CN112534697B - Dc-dc转换器和包括该dc-dc转换器的光源驱动装置 - Google Patents

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Abstract

根据实施例的一种DC‑DC转换器包括:第一转换器,第一转换器通过根据施加到第一开关元件的脉冲控制信号调节输入电压的大小来产生第一输出电压;第一发光器,设置在第一转换器的输出端处;第二转换器,连接到第一转换器的输出端,第二转换器通过根据施加到第二开关元件的脉冲控制信号调节输入电压或第一输出电压的大小来产生第二输出电压;第二发光器,设置在第二转换器的输出端处;以及控制器,控制器根据第一发光器和第二发光器的驱动模式分别产生要被施加到第一开关元件和第二开关元件的脉冲控制信号,并且控制器根据所产生的脉冲控制信号控制第一开关元件和第二开关元件的开关操作。

Description

DC-DC转换器和包括该DC-DC转换器的光源驱动装置
技术领域
实施例涉及一种DC-DC转换器和包括该DC-DC转换器的光源驱动装置。
背景技术
发光二极管(LED)被广泛用作光源。具体地,在车辆和照明工业中,发光二极管正在成为有前途的市场。由于发光二极管可以半永久性地使用并实现高亮度和高功率,因此近年来,积极地对它们进行研发以用于车辆的光源。
为了将发光二极管用作车辆的光源,发光二极管必须以一定亮度发射光。此时,提供了以集成电路(IC)形式设计的恒流电路,以使发光二极管以恒定的亮度发光。
此外,近年来,随着车辆的电子设备的进步和各国的排放法规变得严格,48V电气系统正引起关注。这是因为它可以有助于提高燃料效率并满足车辆内部对功率的日益增长的需求。在此,48V是指车辆内部的电压。换句话说,这意味着使用的电压是大多数常规电子装置使用的12V电压的大约四倍。
因此,即使供应相同的功率,电流也与电压的大小成反比。因此,当车辆内部的电压从12V增高到48V时,在产生相同功率的条件下电流的大小减小到1/4。此外,随着电流减小,导线的厚度变得更细,这可以减小车辆电子部件的重量,并且同时减小由于电流减小而引起的功率损耗,从而提高了电子装置的效率。
同时,用于车辆或照明的发光二极管由多通道结构组成,其中多个阵列彼此并联连接。因此,必须提供额外的IC型元件来单独控制多通道发光二极管。
如上所述,为了单独地控制多通道发光二极管,存在以下问题:驱动电路的通道数量和必要部件增加,因此驱动电路占据的面积增加,从而使驱动复杂化。
此外,使用12V或48V的双向电源来驱动应用于车辆的发光二极管的方法受到极大的限制,因此,对于将48V电池系统与12V系统结合的电池混成(battery hybrid)方法,需要一种能够高效地驱动发光二极管的方法。
发明内容
技术问题
在本发明的实施例中,提供了一种能够稳定地驱动需要不同电压的发光二极管的DC-DC转换器以及包括该DC-DC转换器的光源驱动装置。
此外,在本发明的实施例中,提供了其中将降压型转换器和升压型转换器集成为一体的DC-DC转换器,以及包括该DC-DC转换器的光源驱动装置。
此外,在本发明的实施例中,提供了能够通过使用悬置地(floating ground)来稳定地驱动具有高输入电压和低正向电压的负载的DC-DC转换器以及包括该DC-DC转换器的光源驱动装置。
在所提出的实施例中要实现的技术问题不限于上述技术问题,并且所提出的实施例所属领域的普通技术人员可以清楚地理解未提及的其它技术问题。
技术方案
根据实施例的DC-DC转换器包括:第一转换器,被配置为通过根据施加到第一开关元件的脉冲控制信号调节输入电压的大小来输出第一输出电压;第一发光器,设置在第一转换器的输出端子处;第二转换器,连接到第一转换器的输出端子,并且被配置为通过根据施加到第二开关元件的脉冲控制信号调节输入电压或第一输出电压的大小来输出第二输出电压;第二发光器,设置在第二转换器的输出端子处;以及控制器,被配置为根据第一发光器和第二发光器的驱动模式来产生要被施加到第一开关元件和第二开关元件的脉冲控制信号,并且被配置为根据所产生的脉冲控制信号来控制第一开关和第二开关的开关操作,其中,第一输出电压大于输入电压,第二输出电压小于第一输出电压和输入电压。
此外,还包括第三开关元件,第三开关元件设置在输入电压所施加的第一转换器的输入端子与第二发光器的输出端子之间。
此外,第一转换器包括:第一电感器,包括一个端子,输入电压施加到该一个端子;第一开关元件,具有与第一电感器的另一个端子连接的第一端子、与第一发光器的输出端子连接的第二端子和与控制器连接的第三端子;第一二极管,具有与第一电感器的另一个端子和第一开关元件的第一端子连接的阳极端子;以及第一电容器,第一电容器的一个端子连接到第一二极管的阴极端子。
