7是示出开关驱动设备10a和10b的多级连接的示例的应用示意图。所示的发光设备1包括开关驱动设备10a和10b(各自具有与前述(图2)的开关驱动设备10相同的内部结构)、发光元件驱动设备20、发光元件阵列30a和30b、以及各种分立元件(电阻器R1至R5、电容器C1至C9、和二极管D1至D3)。下面的描述集中于与先前参考的图1中所示的不同之处。
发光元件阵列30a和30b串联连接在发光元件驱动设备20和接地端子之间。发光元件阵列30a包括六个发光二极管LED1至LED6。另一方面，发光元件阵列30b包括六个发光二极管LED7至LED12。开关驱动设备10a将分别从外部装配在CH0至CH6端子的两个相邻端子之间的发光二极管LED1至LED6在短路状态和非短路状态之间进行切换。另一方面，开关驱动设备10b将分别从外部装配在CH0至CH6端子的两个相邻端子之间的发光二极管LED7至LED12在短路状态和非短路状态之间进行切换。在每个开关驱动设备10a和10b中，相邻通道端子之间的任何未使用的间隔被短路(CH6和CH7端子之间以及CH7和CH8端子之间)。
如上所述，为了均匀分散产生的热量，12个发光二极管LED1至LED12以均匀分发的方式与开关驱动设备10a，10b连接(六个对每个)。然而，这并不意味着限制分发发光二极管LED1至LED12的比例；而是可以将它们以不均匀分布的方式连接到开关驱动设备10a和10b(例如，八个对一个和四个对另一个)。
在将六个发光二极管连接到开关驱动设备10a和10b的每个的情况下，SEL1和SEL3端子能够连接到GND端子，并且SEL2端子能够连接到VREG端子。随后将详细描述这种相互连接的重要性。
接着，将描述开关驱动设备10a和10b的外部连接。这里，基本上能够将开关驱动设备10a理解为与图1所示的开关驱动设备10相同；因此，重复的描述将被最小化，并且下面的描述集中并且详细地讨论图7中另外提供的开关驱动设备10b的外部连接。
电容器C6连接在开关驱动设备10b的VIN端子与接地端子之间。开关驱动设备10b的VIN端子连接到二极管D1和D2的阴极(施加输入电压Vin的端子)。开关驱动设备10b的HAZ端子连接到二极管D3的阴极(危险信号馈送到的端子)。电容器C7连接在开关驱动设备10b的VREG端子与接地端子之间。开关驱动设备10b的SETDLY端子不同于第一级的开关驱动设备10a，其被置于开放状态。这是因为，对于处于随后级的开关驱动设备10，不需要设置启动延迟时间tDLY。电容器C8连接在开关驱动设备10b的SETCLK端子与接地端子之间。电容器C9连接在开关驱动设备10b的VCP端子与CH8端子之间。
电阻器R4连接在开关驱动设备10b的SET端子与接地端子之间。电阻器R5连接在开关驱动设备10b的CNT端子和电源端子(例如，VREG端子)。开关驱动设备10b的CNT端子连接到开关驱动设备10a的CMPLT端子。通过这种方式，开关驱动设备10a和10b经由单个串行信号线连接在一起，利用此来实现它们的多级协调操作(＝通过开关驱动设备10a完成发光二极管LED1到LED6的顺序点亮控制之后，接着通过开关驱动设备10b对发光二极管LED7至LED12的顺序点亮控制)。另一方面，开关驱动设备10b的CMPLT端子被置于开放状态。
如从分别从外部装配到开关驱动设备10a和10b的SETCLK端子的电容器C4和C8能够理解的是，在开关驱动设备10a和10b中，不同步地产生它们各自的可变时钟信号CLK。利用这种配置，不需要将可变时钟信号CLK从开关驱动设备10a传送到开关驱动设备10b，因此不需要增加它们之间的信号线的数量。此外，即使开关驱动设备10a和10b中的可变时钟信号CLK分别不同步，只要它们的多级协调操作通过串行信号线行动，几乎不存在如此大的照明时间的偏差风险以致可以由人类视觉识别。
