CN111148316B

CN111148316B - 车灯和发光电路

Info

Publication number: CN111148316B
Application number: CN201910976550.XA
Authority: CN
Inventors: 市川知幸
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2022-06-28
Anticipated expiration: 2039-10-15
Also published as: JP7183012B2; JP2020064836A; CN111148316A

Abstract

本发明涉及一种车灯和发光电路。半导体光源(110；110_1；110_2)的发光电路包括调光电路(240；240A；240B；240C)和恒流电路(220；220E)。调光电路(240；240A；240B；240C)配置成产生脉冲状的调光信号，所述调光信号具有与输入的脉冲信号对应的占空比并且在每个脉冲中都有至少一个边缘是平滑的。恒流电路(220；220E)包括线性调节器(210；210E；210F)。恒流电路(220；220E)配置成将流入到半导体光源(110；110_1；110_2)中的灯电流稳定为与所述调光信号对应的目标量。

Description

车灯和发光电路

技术领域

本发明涉及一种用于汽车等的车灯(车辆用灯具)和发光电路。

背景技术

在灯具领域中，调光是重要的功能之一。近年来，灯具采用诸如发光二极管(LED)的半导体光源。通常有两种用于半导体光源的调光的方法：模拟调光(线性调光)方法；以及脉宽调制(PWM)调光方法。模拟调光方法用于调节流入半导体光源中的驱动电流的直流电平。PWM调光方法用于通过切换流入半导体光源中的电流以调节接通(ON)时段/期间的比率来调节驱动电流的平均电平。

用于半导体光源的发光电路有两种类型：使用DC(直流)-DC转换器的发光电路；以及使用线性调节器(串列调节器)的发光电路。前者效率高，但成本高。因此，对于需要降低成本的灯具，采用线性调节器。

图1是包括线性调节器(串列调节器)的灯具的框图。灯具100R包括光源110和发光电路200R。光源110包括一个或多个发光元件112。发光电路200R从电池接收电源电压V_DD，并且使流入光源110中的驱动电流(灯电流)I_LAMP稳定为与目标亮度对应的电流量。发光电路200R包括线性调节器210和用于PWM调光的开关SW。

线性调节器210包括输出晶体管212、电阻(器)R1和误差放大器(运算放大器)214，以将灯电流I_LAMP稳定为相对于基准电压V_ADIM线性变化的电流量I_REF。

I_REF＝(V_DD-V_ADIM)/R (1)

开关SW设置在输出晶体管212的栅极和电源线102之间(或栅极和源极之间)。在将开关SW设定为断开(OFF)时，用式(1)表示的目标量I_REF的灯电流I_LAMP流过，并且光源110点亮(点亮时段)。在开关SW被设定为接通(ON)时，输出晶体管212被设定为断开。结果，灯电流I_LAMP变为零，并且光源110熄灭(熄灭时段)。

当开关SW响应于用于PWM调光的控制信号S_PWM而以预定的PWM周期切换时，交替地产生点亮时段和熄灭时段。因此，当控制信号S_PWM的占空比改变时，流入光源110中的灯电流I_LAMP的平均量改变，这导致光源110的有效亮度的改变。

图2是图1的灯具100R的动作波形图。当在时刻t0输入电源电压V_DD时，发光电路200R起动。在从t0到t1期间，PWM信号S_PWM的占空比为100％(即固定为高电平)，使得灯电流I_LAMP稳定为目标量I_REF。

在时刻t1之后，为了使光源110减光(变暗)，将PWM调光(也称为PWM减光)设定为接通(ON)。具体地，PWM信号S_PWM的占空比d下降(在本例中下降了50％)。因此，灯电流I_LAMP在点亮时段TON期间为I_REF，在熄灭时段TOFF期间为0A，而平均灯电流I_LAMP通过I_LAMP(AVE)＝I_REF×d来限定。

当在时刻t2电源电压V_DD切断时，发光电路200R停止，并且灯电流I_LAMP变为零。

发明内容

包括线性调节器的灯具100R具有电磁噪声比使用DC-DC转换器的灯具少的优点。然而，当如上所述执行PWM调光时，灯电流I_LAMP发生切换，这导致电磁噪声的产生。

本发明提供了一种车灯和一种发光电路，它们能够减少电磁噪声或容易应对电磁噪声。

根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路包括调光电路和恒流电路。所述调光电路配置成产生脉冲状的调光信号，所述调光信号具有与输入的脉冲信号对应的占空比并且在每个脉冲中都有至少一个边缘(边沿)是平滑的(钝化的，softened)。所述恒流电路包括线性调节器。所述恒流电路配置成将流入到所述半导体光源中的灯电流稳定为与所述调光信号对应的目标量。

灯电流具有基于调光信号的波形而改变的波形。因此，根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路可以通过使调光信号的波形平滑化来抑制灯电流的急剧变化。这使得可以减少电磁噪声或易于应对电磁噪声。

在根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路中，所述调光电路可以包括电容器和充放电电路，所述充放电电路配置成按照所述脉冲信号来对所述电容器进行充放电。所述调光信号可以配置成与所述电容器的电压相对应。通过限制充电速度和放电速度中的至少一者，根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路能够产生具有平滑边缘的调光信号。