此外,第二转换器包括:第二开关元件,具有与第一二极管的阴极端子和第一电容器的一个端子连接的第一端子和与控制器连接的第二端子;第二二极管,具有与第二开关元件的第二端子连接的阴极端子和与第一电容器的另一个端子连接的阳极端子;第二电感器,第二电感器的一个端子连接到第二二极管的阴极端子和第二开关元件的第二端子;以及第二电容器,第二电容器的一个端子连接到第二电感器的另一个端子,第二电容器的另一个端子连接到第二二极管的阳极端子。
此外,驱动模式包括:第一驱动模式,在第一驱动模式下,第一发光器和第二发光器都被打开;第二驱动模式,在第二驱动模式下,第一发光器被打开,并且第二发光器被关闭;以及第三驱动模式,在第三驱动模式下,第一发光器被关闭,并且第二发光器被打开。
此外,第三开关元件根据第一驱动模式的时段在导通状态和关断状态下工作,并且在第二驱动模式和第三驱动模式下保持关断状态。
同时,根据实施例的光源驱动装置包括:电池部,包括供应第一输入电压的第一电池和供应比第一输入电压小的第二输入电压的第二电池;DC-DC转换器,被配置为从电池部接收第一输入电压和第二输入电压中的任意一个,根据驱动模式,基于输入电压向第一发光器输出第一输出电压,并且基于第一输出电压和输入电压中的任意一个向第二发光器输出第二输出电压;和开关,被设置在电池部与DC-DC转换器之间并且连接在DC-DC转换器与第一电池和第二电池中的任意一个之间,其中,DC-DC转换器包括:升压转换器,设置在电池部与第一发光器之间,并且被配置为根据第一开关元件的开关操作对所施加的输入电压进行升压,以输出第一输出电压;和降压转换器,设置在升压转换器的输出端子与第二发光器之间,降压转换器根据第二开关元件的开关操作,通过对所施加的输入电压或通过升压转换器输出的第一输出电压进行降压,输出第二输出电压。
此外,第一输出电压大于第一输入电压和第二输入电压,并且第二输出电压小于第一输出电压、第一输入电压和第二输入电压。
此外,其还包括第三开关元件,第三开关元件设置在升压转换器的输入端子与第二发光器的输出端子之间,并且被配置为根据驱动模式选择性地执行导通操作,以将第二发光器的输出端子连接到升压转换器的输入端子。
此外,升压转换器包括:第一电感器,包括一个端子,输入电压施加到该一个端子;第一开关元件,第一开关元件具有与第一电感器的另一个端子连接的第一端子、与第一发光器的输出端子连接的第二端子和与控制器连接的第三端子;第一二极管,第一二极管具有与第一电感器的另一个端子和第一开关元件的第一端子连接的阳极端子;以及第一电容器,第一电容器的一个端子连接到第一二极管的阴极端子,并且降压转换器包括:第二开关元件,具有与第一二极管的阴极端子连接的第一端子和与控制器连接的第二端子;第二二极管,具有与第二开关元件的第二端子连接的阴极端子和与第一电容器的另一个端子连接的阳极端子;第二电感器,第二电感器的一个端子连接到第二二极管的阴极端子和第二开关元件的第二端子。
此外,驱动模式包括:第一驱动模式,在第一驱动模式下,第一发光器和第二发光器都被打开;第二驱动模式,在第二驱动模式下,第一发光器被打开,并且第二发光器被关闭;以及第三驱动模式,在第三驱动模式下,第一发光器被关闭,并且第二发光器被打开,并且其中,第三开关元件根据第一驱动模式的时段在导通状态和关断状态下工作,并且在第二驱动模式和第三驱动模式下保持关断状态。
此外,开关被配置为在第一驱动模式和第二驱动模式下将第一电池与DC-DC转换器连接,并且在第三驱动模式下将第二电池与DC-DC转换器连接。
有益效果
根据本发明的实施例,可以提供一种能够在需要不同电压的负载条件下分别驱动多个负载的集成DC-DC转换器。即,该DC-DC转换器包括:第一转换器,其连接到功率输入部;第一负载,其被设置在第一转换器的输出端子处;第二转换器,其被设置在第一转换器的输出端子处;以及第二负载,其被设置在第二转换器的输出端子处。如上所述,在本发明中,将多个转换器集成为一体,从而稳定地驱动需要不同电压的多个负载。因此,在本发明中,通过将多个转换器集成为一体,能够使设置转换器的空间最小化。此外,在本发明中,通过使第一转换器和第二转换器彼此共用至少一部分,可以显著减少所需的部件,从而降低产品成本。
此外,根据本发明的实施例提供了一种DC-DC转换器,该DC-DC转换器连接到48V电池和12V电池,并根据输入电压向每个负载稳定地提供驱动电压。此外,在本发明中,根据多个负载中要驱动的负载选择提供输入电压的电池。即,本发明中的DC-DC转换器既可以应用于包括12V和48V电池的双(two-way)电池系统,也可以应用于仅包括其中之一的单电池系统。因此,在本发明中,通过根据负载条件从多个电池中选择提供输入电压的电池,能够提高能量转换效率,从而提高电子装置的效率。