如前所述，发光元件驱动设备20监视开关驱动设备10的SG端电压，从而暂停驱动电流Id的提供的开始。
开关驱动设备10b的FAIL端子连接到开关驱动设备10a的FAIL端子。开关驱动设备10的GND端子连接到接地端子。
如上所述，通过串联连接开关驱动设备10a和10b，并且在它们之间执行多级协调操作(稍后将详细描述)，可以顺序点亮九个或更多个的发光二极管而不增加开关驱动设备10a和10b中的通道数量。因此，可以灵活地应对各种用户要求(发光设备1中所需的不同数量的发光元件)。
图8是表示开关驱动设备10a和10b的多级协调操作的一个示例的时序图，从上而下示出输入电压Vin、开关驱动设备10a的行为(CNT端子电压、启动延迟信号Sdly、CMPLT端子电压、以及发光二极管LEDi(其中i＝6，...，2,1)的点亮/熄灭状态(H：点亮；L：熄灭))，以及开关驱动设备10b的行为(CNT端子电压、启动延迟信号Sdly、CMPLT端子电压、以及发光二极管LEDi(其中j＝12，...，8,7)的点亮/熄灭状态(H：点亮；L：熄灭))。
在时间点t21，当开始向发光设备1供电时(图1中的电源开关3或4接通)，输入电压Vin开始增加。在开关驱动设备10a中，由于CNT端子连接到VIN端子，在时间点t21之后，随着输入电压Vin的增加，CNT端子电压增加。另一方面，在开关驱动设备10b中，由于CNT端子连接到开关驱动设备10a的CMPLT端子，所以即使在时间点t21之后，CNT端子电压保持在低电平。
在时间点t22，当输入电压Vin变得高于欠电压不存在电压VTH1时，开关驱动设备10a和10b进入可操作状态。此时，开关驱动设备10a的CNT端子电压处于高电平(＝高于暂停取消电压VTH2)。另一方面，即使在时刻t22，开关驱动设备10b的CNT端子电压仍然保持在低电平。
设置在开关驱动设备10a和10b中的逻辑电路120分别延迟开关驱动序列的开始，直到它们分别监视的CNT端子电压升高到高电平。因此，从时刻t22开始，当欠压状态消失时，开关驱动设备10a处于准备好随时启动开关驱动序列的状态。另一方面，即使在时间点t22之后，开关驱动设备10b保持暂停开关驱动序列的开始。
此后，在开关驱动设备10a中，当从时刻t22开始经过了另一启动延迟时间tDLY，即在时间点t23，启动延迟信号Sdly上升到高电平，并且开关驱动序列开始。更具体地说，在开关驱动设备10a中，从时刻t23开始，每隔预定的照明过渡时间tPS依次接通发光二极管LED1至LED6。
另一方面，在开关驱动设备10b中，由于其SETDLY端子处于打开状态(参见图7)，响应于在时刻t22的欠电压消失，启动延迟信号Sdly没有延迟地升高至高电平。然而，如前所述，即使在时间点t22之后，开关驱动设备10b的CNT端子电压也保持在低电平。因此，即使当启动延迟信号Sdly升高到高电平时，开关驱动设备10b也不启动开关驱动序列。
在时刻t25，在所有发光二极管LED1至LED6全部接通之后，经过另一照明转换时间tPS，即时刻t26，开关驱动设备10a的逻辑电路120将CMPLT端子电压升高到高水平。也就是，已经完成开关驱动序列，开关驱动电路10a中的逻辑电路120向开关驱动电路10b馈送延迟取消触发。
在时间点t26，当开关驱动设备10a的CMPLT端子电压上升到高电平时，开关驱动设备10b的CNT端电压上升到高电平；因此，开关驱动设备10开始启动驱动序列。更具体地，在开关驱动设备10b中，从时刻t26开始，每隔预定的照明转换时间tPS顺序地接通发光二极管LED7至LED12。
在时刻t28，在所有发光二极管LED7至LED12全部接通之后，经过另一照明转换时间tPS，即时刻t29，开关驱动设备10b的逻辑电路120将CMPLT端子电压升高到高水平。然而，在开关驱动设备10b后续的级中没有连接更多的开关驱动设备，不再继续发光二极管的顺序照明控制。