在根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路中，所述充放电电路可以包括第一开关、第一电阻和第二开关。所述第一开关和所述第一电阻可以串列地设置在所述电容器的一端和基准电压线之间。所述第二开关可以设置在所述电容器的所述一端和接地线之间。所述第一开关和所述第二开关可以配置成按照所述脉冲信号执行互补切换。根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路能够按照第一电阻的电阻值来使调光信号的上升沿(正沿)变得平滑。

在根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路中，所述充放电电路还可以包括与所述第二开关串列地设置在所述电容器的所述一端和所述接地线之间的第二电阻。根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路可以按照第二电阻的电阻值来使调光信号的下降沿(负沿)变得平滑。

在根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路中，所述充放电电路可以包括第一开关、第二开关和第二电阻。所述第一开关可以设置在所述电容器的一端和基准电压线之间。所述第二开关和所述第二电阻可以串列地设置在所述电容器的所述一端和接地线之间。所述第一开关和所述第二开关可以配置成按照所述脉冲信号执行互补切换。根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路可以按照第二电阻的电阻值来使调光信号的下降沿变得平滑。

在根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路中，所述充放电电路可以包括第一电流源和第二电流源，所述第一电流源设置在所述电容器的一端和基准电压线之间，所述第二电流源设置在所述电容器的所述一端和接地线之间。所述第一电流源和所述第二电流源可以配置成按照所述脉冲信号互补地被设定为接通(ON)。根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路能够通过降低第一电流源和第二电流源中的至少一者的电流供给能力(增大输出阻抗)来使调光信号的波形变得平滑。

在根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路中，所述充放电电路可以包括驱动器和电阻。所述驱动器可以配置成按照所述脉冲信号输出高电压和低电压。所述电阻可以设置在所述驱动器的输出和所述电容器的一端之间。根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路可以通过由电阻和电容器形成的低通滤波器来使驱动器的输出信号变得平滑。

在根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路中，所述发光电路还可以包括第三开关，所述第三开关设置在电源线和接接地线中的一者与所述线性调节器的输出晶体管的栅极之间。在根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路中，当第三开关被设定为接通时，即使线性调节器的运算放大器具有偏移电压，也能够可靠地切断灯电流。

根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路可以包括脉冲发生器，所述脉冲发生器配置成接收指示所述半导体光源的亮度的控制信号并产生具有与所述控制信号对应的占空比的所述脉冲信号。

在根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路中，所述半导体光源可以包括第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源各自的阳极侧和阴极侧中的一者共同连接。所述发光电路还可以包括与所述第一光源串列设置的第一串列开关和与所述第二光源串列设置的第二串列开关。

在根据本发明的第一方面的半导体光源的发光电路中，所述发光电路可以被包括在包括半导体光源的车灯中。

根据本发明第二方面的车灯包括半导体光源、调光电路和恒流电路。所述调光电路配置成接收指示所述半导体光源的亮度的控制信号并产生脉冲状的调光信号。所述调光信号具有与所述控制信号对应的占空比并且在每个脉冲中都有至少一个边缘是平滑的。所述恒流电路包括线性调节器。所述恒流电路配置成将流入到所述半导体光源中的灯电流稳定为与所述调光信号对应的目标量。

根据本发明的第三方面的车灯包括第一光源、第一串列开关、第二光源、第二串列开关、第一输入端子、第二输入端子、脉冲发生器、调光电路和恒流电路。所述第一光源和所述第一串列开关串列地设置在第一路径上。所述第二光源和所述第二串列开关串列地设置在与所述第一路径并列的第二路径上。所述第一输入端子配置成接收在所述第一光源要点亮时变得有效的第一输入电压。所述第二输入端子配置成接收在所述第二光源要点亮时变得有效的第二输入电压。所述脉冲发生器配置成产生在所述第一输入电压有效时具有第一占空比且在所述第一输入电压无效时具有第二占空比的脉冲信号。所述调光电路配置成产生脉冲状的调光信号，所述调光信号具有与所述脉冲信号对应的占空比并且在每个脉冲中都有至少一个边缘是平滑的。所述恒流电路配置成将流入到包含所述第一路径和所述第二路径的光源中的灯电流稳定为与所述调光信号对应的目标量。

在根据本发明的第三方面的车灯中，所述第二输入电压可以是在所述第二输入电压有效时交替地重复高和低的信号。所述第二串列开关可以被控制成按照所述第二输入电压而被设定为接通和断开。所述第一串列开关可以配置成在所述第一输入电压有效且所述第二输入电压无效时被设定为接通。

根据本发明的第三方面的车灯可以包括开关控制器，所述开关控制器配置成使得所述第一串列开关在所述第二输入电压有效时被固定地设定为断开。所述第二输入电压可以是在所述第二输入电压有效时交替地重复高和低的信号。

包括所公开的各构成要素的任意组合或者包括本发明的在各种方法、设备和系统之间相互交换的各构成要素或表示的各方面也可以有效作为本发明的各方面。

本发明的第一至第三方面可以抑制电磁噪声，或者容易地应对电磁噪声。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是包括线性调节器的灯具的框图；