此外,在本发明中,通过使用悬置地,能够稳定地驱动具有高输入电压和低正向电压的负载。此外,在本发明中,通过基于高占空比来控制开关元件,可以同时提高驱动电路的稳定性并提高效率。此外,在本发明中,通过使用L-C输出滤波器可以使输出噪声最小化,因此,能够增强需要高电压的负载中的L-C滤波器。
附图说明
图1是示出根据比较例的光源驱动装置的图。
图2是示出根据本发明实施例的光源驱动装置的配置的框图。
图3是图2所示的DC-DC转换器的详细电路图。
图4至图7是示出本发明的DC-DC转换器的第一驱动模式下的开关元件的操作状态的视图。
图8和图9是示出本发明的DC-DC转换器的第三驱动模式下的开关元件的操作状态的图。
图10是示出根据本发明示例性实施例的通过光源驱动装置驱动光源的方法的分步流程图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述在本说明书中公开的示例性实施例,但是无论附图标记如何,相同或相似的元件由相同的附图标记表示,并且将省略其重复描述。仅出于易于准备说明书的目的而给出或互换使用在以下描述中使用的用于部件的后缀“模块”和“部分”,并且它们本身并不具有明显的含义或作用。此外,在描述本说明书中公开的实施例时,当确定相关的已知技术的详细描述可能使本说明书中公开的实施例的主题不清楚时,将省略其详细描述。此外,附图是为了易于理解本说明书中公开的实施例,并且本说明书中公开的技术思想不受附图的限制,并且包括在本发明的精神和范围内的所有修改都应该理解为包括等同物或替代物。
包括序数的术语,例如第一和第二,可以用来描述各种元件,但是这些元件不受术语的限制。这些术语仅用于将一个部件与另一个部件区分开。
当将一个部件被称为“连接”或“连接”到另一个部件时,应理解为它可以直接连接或连接到另一个部件,但是中间可以存在其它部件。另一方面,当一个部件被称为“直接连接”或“直接连接”到另一个部件时,应该理解中间没有其它部件。
除非上下文另外明确指出,否则单数表达包括复数表达。
在本申请中,例如“包括”或“具有”等术语旨在表示说明书中所描述的特征、数量、步骤、动作、部件、部分或其组合的存在,但是应当理解,并不预先排除一个以上其它特征、数量、步骤、动作、部件、部分或其组合的存在或增加的可能性。
图1是示出根据比较例的光源驱动装置的图。
参照图1,根据输入功率和输出功率的大小,根据比较例的光源驱动装置可以被配置为如(a)所示的第一类型转换器或如(b)所示的第二类型转换器。
例如,第一类型的转换器可以是降压型转换器,而第二类型的转换器可以是升压型转换器。
参照图1(a),光源驱动装置包括电池10、降压转换器20和第一发光器30。
此外,参照图1(b),光源驱动装置包括电池40、升压转换器50和第二发光器60。
电池10和40可以是提供12V电压的12V电池,或者是提供48V电压的48V电池。
此外,第一发光器30可以是需要比电池10和40提供的电压更低的电压的负载。例如,第一发光器30可以是需要3V驱动电压的负载。
此外,第二发光器60可以是需要比电池10和40提供的电压更高的电压的负载。例如,第二发光器60可以是需要60V驱动电压的负载。
同时,近年来,已经开发或设计了将12V电池系统与48V电池系统相结合的电池混成方法。
然而,如上所述的常规光源驱动装置被设计成仅从12V电池和48V电池中的一个接收输入电压,因此,在混成方法中,工作可能受到限制,并且因此,存在不能稳定地驱动发光器件的问题。
此外,如上所述,第一负载和第二负载需要不同的条件,因此,通过降压转换器将驱动电压供应给第一负载,并且通过升压转换器将驱动电压供应给第二负载。
因此,根据比较例,为了分别向第一负载和第二负载供应驱动电压,需要彼此分离的降压转换器和升压转换器。此外,在比较例中,由于降压转换器和升压转换器的分开布置,所以产品所占据的空间增大,从而增加了产品体积。
图2是示出根据本发明实施例的光源驱动装置的配置的框图。
参照图2,光源驱动装置100包括电池部130和DC-DC转换器。此外,DC-DC转换器包括第一发光器110、第二发光器120、开关160、转换器170和控制器180。
第一发光器110和第二发光器120从转换器170接收驱动电压以执行发光。
第一发光器110和第二发光器120可以构成车辆刹车灯、尾灯、倒车灯或转向信号灯。即,第一发光器110和第二发光器120可以具有以下配置:车辆制动器、尾灯、倒车灯和方向指示器中的至少两个光源彼此并联连接。
此外,构成第一发光器110和第二发光器120的每个发光器的发光元件的数量可以根据刹车灯、尾灯、倒车灯或方向指示器所需的尺寸或光输出强度而变化。
即,构成第一发光器110和第二发光器120的一个发光器可以仅包括一个发光元件,而另一个发光器可以包括至少两个发光元件。可替代地,构成第一发光器110和第二发光器120的每个发光器可以被配置为仅包括一个发光元件。此外,与前述不同,构成第一发光器110和第二发光器120的每个发光器可以包括至少两个以上的发光元件。