如上所述，在该配置示例的发光设备1中，首先开关驱动设备10a对发光二极管LED1值LED6执行顺序照明控制；然后在经过与之前相似的照明转换时间tPS的时刻，开关驱动设备10b继续发光二极管LED7至LED12的顺序照明控制。因此，当将发光设备1视为整体时，它实现了自然顺序照明控制，就好像利用单个开关驱动设备进行发光二极管LED1至LED12的短路/非短路状态切换。
该配置示例涉及将CMPLT端子电压用作后续级的延迟消除触发的配置。看到CMPLT端子电压指示“LED的点亮已经成功完成”，这可以由外部控制器5监视以判断LED是否已经正常点亮或异常。
图9A至图9C是示出开关驱动设备10a和10b的多级连接中遇到的问题的示意图。在图9A和图9B中，发光设备1a和1b作为后转向灯模块安装在车辆X上。发光设备1a设置在后备箱盖，而发光设备1b设置在车体上。如图9C所示，发光设备1a包括开关驱动设备10a和发光元件阵列30a。另一方面，发光设备1b包括开关驱动设备10b、发光元件驱动设备20以及发光元件阵列30b。发光元件阵列30a和30b串联连接在发光元件驱动设备20和接地端子之间。
如图9A中所示，后备箱关闭，发光设备1a和1b共同形成单个转向灯。这里，不必说，如图9B中所示，将后备箱盖以可打开/可关闭的方式装配到车体。因此，将开关驱动设备10a的CMPLT端子和开关驱动设备10b的CNT端子串联连接需要将线束从开关驱动设备10a通过主体铺设到开关驱动设备10b。
作为图9A至图9C所示的使用开关驱动设备10a和10b的一种模式，现在描述一种用于控制发光元件阵列30a和30b的顺序照明的方法，通过使用上述启动延迟电路180使得它们表现得像单个单元而不需要串联连接开关驱动设备10a和10b。
图10是表示启动延迟差的使用的一个示例的时序图，从上而下示出输入电压Vin、开关驱动设备10a的行为(CNT端子电压、启动延迟信号Sdly、以及发光二极管LEDi(其中i＝6，...，2,1))的点亮/熄灭状态(H：点亮；L：熄灭))，和开关驱动设备10b的行为(CNT端子电压、启动延迟信号Sdly、以及发光二极管LEDj(其中j＝12，...，8,7)的点亮/熄灭状态(H：点亮；L：熄灭))。
以下说明假设开关驱动设备10b的CNT端子不连接到开关驱动电路10a的CMPLT端子而是连接到开关驱动设备10b的VIN端子。也就是说，这里，开关驱动设备10a和10b各自独立地操作，而不执行如前所述的多级协调操作。
在时间点t31，当开始向发光设备1a和1b供电时(当图1中的电源开关3或4接通时)，输入电压Vin开始增加。如上所述，在开关驱动设备10a和10b中，CNT端子连接到VIN端子，因此从时刻t31开始，随着输入电压Vin增加，CNT端子电压也上升。
在时间点t32，当输入电压Vin变得高于欠电压不存在电压VTH1时，开关驱动设备10a和10b进入可操作状态。此时，开关驱动设备10a和10b中的CNT端子电压处于高电平(＝高于暂停取消电压VTH2)。
设置在开关驱动设备10a和10b中的逻辑电路120分别延迟开关驱动序列的开始，直到它们分别监视的CNT端子电压升高到高电平。因此，从时刻t32开始，当欠压状态消失时，开关驱动设备10a和10b都处于准备好随时启动开关驱动序列的状态。
此后，在开关驱动设备10a中，当从时刻t32开始经过第一启动延迟时间tDLYa，即在时间点t33，启动延迟信号Sdly上升到高电平，开关驱动序列被启动。更具体地说，在开关驱动设备10a中，从时刻t33开始，每隔预定的照明过渡时间tPS依次接通发光二极管LED1至LED6。