图2是图1中的灯具的动作波形图；

图3是包括根据第一实施例的灯具的灯具系统的框图；

图4是图3中的灯具的动作波形图；

图5A是调光电路的构型例的电路图；

图5B是调光电路的构型例的电路图；

图6是图5B中的调光电路的动作波形图；

图7A是示出调光电路的另一构型例的电路图；

图7B是示出调光电路的另一构型例的电路图；

图8是根据本发明的第二实施例的灯具系统的框图；

图9A是LED插座的外观的透视图；

图9B是LED插座的正视图；

图9C是LED插座的俯视图；

图9D是LED插座的底视图；

图10是包括根据第三实施例的灯具的灯具系统的框图；

图11是图10中的灯具系统的动作波形图；

图12是包括根据第四实施例的灯具的灯具系统的框图；

图13是图12中的灯具系统的动作波形图；

图14是包括根据第五实施例的灯具的灯具系统的框图；

图15是图14中的灯具系统的动作波形图；

图16是根据第一改型的灯具的电路图；以及

图17是根据第二改型的发光电路的局部电路图。

具体实施方式

下面将参照附图基于优选实施例描述本发明。附图中所示的相同或相似的构成元件、部件和过程将由相同的附图标记表示，并且将适当地省略其冗余描述。实施例仅仅是例述性的，并非旨在限制本发明。实施例中描述的所有特征或其组合对于本发明不是必需的。

在本说明书中，用语“构件A与构件B连接的状态”不限于指构件A和构件B物理地且直接地连接的状态。该用语还指构件A和构件B通过其它构件间接地连接的状态，所述其它构件对构件A和构件B的电连接状态没有实质性影响，或者不损害构件通过构件A和构件B的联接所表现出的功能或效果。

类似地，用语“构件C设置在构件A和构件B之间的状态”不限于指构件A和构件C或构件B和构件C直接连接的状态。该用语还指构件A和构件C或构件B和构件C通过其它构件间接地连接的状态，所述其它构件对构件A和构件C或构件B和构件C的电连接状态没有实质性影响，或者不损害通过其联接所表现出的功能或效果。

在本说明书中，附在电信号(例如电压信号和电流信号)或电路元件(例如电阻和电容器)上的参考标号用于按需指示相应的电压值和电流值，或电阻值和电容值。

第一实施例

图3是包括根据第一实施例的灯具100的灯具系统2的框图。灯具系统2包括电池4、开关6和电子控制单元(ECU)8。灯具100具有电源端子V_DD，该电源端子V_DD经由开关6从电池4接收电源电压V_DD的供给。按照灯具100的通断指令来控制开关6。

灯具100包括光源110和发光电路200。光源110包括串列连接的多个发光元件112。尽管LED适合作为发光元件112，但是也可以使用其它半导体发光元件，例如激光二极管(LD)和有机电致发光(EL)元件。

发光电路200将驱动电流(灯电流)I_LAMP提供给光源110，并且控制灯电流I_LAMP以调节光源110的亮度。

发光电路200包括恒流电路220和调光电路240。恒流电路220包括线性调节器210，以将流入到光源110中的灯电流I_LAMP稳定为与调光信号V_ADIM对应的目标量I_REF。

线性调节器210包括电阻R1、输出晶体管212和误差放大器(运算放大器)214。当将输入到误差放大器214的非反转输入端子(+)中的电压定义为V_ADIM'时，灯电流I_LAMP的目标量I_REF由式(2)给出：

I_REF＝(V_DD-V_ADIM')/R1 (2)

恒流电路220包括V-I转换器230和电阻R3，以及线性调节器210。V-I转换器230将调光信号V_ADIM转换为与调光信号V_ADIM成比例的电流I_ADIM。当将转换增益(电导)定义为k时，电流I_ADIM由式(3)表示：

I_ADIM＝k×V_ADIM (3)

尽管对V-I转换器230的构型没有特别限制，但是图3的V-I转换器230包括晶体管232、电阻R2和运算放大器234。在这种情况下，转换增益k由式(4)表示：

k＝1/R2(4)

连接V-I转换器230和电阻R3的节点处的电压V_ADIM'由式(5)表示：

V_ADIM'＝V_DD-R3×I_ADIM (5)

将式(3)、(4)代入式(5)以获得式(6)：

V_ADIM'＝V_DD-R3×k×V_ADIM＝V_DD-R3/R2×V_ADIM (6)

当将式(6)代入式(2)时，可以如式(7)所示获得恒流电路220的输入-输出特性：

I_REF＝R3/(R1·R2)×V_ADIM (7)

灯具100的调光端子PWM接收由ECU 8产生的用于PWM调光的脉冲信号S_PWM。脉冲信号S_PWM具有与光源110的目标亮度(减光率)对应的占空比d。

脉冲信号S_PWM被提供给调光电路240。具有与脉冲信号S_PWM对应的占空比d的调光电路240产生调光信号V_ADIM，该调光信号V_ADIM在每个脉冲中都有至少一个边缘是平滑的。

灯具100的构型为如上所述。现在给出对灯具100的动作的描述。图4是图3中的灯具100的动作波形图。当电源电压V_DD被提供给灯具100时，在时刻t0，开关6被设定为接通，并且发光电路200起动。在从时刻t0到t1期间，PWM信号S_PWM的占空比为100％(即，固定为高电平)。模拟调光信号V_ADIM用作DC信号，并且灯电流I_LAMP被稳定为目标量I_REF。

在时刻t1之后，PWM信号S_PWM的占空比d被设定为50％，以使光源110减光。调光电路240基于PWM信号S_PWM产生模拟调光信号V_ADIM。尽管模拟调光信号V_ADIM的边缘是平滑的(在本例中，上升沿和下降沿两者都是平滑的)，但是模拟调光信号V_ADIM具有与PWM信号S_PWM相同的占空比d。结果，在恒流电路220中产生的灯电流I_LAMP也具有平滑的波形。