电池部130提供负载所需的输入功率以供应电力。电池部130的标准可以根据产品(DC-DC转换器应用于该产品)而改变。优选地,DC-DC转换器可以应用于车辆,并且电池部130可以是设置在车辆中的电池。
此外,电池部130可以包括输出第一电压的电池A 140和输出第二电压的电池B150。在此,第一电压可以是12V和48V中的任意一个,第二电压可以是12V和48V中的另一个。在下文中,为了便于描述,将描述电池A 140是48V电池,并且电池B 150是12V电池。然而,这仅是本发明的实施例,并且电池A 140和电池B 150的规格可以变化。
开关160连接到构成电池部130的多个电池中的任意一个,并且因此将从所连接的电池输出的电压供应给转换器170。
优选地,开关160连接到电池A 140,因此,可以将48V的电压提供给转换器170。此外,与前述不同,开关160连接到电池B 150,并且因此,能够将12V的电压提供给转换器170。
在这种情况下,第一发光器110是电压需要高于电池A 140和电池B 150的电压的负载,第二发光器120可以是电压需要低于电池A 140和电池B 150的电压的负载。例如,第一发光器110可以包括60V驱动电压发光的发光元件,第二发光器120可以包括3V驱动电压发光的发光元件。
同时,第一发光器110和第二发光器120中的每一个可以包括至少一个发光元件。在这种情况下,第一发光器110和第二发光器120中的每一个可以包括半导体发光元件,例如,发光二极管(LED)、发光元件封装或其中采用半导体发光元件的发光器件。但是,这不受限制。
转换器170通过开关160连接到电池A 140和电池B 150中的任意一个,因此,第一发光器110和第二发光器120被选择性地供应驱动电压。
转换器170可以分别以多个驱动模式工作。
驱动模式包括第一驱动模式、第二驱动模式、第三驱动模式,在第一驱动模式下,第一发光器110和第二发光器120均工作,在第二驱动模式下,仅第一发光器110工作,在第三驱动模式下,仅第二发光器120工作。
此外,在第一驱动模式下,转换器170将驱动电压分别供应给第一发光器110和第二发光器120。此外,在第二驱动模式下,转换器170选择性地将驱动电压仅供应给第一发光器110。此外,在第三驱动模式下,转换器170选择性地将驱动电压仅供应给第二发光器120。
为此,转换器170可以包括与开关160连接的第一转换器(稍后描述)和与第一转换器的输出端子连接的第二转换器。此外,第一转换器可以升高通过开关160连接的电池的输出电压,并供应给第一发光器110。此外,第二转换器与第一转换器的输出端子和第一发光器110的阴极端子之间的节点连接,并且降低施加到节点的电压以供应给第二发光器120。
此外,第一转换器和第二转换器中的每一个均包括开关元件,并且可以根据开关元件的操作来控制第一转换器和第二转换器的工作。在这种情况下,第一转换器可以被配置为升压型,第二转换器可以被配置为降压型。升压型转换器具有输出电压高于输入电压的特性,而降压型转换器具有输出电压低于输入电压的特性。
控制器180可以根据第一发光器110和第二发光器120的驱动条件将电池A 140和电池B 150中的任意一个连接到转换器170。换句话说,控制器180可以控制开关160以选择与转换器170连接的电池。所连接的电池可以根据驱动模式而变化。
例如,在第一驱动模式下,控制器180可以控制开关160,使得转换器170连接到电池A 140。此外,在第二驱动模式下,控制器180可以控制开关160,使得转换器170连接到电池A 140。此外,在第三驱动模式下,控制器180可以控制开关160,使得转换器170连接到电池B 150。
此外,控制器180可以根据驱动模式来分别控制第一转换器和第二转换器。优选地,控制器180根据驱动模式控制构成第一转换器和第二转换器的每个开关元件的开关操作。
如上所述,本发明中的电池部130包括电池A 140和电池B150。此外,开关160设置在电池A 140和电池B 150的输出端子与转换器170的输入端子之间,以选择输入功率来给转换器170供应功率。
此外,在本发明中,如上所述需要不同条件的第一发光器110和第二发光器120共同连接到一个转换器170,因此,转换器170的驱动模式可以根据每个发光器的工作条件进行分类。
如上所述,在本发明中,将多个转换器集成为一体,从而稳定地驱动需要不同电压的多个负载。因此,在本发明中,通过将多个转换器集成为一体,能够使布置转换器的空间最小化。此外,在本发明中,通过使第一转换器和第二转换器彼此共用至少一部分,可以显著减少所需的部件,从而降低产品成本。