另一方面，在开关驱动设备10b中，从时间点t32直至经过第二开始延迟时间tDLYb，即直至时间点t36，启动延迟信号Sdly保持在低电平。这里，能够将第二启动延迟时间tDLYb预先设置为第一启动延迟时间tDLYa与多个LED的点亮时间tPS的六倍之和的长度(＝tDLYa+6×tPS)。利用这样的设置，当开关驱动设备10a完成开关驱动序列时，开关驱动设备10b开始开关驱动序列。更具体地，在发光二极管LED1至LED6全部点亮之后，从经过了另一照明转换时间tPS的时间点开始，即从时间点t36开始，在开关驱动设备10b中，在每预定的照明过渡时间tPS顺次地接通发光二极管LED7至LED12。
如上所述，利用适当设置启动延迟时间tDLYa和tDLYb的结构，使得开关驱动设备10a进行的开关驱动序列结束时，开关驱动设备10b进行的开关驱动序列开始，能够实现发光元件阵列30a和30b的顺序照明控制，而不需要开关驱动设备10a和10b的多级连接。因此，例如同样在图9A至图9C所示的使用的模式中，不需要在开关驱动设备10a和10b之间布置线束。
<SEL端子>
图11是示出SEL端子电压与被点亮的发光元件的数量之间的关系的表。逻辑电路120根据多个SEL端子电压(这里，SEL1端子电压、SEL2端子电压和SEL3端子电压)的组合来判断从外部装配到CH0至CH8端子的发光二极管的数量。
当SEL1＝SEL2＝SEL3＝GND时，逻辑电路120识别出八个发光二极管LED1至LED8从外部装配在CH0至CH8端子的每两个相邻端子之间。
当SEL1＝VREG并且SEL2＝SEL3＝GND时，逻辑电路120识别出七个发光二极管LED1至LED7从外部装配在CH0至CH7端子的每两个相邻端子之间，并且在通道端子之间的未使用间隔(CH7和CH8端子)被短路。
当SEL2＝VREG并且SEL1＝SEL3＝GND时，逻辑电路120识别出六个发光二极管LED1至LED6从外部装配在CH0至CH6端子的每两个相邻的端子之间，并且通道端子之间的未使用间隔(CH6至CH8端子的每两个相邻端子之间)被短路。
当SEL1＝SEL2＝VREG并且SEL3＝GND时，逻辑电路120识别出五个发光二极管LED1至LED5从外部装配在CH0至CH5端子的每两个相邻的端子之间，并且通道端子之间的未使用间隔(CH5至CH8端子的每两个相邻端子之间)各自被短路。
当SEL3＝VREG并且SEL1＝SEL2＝GND时，逻辑电路120识别出四个发光二极管LED1至LED4从外部装配在CH0至CH5端子的每两个相邻的端子之间，并且通道端子之间的未使用间隔(CH4至CH8端子的每两个相邻端子之间)各自被短路。
当SEL1＝SEL3＝VREG并且SEL2＝GND时，逻辑电路120识别出三个发光二极管LED1至LED3从外部装配在CH0至CH4端子的每两个相邻的端子之间，并且通道端子之间的未使用间隔(CH3至CH8端子中的每两个相邻端子)各自被短路。
当SEL2＝SEL3＝VREG并且SEL1＝GND时，逻辑电路120识别出两个发光二极管LED1至LED2从外部装配在CH0至CH3端子的每两个相邻的端子之间，并且通道端子之间的未使用的间隔(CH2-CH8端子的每两个相邻端子之间)被短路。
当SEL1＝SEL2＝SEL3＝VREG时，逻辑电路120识别出一个发光二极管LED1从外部装配在CH0和CH1端子之间，并且通道端子之间的未使用间隔(CH1至CH8端子的每两个相邻端子之间)各自被短路。
如上所述，通过使用三通道的SEL1至SEL3端子，可以从八个不同数量的发光二极管中选择一个，因此能够灵活地应对各种用户要求(在发光设备1中需要不同数量的发光元件)。尽管所示示例涉及从接地侧使用不同通道的配置，但也能够从发光元件驱动设备20侧使用通道。
图12A和图12B是各自示出使用多个SEL端子(SEL1至SEL3端子)来设置被点亮元件的数量的示例的应用示意图。