当在时刻t2开关6断开并且切断电源电压V_DD时，发光电路200停止，并且灯电流I_LAMP变为零。

灯具100的动作为如上所述。灯电流I_LAMP具有基于调光信号V_ADIM的波形而变化的波形。因此，可以通过使调光信号V_ADIM的波形平滑化来抑制灯电流I_LAMP的急剧变化。这使得可以减少电磁噪声或易于应对电磁噪声。

现在给出对调光电路240的一些构型例的描述。

图5A和5B是示出调光电路240(240A)的构型例的电路图。图5A的调光电路240A包括电容器C11和充放电电路242。电容器C11的一端接地，另一端与充放电电路242的输出连接。充放电电路242按照脉冲信号S_PWM对电容器C11进行充放电。调光信号V_ADIM与电容器C11中产生的电压V_C11相对应。

例如，充放电电路242包括被设计为具有有意地高的输出阻抗Ro的缓冲器(或逆变器)。在缓冲器(逆变器)的最后一级，存在接收基准电压V_REF的电源端子。基准电压V_REF限定电容器C11的电压V_C11的高电平。可以通过改变基准电压V_REF来实现模拟调光。

图5B是图5A的调光电路240A的具体构型例。充放电电路242是包括两个串列连接的逆变器244、246的缓冲器。前一个逆变器244从逻辑上将脉冲信号S_PWM反转。后一个逆变器246具有接收基准电压V_REF的电源端子242A。在逆变器246的电源端子242A和输出端子242B之间，串列地设置有PMOS晶体管(高侧晶体管)M11和电阻Ro1。PMOS晶体管(高侧晶体管)M11可以被视为第一开关，而电阻Ro1可以被视为第一电阻。在逆变器246的接地端子242C和输出端子242B之间，串列地设置有NMOS晶体管(低侧晶体管)M12和电阻Ro2。NMOS晶体管(低侧晶体管)M12可以被视为第二开关，而电阻Ro2可以被视为第二电阻。

图6是图5B中的调光电路240A的动作波形图。逆变器244将脉冲信号S_PWM反转以产生反转脉冲信号

符号

表示逻辑反转，在图中表示为条形。电容器C11以由其容量和电阻Ro1限定的时间常数来充电，并以由电阻Ro2限定的时间常数来放电。结果，电容器C11的电压V_C11(亦即调光信号V_ADIM)具有平滑的脉冲信号S_PWM的波形。

在本例中，调光信号V_ADIM的上升沿和下降沿两者均是平滑的。但是，也可仅边缘之一被平滑化。在这种情况下，可以省略电阻Ro1、Ro2之一。

图5B中的调光电路240A可以按照电阻Ro1、Ro2来设定电容器C11的充电速度和放电速度。可以通过减小晶体管M11、M12的尺寸而不是省略电阻Ro1、Ro2而利用接通电阻来降低充放电速度。

图7A和图7B是示出调光电路240的其它构型例(240B，240C)的电路图。图7A的调光电路240B包括缓冲器(或逆变器)250和低通滤波器252。缓冲器(或逆变器)250可以被视为驱动器。低通滤波器252包括电容器C21和电阻R21。调光信号V_ADIM获得缓冲器250的输出S_PWM'的被平滑化的波形。

图7B的调光电路240C包括电流源254、256和电容器C31。电流源254、256可以按照脉冲信号S_PWM而切换为接通和断开以执行互补切换。因此，电容器C31被交替地充放电。电容器C31具有电压VC31，该电压VC31以与由电流源254、256产生的电流I1、I2对应的斜率变化。因此，可以逐渐改变调光信号V_ADIM。

第二实施例

在第一实施例中，脉冲信号S_PWM由ECU 8产生。然而，不限于此，脉冲信号S_PWM可以在灯具100D内部产生。图8是根据本发明的第二实施例的灯具系统2D的框图。灯具100D具有控制端子CNT。ECU 8将控制信号S_CTRL提供给控制端子CNT，该控制信号S_CTRL指示光源110的亮度或发光模式。控制信号S_CTRL可以是模拟信号或可以是数字信号。

发光电路200D除了恒流电路220和调光电路240外还包括脉冲发生器260。脉冲发生器260产生具有与控制信号S_CTRL对应的占空比的脉冲信号S_PWM。调光电路240使由脉冲发生器260产生的脉冲信号S_PWM平滑化以产生调光信号V_ADIM。

与第一实施例中一样，第二实施例使得可以减少灯具系统2D的电磁噪声或易于应对电磁噪声。

现在描述灯具100的应用。例如，灯具100被实施为刹车灯、尾灯和转向信号灯。光源110可以是红色LED或琥珀色LED。灯具100的一个合适的方面是LED插座，其将光源110和发光电路200收纳在一个封装中。LED插座具有可与灯体分离的形状。

图9A至图9D示出了作为灯具100的示例的LED插座700。图9A是LED插座700的外观的透视图。图9B示出了LED插座700的正视图。图9C示出了LED插座700的俯视图。图9D示出了LED插座700的底视图。

外壳702具有可与未示出的灯体分离的形状。在外壳702的中央部分中，安装有多个发光元件706。发光元件706被透明盖704覆盖。发光电路200的部件被安装在基板710上。