此外,根据本发明的实施例提供了一种DC-DC转换器,该DC-DC转换器连接到48V电池和12V电池,并且根据输入电压向每个负载稳定地供应驱动电压。此外,在本发明中,根据多个负载中要驱动的负载选择提供输入电压的电池。即,本发明中的DC-DC转换器既可以应用于包括12V和48V电池的双电池系统,也可以应用于仅包括其中之一的单电池系统。因此,在本发明中,可以通过根据负载条件从多个电池中选择提供输入电压的电池能够提高能量转换效率,从而提高电子装置的效率。
在下文中,参考附图,将对图2所示的DC-DC转换器的操作进行更详细地描述。
图3是图2所示的DC-DC转换器的详细电路图。
参照图3,DC-DC转换器包括第一发光器110、第二发光器120、开关160、转换器170和控制器180。
此外,转换器170包括第一转换器172和第二转换器174。
第一转换器172包括第一电感器L1、第一开关元件Q1、第三二极管D3、第一电容器C1和第一电阻器R1。
此外,第二转换器174包括第二开关元件Q2、第二电感器L2、第二电容器C2、第二电阻器R2和第三开关元件Q3。
同时,开关160包括第一开关SW1和第二开关SW2。
第一开关SW1的一个端子连接到电池A 140的输出端子,而第一开关SW1的另一个端子连接到转换器170的输入端子。
此外,第二开关SW2的一个端子连接到电池B 150的输出端子,而另一个端子连接到转换器170的输入端子。
在此,转换器170的输入端子可以是图3所示的第一节点N1。
控制器180可以控制第一开关SWl和第二开关SW2的导通-关断操作,并且相应地,选择电池以向转换器170供应输入电压。
在这种情况下,可以根据电池A 140和电池B 150的充电容量来确定选择电池的默认条件。此外,可以根据第一发光器110和第二发光器120的驱动条件来确定电池选择条件。优选地,可以根据DC-DC转换器的驱动模式来确定电池选择条件。
同时,第一开关SW1和第二开关SW2可以在DC-DC转换器工作的条件下互补地操作。换句话说,当第一开关SW1导通时,第二开关SW2可以关断。相反,当第一开关SW1关断时,第二开关SW2可以导通。此外,当DC-DC转换器不工作时,第一开关SW1和第二开关SW2都可以关断。
优选地,可以在第一开关SW1和第二开关SW2与DC-DC转换器之间额外地设置用于防止电流反向流动的二极管。
即,第一二极管D1可以设置在第一开关SW1和DC-DC转换器之间,第二二极管D2可以设置在第二开关SW2和DC-DC转换器之间。
第一二极管D1可以具有与第一开关SW1的另一个端子连接的阳极端子和与第一节点N1(其为DC-DC转换器的输入端子)连接的阴极端子。因此,第一开关SW1的一个端子可以连接到电池A 140的输出端子,而另一个端子可以连接到第一二极管D1的阳极端子。
此外,第二二极管D2可以具有与第二开关SW2的另一个端子连接的阳极端子和与第一节点N1(其为DC-DC转换器的输入端子)连接的阴极端子。因此,第二开关SW2的一个端子可以连接到电池B 150的输出端子,而另一个端子可以连接到第二二极管D2的阳极端子。
DC-DC转换器供应用于驱动第一发光器110(LED A)和第二发光器120(LED B)的功率。为此,DC-DC转换器包括与负载相对应的第一发光器110(LED A)和第二发光器120(LEDB),以及给该负载供应功率的转换器170。此外,转换器170包括:第一转换器172,其产生通过升高输入电压而获得的输出电压;以及第二转换器174,其通过降低输入电压而产生输出电压。
换句话说,转换器170包括升压型的第一转换器172和降压型的第二转换器174。
第一转换器172可以包括第一电感器L1、第一开关元件Q1、第三二极管D3、第一电容器C1和第一电阻器R1。
第一电感器L1的一个端子可以连接到第一节点N1,另一个端子可以连接到第二节点N2。
此外,第一开关装置Q1可以具有与第二节点N2连接的第一端子、与第六节点N6连接的第二端子和与控制器180连接的第三端子。第一开关元件Q1的第一端子可以是漏极端子,第一开关元件Q1的第二端子可以是源极端子,并且第一开关元件Q1的第三端子可以是栅极端子。优选地,第一开关元件Q1可以是N沟道场效应晶体管(FET)。然而,这仅是本发明的实施例,并且第一开关元件Q1可以被实现为除N沟道FET以外的另一种类型的晶体管。
第三二极管D3可以具有与第二节点N2连接的阳极端子和与第三节点N3连接的阴极端子。
此外,第一电容器Cl的一个端子可以连接到第三节点N3,而另一个端子可以连接到第四节点N4。
此外,第一电阻器R1的一个端子可以连接到第五节点N5,而另一个端子可以连接到第一发光器110(LED A)的输入端子。
在此,在构成第一转换器172的部件中,第一电感器L1、第一开关元件Ql和第三二极管D3具有对输入电压进行升压并输出的功率转换功能,第一电容器C1是用作过滤器的部件以去除输出电压中包括的AC分量,并且第一电阻器R1是用作保护器的部件,用于限制向第一发光器110(LED A)供应的输出电流。