在图12A中，发光二极管LED1至LED8连接在CH0至CH8端子的每两个相邻的端子之间。因此，为了使得逻辑电路120识别出点亮的发光元件的成员为“八”，SEL1至SEL3端子全部连接到接地端子(参见图11的第1行)。在这种情况下，逻辑电路120接通所有发光二极管LED1至LED8，然后将CMPLT端子电压升高至高电平。逻辑电路120还指示开路/短路检测器230将CH0至CH8端子中的每两个相邻端子之间的所有间隔作为监视对象。
在图12B中，发光二极管LED1至LED4连接在CH0至CH4端子的每两个相邻端子之间，并且通道端子之间的未使用间隔(CH4至CH8端子的每两个相邻端子)均被短路。因此，为了使得逻辑电路120识别点亮的发光元件的成员为“四”，SEL1和SEL2端子连接到接地端子，并且SEL3端子连接到VREG端子(参见图11的第5行)。在这种情况下，逻辑电路120接通发光二极管LED1到LED4，然后将CMPLT端子电压升高到高电平。逻辑电路120还指示开路/短路检测器230将CH0至CH4端子中的每两个相邻的端子之间的间隔作为监视目标，并且从监视目标排除CH4至CH8端子中每两个相邻端子的间隔。
如上所述，基于使用多个SET端子(SEL1至SEL3端子)来设置点亮的元件的数量，当检查完成开关驱动序列时，逻辑电路120切换待忽略的通道，并且对于每个通道切换是否屏蔽开路/短路检测功能。
<全亮模式(危险模式)>
图13A至图13C是示出发光二极管LED1至LED8的全亮模式的时序图，每个图中从上到下示出CMPLT端子电压和发光二极管LED*(其中*＝8,7，...，2,1)的点亮/熄灭状态(H：点亮；L：熄灭)。
图13A示出顺序照明模式(正常模式)中的行为，其中根据前述的开关驱动序列，顺次驱动开关元件SW1至SW8，使得每个预定的照明转换时间tPS依次点亮发光二极管LED1至LED8。在顺序照明模式中，发光二极管LED1至LED8例如根据车辆X转向的方向依次点亮。有利地，这允许乘客和其他车辆容易直观识别车辆X的行驶方向。考虑到这个优点，当车辆X右转或左转或者改变车道(当操作转向杆以接通电源开关3时)，能够将顺序照明模式称为适合的操作模式。
另一方面，图13B示出全亮模式(危险模式)中的行为，其中所有开关元件SW1至SW8同时断开使得发光二极管LED1至LED8同时点亮。例如，当车辆X进行紧急停止或紧急减速时(当危险按钮被按下以使电源开关4接通时)，为了向其他车辆指示紧急性，优选立即点亮所有发光二极管LED1到LED8。
然而，完全同时断开开关元件SW1至SW8并且完全同时点亮发光二极管LED1至LED8，使得电荷泵220和发光元件驱动设备20的负载突然变化，这可能不稳定化它们的操作。
为了避免这种情况，如图13C所示(以放大尺寸示出在图13B中以虚线包围的区域的时序图)，逻辑电路120不完全同时接通发光二极管LED1至LED8，而是每预定的高速照明转换时间tPSH(＜＜tPS)接通它们。因此，在顺序照明模式和全亮模式之间，开关驱动序列本身是完全相同的，唯一的区别是操作频率。高速照明转换时间tPSH能够设置在几百微秒。
如上所述，通过以在视觉上不被人眼识别的高速度对发光二极管LED1-LED8进行顺序照明控制，能够在明显同时点亮发光二极管LED1至LED8时抑制负载的突然变化。然而，在不需要考虑负载变化的情况下(例如，在电荷泵220和发光元件驱动设备20具有足够的输出容量的情况下)，在全亮模式中,可以完全同时点亮所有发光二极管LED1至LED8。
通过使用选择器210来实现顺序照明模式和全亮模式之间的切换。如前所述，当HAZ端子电压处于低电平时，另外第一异常检测信号Swdt1和第二异常检测信号Swdt2都处于与异常不存在对应的逻辑电平(例如，高电平)时，选择器210选择性地将可变时钟信号CLK馈送到逻辑电路120。该输出状态与选择顺序照明模式的状态对应。在这种状态下，逻辑电路120与可变时钟信号CLK同步地执行开关驱动序列。因此，根据可变时钟信号CLK，每照明转换时间tPS(例如，50ms)依次点亮发光二极管LED1至LED8。