发光元件706对应于图2或其它图中的发光元件112。四个发光元件706串列地连接以形成光源110。LED插座700的一个示例是既用作刹车灯又用作尾灯的灯具。在这种情况下，选择红色LED芯片作为发光元件706。当灯具作为刹车灯点亮时，发光元件706以相对大的占空比(例如，100％)点亮。当灯具作为尾灯点亮时，发光元件706以相对较小的占空比(例如5％至10％)点亮。

在外壳702的底面侧上，三个引脚721、722、723露出。引脚721通过开关接收第一输入电压V_IN1的供给，并且引脚722接收接地电压的供给。引脚723接收第二输入电压V_IN2的供给，该第二输入电压V_IN2在尾灯点亮时变高。引脚721至723贯穿外壳702的内部，并且引脚721至723的一端侧连接到基板710的配线图案。

在第二实施例中，第二输入电压V_IN2可以与控制信号S_CTRL相关联。因此，当第二输入电压V_IN2高时，发光电路200产生占空比相对较小的脉冲信号S_PWM，使得脉冲信号S_PWM的波形被平滑化以产生灯电流I_LAMP。

第三实施例

图10是包括根据第三实施例的灯具100G的灯具系统2G的框图。灯具100G包括功能不同的两个光源110_1、110_2，以及控制两个光源110_1、110_2的点亮和熄灭以及亮度的发光电路200G。

灯具100G具有第一输入端子IN1，该第一输入端子IN1接收第一输入电压V_IN1的供给，该第一输入电压V_IN1在第一光源110_1要点亮的期间变为有效(高电平)。灯具100G还具有第二输入端子IN2，该第二输入端子IN2接收第二输入电压V_IN2的供给，该第二输入电压V_IN2在光源110_2要点亮的期间变为有效(高电平)。在本实施例中，第一输入电压V_IN1和第二输入电压V_IN2不同时变为有效。例如，灯具系统2G包括开关6a、6b。当开关6a被设定为接通时，第一输入电压V_IN1变为有效。当开关6b被设定为接通时，第二输入电压V_IN2变为有效。

第一光源110_1的目标亮度低于第二光源110_2的目标亮度。因此，第一光源110_1中包括的发光元件112的数量(在本例中为一)小于第二光源110_2中包括的发光元件112的数量(在本例中为三)。为了以较小的亮度点亮第一光源110_1，恒流电路220在第一光源110_1点亮时以第一占空比执行PWM调光(减光)，并在第二光源110_2点亮时以大于第一占空比的第二占空比执行PWM调光(调光)。在下面的描述中，第二占空比被设定为100％。

发光电路200G除上述的恒流电路220、调光电路240和脉冲发生器260之外还包括第一串列开关SWa1和第二串列开关SWa2。如前所述，恒流电路220可以由线性调节器构成。然而，不限于此，恒流电路220也可以由DC-DC转换器构成。

第一串列开关SWa1与第一光源110_1串列地设置在第一路径上。第二串列开关SWa2与第二光源110_2串列地设置在与第一路径并列的第二路径上。在第一光源110_1的点亮时段期间，第一串列开关SWa1被设定为接通，而在第二光源110_2的点亮时段期间，第二串列开关SWa2被设定为接通。因此，可以基于第一输入电压V_IN1和第二输入电压V_IN2来控制第一串列开关SWa1和第二串列开关SWa2中每一者的电连接和断开(接通-断开)。

脉冲发生器260产生脉冲信号S_PWM，该脉冲信号S_PWM在第一输入电压V_IN1有效时具有第一占空比，而在第一输入电压V_IN1无效时具有第二占空比。脉冲发生器260接收第一输入电压V_IN1作为图8的控制信号S_CTRL，并基于第一输入电压V_IN1来选择脉冲信号S_PWM的占空比。

调光电路240和恒流电路220的构型和动作为如上所述。发光电路200G配置成使得第一输入电压V_IN1和第二输入电压V_IN2用作电源电压V_DD。例如，发光电路200G可以包括二极管或(OR)电路270，以选择第一输入电压V_IN1和第二输入电压V_IN2之中较高的电压作为电源电压V_DD。

当在第一光源110_1点亮时脉冲信号S_PWM具有小于100％的第一占空比时，调光信号V_ADIM具有脉冲形式，并且在每个脉冲中上升沿和下降沿中的至少一者都是平滑的。当在第二光源110_2点亮时脉冲信号S_PWM具有100％的占空比时，调光信号V_ADIM变为直流信号。因此，驱动电流I_LED也变为直流信号。

灯具100G的构型为如上所述。现在描述灯具100G的动作。图11是图10中的灯具系统2G的动作波形图。在时刻t0之前，V_IN1和V_IN2两者均无效，并且第一光源110_1和第二光源110_2均熄灭。

在时刻t0，响应于用于点亮第一光源110_1的指令，第一输入电压V_IN1变为有效(电池电压V_BAT)。通过第一输入电压V_IN1将第一串列开关SWa1设定为接通。脉冲发生器260产生具有第一占空比的脉冲信号S_PWM。调光电路240使脉冲信号S_PWM的上升沿和下降沿变得平滑以产生调光信号V_ADIM。恒流电路220产生与调光信号V_ADIM成比例的驱动电流I_LED。因此，光源110_1在通过PWM减光的状态下点亮。