此外,第二转换器174可以包括第二电感器L2、第二开关元件Q2、第四二极管D4、第二电容器C2、第三开关元件Q3和第二电阻器R2。
第二开关元件Q2可以具有与第五节点N5连接的第一端子、与第七节点N7连接的第二端子和与控制器180连接的第三端子。在此,第一开关元件Q1的第一端子可以是漏极端子,第二端子可以是源极端子,并且第三端子可以是栅极端子。优选地,第二开关元件Q2可以是N沟道场效应晶体管(FET)。然而,这仅是本发明的实施例,并且第二开关元件Q2可以被实现为除N沟道FET以外的另一种类型的晶体管。
第二电感器L2的一个端子可以连接到第七节点N7,另一个端子可以连接到第八节点N8。
第四二极管D4可以包括与第四节点N4连接的阳极端子和与第七节点N7连接的阴极端子。
此外,第二电容器C2的一个端子可以连接到第四节点N4,而另一个端子可以连接到第八节点N8。
此外,第二电阻器R2的一个端子可以连接到第八节点N8,而另一个端子可以连接到第二发光器120(LED B)的输入端子。
此外,第三开关元件Q3可以具有与第九节点N9连接的第一端子、与第二节点N2连接的第二端子和与控制器180连接的第三端子。在此,第三开关元件Q3的第一端子可以是漏极端子,第二端子可以是源极端子,并且第三端子可以是栅极端子。优选地,第三开关元件Q3可以是N沟道场效应晶体管(FET)。然而,这仅是本发明的实施例,并且第三开关元件Q3可以被实现为除N沟道FET以外的另一种类型的晶体管。
在此,在构成第一转换器172的部件中,第二电感器L2、第二开关元件Q2和第四二极管D4对输入电压进行降压并输出,第二电容器C2用作滤波器以去除输出电压中包括的AC分量,第二电阻器R2用作保护器以限制向第二发光器120(LED B)供应的输出电流,并且第三开关元件Q3是用作悬置地的部件,用于确保第二开关元件Q2的导通-关断操作的可靠性。
在此,第一开关元件Q1和第二开关元件Q2根据从控制器180供应的脉宽调制信号PWM重复导通或关断操作,从而可以控制从第一电感器L1或第二电感器L2向第一发光器110(LED A)和第二发光器120(LED B)供应的电流量。
此外,如上所述,为了方便起见,将第一开关元件Q1、第二开关元件Q2和第三开关元件Q3中的每一个标记为功率MOSFET,但是本发明不限于此,并且可以根据功率容量将其配置为可控制导通-关断的装置。
DC-DC转换器从电池A 140或电池B 150接收输入电压。此外,第一转换器172可以根据第一开关元件Q1的导通-关断操作来向第五节点N5输出第一输出电压。
此外,第二转换器174根据第二开关元件Q2的导通-关断操作来改变施加到第五节点N5的第一输出电压的大小,以向第八节点N8输出第二输出电压。
在这种情况下,第一输出电压可以大于输入电压(从电池A 140或电池B150输出的电压),并且第二输出电压可以小于输入电压。
此外,第三开关元件Q3根据施加到第五节点N5的电压选择性地导通,第二发光器120(LED B)的输出端子悬置地。
即,第二发光器120LED B在需要比输入电压低的电压的条件下工作。在这种情况下,输入电压可能已经通过第一转换器172被升高,并且第二转换器174通过降低被升高的电压来产生第二输出电压。此时,当第一输出电压与第二输出电压之间的差较大时,可能难以稳定地驱动第二开关元件Q2。因此,第三开关元件Q3根据施加到第五节点N5的电压而工作,由于第三开关元件Q3导通,第八节点N8的电势增高。此外,由于第八节点N8的电势增高,供应给第二开关元件Q2的脉宽调制信号的占空比增大。此外,由于脉宽调制信号的占空比增大,可以稳定地驱动第二开关元件Q2。以下将更详细地对其进行描述。
在下文中,将描述根据DC-DC转换器的驱动模式的第一开关元件Q1、第二开关元件Q2和第三开关元件Q3的开关操作。
在本发明中,DC-DC转换器的驱动模式可以大致分为三种模式。
优选地,驱动模式包括:驱动第一发光器110(LED A)和第二发光器120(LED B)两者的第一驱动模式;仅驱动第一发光器110(LED A)的第二驱动模式;和仅驱动第二发光器120(LED B)的第三驱动模式。
图4至图7是示出本发明的DC-DC转换器的第一驱动模式下的开关元件的操作状态的视图。
DC-DC转换包括:第一时段,在第一驱动模式下对第一电感器L1进行充电;第二时段,输出在第一电感器L1中积聚的能量;第三时段,对第二电感器L2进行充电;以及第四时段,输出在第二电感器L2中积聚的能量。在第二时段中,驱动电流被供应给第一发光器110(LED A),使得第一发光器110(LED A)可以执行发光操作。此外,在第四时段中,驱动电流被供应给第二发光器120(LED B),使得第二发光器120(LED B)可以执行发光操作。