另一方面，当HAZ端子电压为高电平时，或者当第一异常检测信号Swdt1和第二异常检测信号Swdt2中的至少一个处于与异常存在对应的逻辑电平(例如，低电平)时，选择器210选择性地将内部时钟信号INTCLK馈送到逻辑电路120。该输出状态与选择全亮模式的状态对应。在这种状态下，逻辑电路120与频率高于可变时钟信号CLK的内部时钟信号INTCLK同步地执行开关驱动序列。因此，根据内部时钟信号INTCLK，每高速照明转换时间tPSH(数百微秒)依次点亮发光二极管LED1至LED8。因此，当从设备外部接收到危险信号时，或者当检测到开关驱动序列的异常时，工作在前述全亮模式的逻辑电路120同时断开全亮模式中的开关元件SW1至SW8，从而同时点亮发光二极管LED1至LED8。
在该配置示例的发光设备1中，利用驱动电荷泵220的内部时钟信号INTCLK来加速全光模式下的开关驱动序列。因此，不需要添加专用振荡器来抑制全光模式下的负载的突然变化，并且这有助于节省发光设备1的电路规模的不必要的增加。
图14A至图14C是示出HAZ端子的连接变型的应用示意图。图14A示出如下配置：如较早参考的图1，将电源开关3和4并联连接在发光设备1和电池2之间。当按下危险按钮并且接通电源开关4时，HAZ端子电压变为高电平，并且发光设备1在全亮模式下点亮。利用这种配置，在发光设备1和电池2之间需要两根电源线L1和L2。
图14B示出省略电源开关4、二极管D2和D3、以及电源线L2而是将信号线L3从控制器5连接到HAZ端子的配置。利用这种配置，当操作转向杆和按下危险按钮两者都发生时，控制器5将电源开关3接通。此外，当由于危险按钮被按下而接通电源开关3时，控制器5将HAZ端子保持在高电平，否则控制器5将HAZ端子保持在低电平。利用这种配置，与图14中的配置相比能够减少部件数量。
在不使用上述全亮模式的情况下，如图14C中所示，能够将HAZ端子连接到接地端子。
<看门狗计时器>
图15A和图15B是各自示出看门狗计时器的操作的示例的时序图。图15A示出第一看门狗计时器190的操作的一个示例，从上到下示出UVLO信号Suvlo、可变时钟信号CLK、以及第一异常检测信号Swdt1。图15B示出第二看门狗计时器200的操作的一个示例，从上到下示出UVLO信号Suvlo、启动延迟信号Sdly、以及第二异常检测信号Swdt2。
一旦从外部装配到SETCLK端子的电容器C4之间被短路，即使欠压状态消失并且UVLO信号上升至高电平，SETCLK端子电压继续保持在接地电平。因此，可变时钟信号CLK中不再出现脉冲，因此逻辑电路120无法启动开关驱动序列。
同样，一旦从外部装配到SETDLY端子的电容器C3之间被短路，即使当欠压状态消失并且UVLO信号Suvlo上升到高电平时，SETDLY端子电压继续保持在接地电平。因此，启动延迟信号Sdly不会上升到高电平，因此逻辑电路120不能启动开关驱动序列。
如上所述，一旦电容器C3和C4中的至少一个被短路，则开关驱动设备10不再工作，因此发光二极管LED1至LED8保持熄灭。在这种状态下，即使驾驶员操作转向杆或危险按钮，发光设备1(转向灯)也不亮，这是非常危险的状态。
为了避免这种情况，第一看门狗定时器190监视可变时钟信号CLK以生成第一异常检测信号Swdt1。更具体地说，如果在UVLO信号Suvlo上升到高电平之后，经过预定的异常检测周期T1而在可变时钟信号CLK中没有生成脉冲时，或者如果可变时钟信号CLK的脉冲周期T2不在预定的正常范围，则第一看门狗定时器190判定SETCLK端子异常，并将第一异常检测信号Swdt1切换到与异常存在对应的逻辑电平(例如，低电平)。
另一方面，第二看门狗定时器200监视启动延迟信号Sdly以生成第二异常检测信号Swdt2。更具体地，如果在UVLO信号Suvlo上升到高电平之后，经过预定的异常检测周期T3同时启动延迟信号Sdly保持在低电平，则第二看门狗定时器200判断SETDLY端子异常，并且切换第二异常检测信号Swdt2切换到与异常存在对应的逻辑电平(例如，低电平)。