在时刻t1，响应于用于点亮第二光源110_2的指令，第二输入电压V_IN2变为有效(电池电压V_BAT)，并且第一输入电压V_IN1变为无效(0V)。通过第二输入电压V_IN2将第二串列开关SWa2设定为接通。脉冲发生器260产生具有第二占空比(100％)的脉冲信号(实际上是非脉冲)S_PWM。此时，调光电路240产生直流的调光信号V_ADIM。恒流电路220产生与调光信号V_ADIM成比例的驱动电流I_LED。因此，光源110_2点亮。当第二输入电压V_IN2在时刻t2变为无效时，第二光源110_2熄灭。

灯具100G的动作为如上所述。灯具100G使得两个光源110_1、110_2能够排他地发出具有不同亮度的光。尽管当第一光源110_1点亮时通过PWM使第一光源110_1减光，但是使驱动电流I_LED的波形平滑化可以抑制电磁噪声的产生并且可以简单地应对电磁噪声。

第四实施例

图12是包括根据第四实施例的灯具100H的灯具系统2H的框图。灯具100H包括功能不同的两个光源110_1、110_2，以及控制两个光源110_1、110_2的点亮和熄灭以及亮度的发光电路200H，如第三实施例中那样。

在第四实施例中，第一光源110_1是恒定地点亮的灯，而第二光源110_2是以可被人感知的周期反复闪烁的灯。在下面的描述中，第一光源110_1是包括白色发光元件的示廓灯，而光源110_2是包括琥珀色发光元件的转向信号灯。

在第一光源110_1点亮时，第一输入电压V_IN1变为有效(高电平)。在第二光源110_2点亮时，第二输入电压V_IN2变为有效。然而，第二输入电压V_IN2以规定的周期(0.7秒，50％的占空比)交替地重复高和低，以便使第二光源110_2闪烁。第二输入电压V_IN2可以由继电器6c产生。

在第三实施例中，第一输入电压V_IN1和第二输入电压V_IN2排他地变为有效。然而，在第四实施例中，第一输入电压V_IN1和第二输入电压V_IN2两者可以同时变为有效。在输入电压V_IN1和V_IN2这两个电压均有效的状态下，发光电路200H优先点亮第二光源110_2，并熄灭第一光源110_1。

第二输入电压V_IN2被提供给第二串列开关SWa2。因此，在第二输入电压V_IN2有效时，按照第二输入电压V_IN2将第二串列开关SWa2设定为接通和断开。结果，第二光源110_2闪烁。

同时，按照第一输入电压V_IN1来控制第一串列开关SWa1。然而，当第二输入电压V_IN2有效时，第一串列开关SWa1需要固定为断开。因此，灯具100G包括开关控制器280。当第二输入电压V_IN2无效时，开关控制器280将第一串列开关SWa1设定为接通状态，而当第二输入电压V_IN2有效时，开关控制器280将第一串列开关SWal设定为断开状态。

灯具系统2H的构型为如上所述。现在描述灯具系统2H的动作。图13是图12中的灯具系统2H的动作波形图。在时刻t0之前，V_IN1和V_IN2两者均无效，并且第一光源110_1和第二光源110_2两者都熄灭。

在从t0到t1期间，仅第一输入电压V_IN1有效，并且第一串列开关SWa1被设定为接通。脉冲发生器260产生具有第一占空比的脉冲信号S_PWM。恒流电路220产生具有第一占空比的脉冲状的驱动电流I_LED，并将所产生的驱动电流I_LED提供给第一光源110_1。

在从t1到t2期间，第一输入电压V_IN1和第二输入电压V_IN2两者都变为有效。此时，第一串列开关SWa1被设定为断开，而第二串列开关SWa2被设定为接通。脉冲发生器260产生具有第二占空比(100％)的脉冲信号S_PWM。恒流电路220产生直流的驱动电流I_LED，并且将所产生的驱动电流I_LED提供给第二光源110_2。

在从t2到t3期间，仅第二输入电压V_IN2变为有效。此时，第一串列开关SWa1被设定为断开，而第二串列开关SWa2被设定为接通。脉冲发生器260产生具有第二占空比(100％)的脉冲信号S_PWM。然而，电源电压V_DD按照第二输入电压V_IN2被分时地反复供给和切断。在电源电压V_DD被切断时，恒流电路220、调光电路240和脉冲发生器260不可操作。因此，脉冲信号S_PWM为低，并且驱动电流I_LED为0A。简而言之，在从t2到t3期间，还可以认识到，通过重复电源电压V_DD的供给和切断来控制第二光源110_2的闪烁。

灯具系统2H的动作为如上所述。当通过PWM使第一光源110_1减光时，灯具系统2H可以抑制电磁噪声。此外，第二光源110_2可以按照第二输入电压V_IN2而闪烁，并且在第二光源110_2闪烁时，第一光源110_1可以熄灭。

第五实施例

图14是包括根据第五实施例的灯具100I的灯具系统2I的框图。第五实施例中的灯具100I的功能类似于第四实施例。

发光电路200I包括代替第四实施例中的二极管或(OR)电路270的电源选择电路290。当仅第一输入电压V_IN1有效时，电源选择电路290输出V_DD＝V_IN1。当第二输入电压V_IN2有效时，电源选择电路290输出间歇电源电压V_DD＝V_IN2。例如，电源选择电路290包括两个二极管和附加的开关SWc。当第二输入电压V_IN2有效时，开关SWc被设定为断开，而当第二输入电压V_IN2无效时，开关SWc被设定为接通。可以结合第一串列开关SWa1将开关SWc设定为接通和断开。