图4是示出第一时段中的开关元件的操作状态以及相应的电流的图。
参照图4,在第一时段期间,第一开关元件Q1导通,并且第二开关元件Q2和第三开关元件Q3关断。
此时,第一开关SW1和第二开关SW2中的一个导通以将输入电压施加到DC-DC转换器。在此,为了便于描述,将描述第一开关SW1和第二开关SW2中的第一开关SW1导通并且第二开关SW2关断。因此,可以将48V的输入电压施加到DC-DC转换器的输入端子(优选地,第一节点N1)。
此外,在第一时段中,电流流过第一开关SW1、第一二极管D1、第一节点N1、第一电感器L1、第一开关元件Q1和第六节点N6。此外,电流对第一电感器L1充电,使得第一电感器L1积聚能量。
图5是示出在第二时段中开关元件的操作状态和相应地电流流动的视图。
参照图5,在第二时段期间,第一开关元件Q1关断,并且第二开关元件Q2和第三开关元件Q3保持关断状态。即,在第一期间中导通的第一开关元件Q1在第二期间中关断。因此,第一开关元件Q1的第一端子侧的电压变为零电压。此外,在第一电感器L1中积聚的能量通过第三二极管D3充入第一电容器C1中以形成高于输入电压的电压。
此外,充入第一电容器C1中的能量通过第五节点N5被供应给第一发光器110(LEDA)。
即,在第二时段中,电流通过第三二极管D3、第三节点N3、第一电容器C1、第五节点N5和第一个电阻R1被供应给第一发光器110(LED A)。
在这种情况下,被施加到第五节点N5的第一转换器172的输出电压由第一开关元件Q1的栅极占空比确定。即,输出电压可以由下面的等式1确定。
[等式1]
Figure BDA0002927059470000151
在这种情况下,Vout是施加到第五节点N5的第一转换器172的输出电压,D是第一开关元件Q1的栅极占空比,Vin是从电池A 140输出的输入电压。
此时,当第一发光器110(LED A)具有20个串联的发光元件并且每个发光元件的正向电压为3V时,第一转换器的输出电压(第一转换器172的输出电压)需要为60V。
此外,在以上条件下,可以将栅极占空比确定为0.7,可以通过控制器180产生具有与所确定的占空比相对应的70%的导通时间的脉宽调制信号,并且将其供应给第一开关元件Q1。
此外,在与上述相同的条件下,当从电池B 150而不是电池A 140供应12V的输入电压时,供应给第一开关元件Q1的脉冲宽度调制信号的占空比可以被确定为0.2,相应地,脉宽调制信号的导通时间可以为20%。
图6是示出第三时段中的开关元件的操作状态以及相应的电流流动的视图。
参照图6,在第三时段期间,第一开关元件Q1保持关断状态,并且第二开关元件Q2和第三开关元件Q3导通。
此外,在第三时段中,电流通过第一转换器172提供给第五节点N5,其流过第二开关元件Q2、第二电感器L2和第二电感器L2。此外,电流对第二电感器L2和第二电容器C2充电,使得第二电感器L2和第二电容器C2积聚能量。
在这种情况下,第一开关元件Q1在第一驱动模式下的第三时段期间在关断状态下工作,但是电流持续供应给第一发光器110(LED A)。即,在第三时段(其中第一开关元件Q1在关断状态下工作),可以通过从电池A140输入的电池电压和根据电阻R1的电流限制来驱动第一发光器110(LED A)。
图7是示出第四时段中的开关元件的操作状态以及相应的电流流动的图。
参照图7,在第四时段期间,第一开关元件Q1保持关断状态,第三开关元件Q3保持导通状态,并且第二开关元件Q2关断。因此,在第三时段中积聚在第二电容器C2中的能量被释放到第二发光器120(LED B),并且因此可以执行第二发光器120(LED B)的发光操作。
同时,在如上所述的第三时段和第四时段期间,第三开关元件Q3导通。这是为了将施加到第五节点N5的第一转换器172的第一输出电压稳定地转换为第二转换器174的第二输出电压。
例如,第二发光器120(LED B)可以包括一个发光元件,并且该发光元件可以具有3V的正向电压。此外,60V的电压被施加到第五节点N5,因此,第二转换器174必须将60V的电压转换为3V的电压。
此外,通过控制构成第二转换器174的第二开关元件Q2来执行转换。换句话说,根据供应给第二开关元件Q2的脉冲宽度调制信号的占空比来确定第二转换器174的第二输出电压。在这种情况下,第二输出电压可以等于下面的等式2。
[等式2]
Vout=D*Vin
在此,Vout是从第二转换器174输出的第二输出电压,D是供应给第二开关元件Q2的脉冲宽度调制信号的占空比,Vin是第一转换器172的第一输出电压(换句话说,其可以被称为输入到第二转换器174的电压,并且也可以被表示为施加到第五节点N5的电压)。