响应于第一异常检测信号Swdt1和第二异常检测信号Swdt2中的至少一个切换到与异常存在对应的逻辑电平，选择器210进入其选择性地将内部时钟信号INTCLK馈送到逻辑电路120的状态。利用该配置，逻辑电路120能够与内部时钟信号INTCLK同步地在全亮模式下执行开关驱动序列。
此外，响应于第一异常检测信号Swdt1和第二异常检测信号Swdt2中的至少一个切换到与异常存在对应的逻辑电平，选择器210将FAIL端子电压切换到与异常存在对应的逻辑电平(例如，低电平)。例如该配置，能够从外部控制器5掌握开关驱动设备10中的异常，能够向驾驶者通知。
通过实现上述看门狗定时器功能，能够提供符合FMEA(故障模式和效果分析)标准等的高安全性车辆X。
尽管所示示例涉及将可变时钟信号CLK和启动延迟信号Sdly作为监视目标的配置，但这并不意味着限制第一看门狗定时器190和第二看门狗定时器200的监视目标；而是可以将SETCLK端子电压和SETDLY端子电压作为监视对象。
<概要>
如上所述，将开关驱动设备10配置为使得在实现顺序照明的相对简单的功能中，基本照明模式是固定的，能够利用几个外部安装元件(电阻器，电容器等)任意设置用户只需要调整的那些参数。利用这种配置，能够大致类似于传统实践地执行顺序照明而不需要微处理器的控制，因此可以简化设置设计，减少部件数量，减少电路板面积，减少成本高，实现效率高，稳定设置操作等。
<应用>
发光设备1能够适用于例如如图16A和图16B所示，前灯(按需要，包括远光束灯、近光束灯、小灯、雾灯等中的任何一个)X11，日间行车灯(DRL)X12、尾灯(根据需要包括小灯，后灯等的任何一个)X13，刹车灯X14、转向灯X15等。特别地，如上所述，开关驱动设备10适合作为顺次类型的转向灯X15。
先前描述的开关驱动设备10和发光元件驱动设备20以及作为驱动目标的发光元件阵列30可以以车载灯模块(诸如图17A中的前灯模块Y10、图17B中的转向灯模块Y30、以及图17C中的尾灯模块Y30)的形式来提供，或者可以以独立于发光元件阵列20的单个IC的形式来提供。
<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EL(有机电致发光)元件用作发光元件。
也就是，在此公开的各种技术特征可以通过上述实施方式具体描述以外的任何其它方式来实现，并且允许在本发明的技术创新的范围内的许多修改。也就是说，上述实施例应当被认为是在各个方面是说明性的而不是限制性的，并且本发明的技术范围应当被理解为不是通过上面给出的实施例的描述而是由所附权利要求书限定，并且包含与权利要求书等同意义和范围的任何修改。
工业可应用性
在此公开的发明适用于具有顺序照明功能的车载发光设备(或它们中使用的开关驱动序列)。
附图标记的说明
1,1a,1b 发光设备(转向灯模块)
2 电池
3,4 电源开关
5 控制器
10,10a,10b 开关驱动电路(矩阵开关驱动IC)
20 发光元件驱动设备(LED驱动IC)
30,30a,30b 发光元件阵列(LED串)
100 开关电路
110 驱动电路
120 逻辑电路
130 内部调节器
140 UVLO电路
150 电流设置器
160 振荡器
170 频率设置器
180 启动延迟电路
171,181 电流源
172,182 开关
173,183 N沟道MOS场效应晶体管
174,184 比较器
185 D触发器
186 滤波器
190 第一看门狗计时器
200 第二看门狗计时器
210 选择器
220 充电泵
230 开路/短路检测器
LED1至LED12 发光元件(发光二极管)
R1至R5 电阻器
C1至C9 电容器
D1至D3 二极管
SW1至SW8 开关元件