发光电路200I包括代替第四实施例中的开关控制器280的开关控制器280I。开关控制器280I控制第一串列开关SWa1和第二串列开关SWa2两者。以与第四实施例中类似的方式控制第一串列开关SWa1。当第二输入电压V_IN2无效时，开关控制器280I将第一串列开关SWa1设定为接通状态，而当第二输入电压V_IN2有效时，开关控制器280I将第一串列开关SWa1设定为断开状态。

开关控制器280I在第二输入电压V_IN2有效时将第二串列开关SWa2固定地设定为接通状态，而在第二输入电压V_IN2无效时将第二串列开关SWa2设定为断开状态。

灯具系统2I的构型为如上所述。现在描述灯具系统2I的动作。图15是图14中的灯具系统2I的动作波形图。在时刻t0之前，V_IN1和V_IN2两者均无效，并且第一光源110_1和第二光源110_2两者都熄灭。

尽管从t1到t2期间的动作不同于第四实施例中的动作，但是从t0到t1期间以及从t2到t3期间的动作与第四实施例中的动作相似。第五实施例中的动作与第四实施例中的动作的不同点在于，在从t1到t2期间，尽管第一输入电压V_IN1和第二输入电压V_IN2两者都是有效的，但是将间歇的第二输入电压V_IN2作为电源电压V_DD提供给发光电路200I。在图15中，除了V_IN1的动作之外，从t1到t2期间的动作与从t2到t3期间的动作相似。

灯具系统2I的动作为如上所述。灯具系统2I可以抑制在第一光源110_1通过PWM减光时产生的电磁噪声。此外，第二光源110_2可以按照第二输入电压V_IN2而闪烁，并且在第二光源110_2闪烁时，第一光源110_1可以熄灭。

已经基于实施例描述了本发明。由于实施例仅为例述性的，因此本领域技术人员可以理解，可以以各种方式修改各组成部件和各处理过程的组合，并且这样的修改在本发明的范围内。在下文中，将描述这样的修改。

第一改型

在实施例中，恒流电路220被配置为拉电流型(source type)。然而，恒流电路220可以配置为灌电流型(sink type)。图16是根据第一改型的灯具100E的电路图。发光电路200E包括灌电流型恒流电路220E。光源110的阳极与电源线102连接，而恒流电路220E的输出端子与光源110的阴极连接。恒流电路220E包括灌电流型线性调节器210E。图3的V-I转换器230和电阻R3被省略。通过该改型，可以实现与图3的灯具100相同的效果。

第二改型

图17是根据第二改型的发光电路200F的局部电路图。线性调节器210F包括开关SW31，该开关SW31设置在输出晶体管212的栅极和源极之间(或栅极和电源线102之间)。开关SW31可以被认为是第三开关。

在理想条件下，当V_ADIM'＝V_DD时，通过式(2)，灯电流I_LAMP的目标量I_REF为0A。然而，当误差放大器214具有偏移电压时，即使当V_ADIM'＝V_DD时，目标量I_REF也不变为零，并且光源110也可以以低亮度点亮。因此，在光源110要熄灭的时段中，开关SW31被设定为接通。结果，可以将输出晶体管212可靠地设定为断开，并且可以将灯电流I_LAMP调整为零。可以将限流电阻R_CL插入到运算放大器214的输出端。限流电阻R_CL可以限制流入开关SW31中的电流。

第三改型

LED插座700可以是兼用作日间行车灯(DRL)和示廓灯的灯具。在这种情况下，发光元件706可以被配置为白色LED芯片，并且按照发光模式来选择适当的占空比。

第四改型

在图8的第二实施例中，控制信号S_CTRL被暂时转换为PWM信号，并且PWM信号被平滑化以产生调光信号V_ADIM。然而，调光信号V_ADIM的产生不限于此。调光电路240可以直接从控制信号S_CTRL产生调光信号V_ADIM。

尽管已经基于实施例使用特定的用词和用语描述了本发明，但是实施例仅仅例述了本发明的原理和应用。在不脱离由权利要求所限定的本发明的构思的情况下，本实施例可以包含许多配置的修改和变更。

Claims

1.一种半导体光源(110；110_1；110_2)的发光电路(200；200D；200G；200H；200I；200E；200F)，其特征在于包括：

调光电路(240；240A；240B；240C)，所述调光电路配置成接收脉冲信号，产生脉冲状的调光信号，所述调光信号具有与所接收的所述脉冲信号对应的占空比并且在每个脉冲中都有至少一个边缘是平滑的；和

恒流电路(220；220E)，所述恒流电路包括线性调节器(210；210E；210F)，所述线性调节器从电池接收电源电压，所述恒流电路(220；220E)配置成接收所述脉冲状的调光信号并将流入到所述半导体光源(110；110_1；110_2)中的灯电流稳定为与所述调光信号对应的目标量。