DRV1至DRV8 驱动器
L1，L2 电源线
L3 信号线
X，X10 车辆
X11 前灯
X12 日间行车灯(DRL)光源
X13 尾灯
X14 刹车灯
X15 转向灯
Y10 前灯模块
Y20 转向灯模块
Y30 后灯模块

Claims (16)

1.一种开关驱动设备，包括：
分别与车载发光设备中包括的多个发光元件并联连接的多个通道的开关元件；以及
逻辑电路，其用于响应于电力开始被提供到所述设备，自动启动开关驱动序列，从而以预定模式顺次地切换所述开关元件的接通/断开状态。
2.根据权利要求1所述的开关驱动设备，进一步包括：
启动延迟电路，其用于通过利用外部装配元件来设置所述开关驱动序列的启动延迟时间。
3.根据权利要求1或2所述的开关驱动设备，其中
所述逻辑电路用于在启动所述开关驱动序列之前，在每个开关元件的不稳定操作期间到期之后，向所述设备外部的发光元件驱动设备输出针对每个发光元件的电流提供启动触发。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的开关驱动设备，进一步包括：
频率设置器，其用于通过利用外部装配元件来设置所述开关驱动序列的操作频率。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的开关驱动设备，其中
所述逻辑电路用于在完成所述开关驱动序列之后，向另一开关驱动设备输出暂停取消触发。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的开关驱动设备，其中
所述逻辑电路用于根据外部端子处的电压来识别点亮的发光元件的数量。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的开关驱动设备，其中
所述逻辑电路用于操作不仅
在顺序照明模式下，其中所述逻辑电路根据所述开关驱动序列来顺次驱动所述开关元件，而且
在全亮模式下，其中所述逻辑电路同时断开所有的开关元件。
8.根据权利要求7所述的开关驱动设备，其中
所述逻辑电路用于，
在所述顺序照明模式下，与第一时钟信号同步执行所述开关驱动序列，并且
在所述全亮模式下，与频率高于所述第一时钟信号的第二时钟信号同步地执行所述开关驱动序列。
9.根据权利要求8所述的开关驱动设备，进一步包括：
驱动电路，其用于分别驱动多个开关元件；
充电泵，其用于向所述驱动电路提供升压电压；以及
振荡器，其用于生成所述充电泵操作所需的内部时钟信号，其中
将所述内部时钟信号用作所述第二时钟信号。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的开关驱动设备，其中
所述逻辑电路用于，当从设备外部馈送危险信号或者当检测到所述开关驱动序列中的异常时，以全亮模式同时断开所有的开关元件。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的开关驱动设备，进一步包括：
看门狗定时器，其用于监视开关驱动序列的操作频率或启动延迟时间中的异常。
12.一种发光设备，包括：
多个发光元件；
发光元件驱动设备，其用于针对每个发光元件生成驱动电流；以及
根据权利要求1至11中的任一项所述的开关驱动设备。
13.根据权利要求12所述的发光设备，其中
所述多个发光元件各自是发光二极管或有机电致发光元件。
14.根据权利要求12或13所述的发光设备，其中
所述发光设备被安装在车辆上，作为前灯模块、转向灯模块、或者后灯模块。
15.一种车辆，包括：
根据权利要求12至14中的任一项所述的发光设备。
16.根据权利要求15所述的车辆，其中
将所述发光设备用作前灯、日间行车灯、尾灯、刹车灯以及转向灯中的至少一个。
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