2.根据权利要求1所述的发光电路(200)，其特征在于：

所述调光电路(240；240A；240B；240C)包括

电容器(C11；C21；C31)，和

充放电电路(242)，所述充放电电路配置成按照所述脉冲信号来对所述电容器(C11；C21；C31)进行充放电；并且

所述调光信号配置成与所述电容器(C11；C21；C31)的电压相对应。

3.根据权利要求2所述的发光电路(200)，其特征在于：

所述充放电电路(242)包括

第一开关(M11)，

第一电阻(Ro1)，和

第二开关(M12)，所述第一开关(M11)和所述第一电阻(Ro1)串列地设置在所述电容器(C11)的一端和基准电压线之间，所述第二开关(M12)设置在所述电容器(C11)的所述一端和接地线之间；并且

所述第一开关(M11)和所述第二开关(M12)配置成按照所述脉冲信号执行互补切换。

4.根据权利要求3所述的发光电路(200)，其特征在于，所述充放电电路(242)还包括与所述第二开关(M12)串列地设置在所述电容器(C11)的所述一端和所述接地线之间的第二电阻(Ro2)。

5.根据权利要求2所述的发光电路(200)，其特征在于：

所述充放电电路(242)包括

第一开关(M11)，

第二开关(M12)，和

第二电阻(Ro2)，所述第一开关(M11)设置在所述电容器(C11)的一端和基准电压线之间，所述第二开关(M12)和所述第二电阻(Ro2)串列地设置在所述电容器(C11)的所述一端和接地线之间；并且

6.根据权利要求2所述的发光电路(200)，其特征在于：

所述充放电电路(242)包括

第一电流源(254)，所述第一电流源设置在所述电容器(C31)的一端和基准电压线之间，和

第二电流源(256)，所述第二电流源设置在所述电容器(C31)的所述一端和接地线之间；并且

所述第一电流源(254)和所述第二电流源(256)配置成按照所述脉冲信号互补地被设定为接通。

7.根据权利要求2所述的发光电路(200)，其特征在于：

所述充放电电路(242)包括

驱动器(250)，所述驱动器配置成按照所述脉冲信号输出高电压和低电压，和

电阻(R21)，所述电阻设置在所述驱动器的输出和所述电容器(C21)的一端之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的发光电路(200F)，其特征在于还包括第三开关(SW31)，所述第三开关设置在电源线和接地线中的一者与所述线性调节器(210F)的输出晶体管的栅极之间。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的发光电路(200D；200G；200H；200I)，其特征在于还包括脉冲发生器(260)，所述脉冲发生器配置成接收指示所述半导体光源(110；110_1；110_2)的亮度的控制信号并产生具有与所述控制信号对应的占空比的所述脉冲信号。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的发光电路(200G；200H；200I)，其特征在于：

所述半导体光源(110；110_1；110_2)包括第一光源(110_1)和第二光源(110_2)，所述第一光源和所述第二光源各自的阳极侧和阴极侧中的一者共同连接；并且

所述发光电路(200G；200H；200I)还包括

与所述第一光源(110_1)串列设置的第一串列开关(SWa1)，和

与所述第二光源(110_2)串列设置的第二串列开关(SWa2)。

11.一种车灯，其特征在于包括：

半导体光源(110；110_1；110_2)；和

根据权利要求1至7中任一项所述的发光电路(200；200D；200G；200H；200I；200E；200F)。

12.一种车灯，其特征在于包括：

半导体光源(110；110_1；110_2)；

调光电路(240；240A；240B；240C)，所述调光电路(240；240A；240B；240C)配置成接收指示所述半导体光源(110；110_1；110_2)的亮度的控制信号并产生脉冲状的调光信号，所述调光信号具有与所述控制信号对应的占空比并且在每个脉冲中都有至少一个边缘是平滑的；和

13.一种车灯，其特征在于包括：

串列地设置在第一路径上的第一光源(110_1)和第一串列开关(SWa1)；

串列地设置在与所述第一路径并列的第二路径上的第二光源(110_2)和第二串列开关(SWa2)；

第一输入端子(IN1)，所述第一输入端子配置成接收在所述第一光源(110_1)要点亮时变得有效的第一输入电压；

第二输入端子(IN2)，所述第二输入端子配置成接收在所述第二光源(110_2)要点亮时变得有效的第二输入电压；

脉冲发生器(260)，所述脉冲发生器配置成产生在所述第一输入电压有效时具有第一占空比且在所述第一输入电压无效时具有第二占空比的脉冲信号；

调光电路(240；240A；240B；240C)，所述调光电路配置成接收所述脉冲信号，产生脉冲状的调光信号，所述调光信号具有与所述脉冲信号对应的占空比并且在每个脉冲中都有至少一个边缘是平滑的；和

恒流电路(220；220E)，所述恒流电路从电池接收电源电压，并且配置成接收所述脉冲状的调光信号并将流入到包含所述第一路径和所述第二路径的光源中的灯电流稳定为与所述调光信号对应的目标量。

14.根据权利要求13所述的车灯，其特征在于：

所述第二输入电压是在所述第二输入电压有效时交替地重复高和低的信号；

所述第二串列开关(SWa2)被控制成按照所述第二输入电压而被设定为接通和断开；并且

所述第一串列开关(SWa1)配置成在所述第一输入电压有效且所述第二输入电压无效时被设定为接通。

15.根据权利要求13或14所述的车灯，其特征在于还包括开关控制器(280；280I)，所述开关控制器配置成使得所述第一串列开关(SWa1)在所述第二输入电压有效时被固定地设定为断开，其中

所述第二输入电压是在所述第二输入电压有效时交替地重复高和低的信号。