此时,如上所述,为了将60V的输入电压转换为3V的输出电压,脉冲宽度调制信号的占空比为0.05。换句话说,为了进行如上所述的转换,供应给第二开关元件Q2的脉宽调制信号中的导通时间为5%。
然而,当第二转换器174以如上所述的导通时间为5%的脉宽调制信号工作时,由于导通时间相对太短,因此能量无法充分传递。因此,难以稳定地驱动第二转换器174。
因此,在本发明中,将第三开关元件Q3设置在第二发光器120(LED B)的输出端子处,并且能够根据第三开关元件Q3形成悬置地。
换句话说,在第三时段和第四时段(其是第二转换器174的工作时段)中,在第三开关元件Q3导通的情况下,第二发光器120(LED B)的输出端子的电势增高。也就是说,当第三开关元件Q3导通时,第二发光器120(LED B)的输出端子的电势增加得与电池电压一样多。
这意味着,当第三开关元件Q3导通时,由于输入电压的电势而使悬置地产生偏移。此时,当第一开关SW1导通并且相应地从电池A 140施加输入电压时,偏移了48V。
因此,通过将60V减去对应于偏移的48V,第二转换器174基于剩余电压执行转换操作,该60V是第一转换器172的第一输出电压(对应于输入电压)。换句话说,偏移根据第三开关元件Q3的导通操作而产生,因此,第二转换器174可以将12V(60V减去48V)的输入电压转换为3V。在这种情况下,供应给第二开关元件Q2的脉冲宽度调制信号的占空比为0.25,其导通时间为25%。因此,第二转换器174基于具有25%的导通时间的脉宽调制信号执行开关操作,因此,可以形成第二转换器174的稳定驱动条件。总之,第三开关元件Q3可以形成为控制第二发光器120(LED B)的开关,或者根据输入的电池电压确定是否施加了悬置地的偏移。
根据本发明的实施例,可以提供一种能够在需要不同电压的负载条件下分别驱动多个负载的集成DC-DC转换器。即,该DC-DC转换器包括:第一转换器,其连接到功率输入部;第一负载,其被设置在第一转换器的输出端子处;第二转换器,其被设置在第一转换器的输出端子;以及第二负载,其被设置在第二转换器的输出端子处。如上所述,在本发明中,将多个转换器集成为一体,从而稳定地驱动需要不同电压的多个负载。因此,在本发明中,通过将多个转换器集成为一体,可以使设置转换器的空间最小化。此外,在本发明中,通过使第一转换器和第二转换器彼此共用至少一部分,可以显著减少所需的部件,从而降低产品成本。
此外,根据本发明的实施例提供一种DC-DC转换器,该DC-DC转换器连接到48V电池和12V电池,并根据输入电压向每个负载稳定地提供驱动电压。此外,在本发明中,根据多个负载中要驱动的负载选择提供输入电压的电池。即,本发明中的DC-DC转换器可以应用于包括12V和48V电池两者的双电池系统,或者也可以应用于仅包括其中之一的单电池系统。因此,在本发明中,通过根据负载条件从多个电池中选择提供输入电压的电池,能够提高能量转换效率,从而提高电子装置的效率。
此外,在本发明中,通过使用悬置地,能够稳定地驱动具有高输入电压和低正向电压的负载。此外,在本发明中,通过基于高占空比来控制开关元件,可以同时提高驱动电路的稳定性并提高效率。
此外,DC-DC转换器可以在第二驱动模式下工作,以仅驱动第一发光器110(LEDA)。
DC-DC转换包括:第一时段,在第二驱动模式下,对第一电感器L1进行充电;以及第二时段,输出在第一电感器L1中积聚的能量。在第二时段中,驱动电流被供应到第一发光器110(LED A),使得第一发光器110(LED A)可以执行发光操作。
在这种情况下,由于第二驱动模式下的第一时段和第二时段与第一驱动模式下的第一时段和第二时段基本相同,因此将省略对其的说明。
在第二驱动模式下的第一时段中,第一开关元件Q1导通,第二开关元件Q2和第三开关元件Q3关断。
此时,第一开关SW1和第二开关SW2中的一个导通以向DC-DC转换器施加输入电压。在此,为了便于描述,将描述第一开关SW1和第二开关SW2中的第一开关SW1导通并且第二开关SW2关断。因此,可以将48V的输入电压施加到DC-DC转换器的输入端子(优选地,第一节点N1)。
此外,在第一时段中,电流流过第一开关SW1、第一二极管D1、第一节点N1、第一电感器L1、第一开关元件Q1和第六节点N6。此外,电流对第一电感器L1充电,使得第一电感器L1积聚能量。
此外,在第二驱动模式下的第二时段中,第一开关元件Q1关断,并且第二开关元件Q2和第三开关元件Q3保持关断状态。即,在第二驱动模式下的第二时段中,在第一时段中导通的第一开关元件Q1关断。因此,在第一开关元件Q1的第一端子侧的电压变为零电压。此外,在第一电感器L1中积聚的能量通过第三二极管D3充入第一电容器C1中以形成高于输入电压的电压。
此外,充入第一电容器Cl的能量通过第五节点N5被供应给第一发光器110(LEDA)。
即,在第二时段中,电流通过第三二极管D3、第三节点N3、第一电容器C1、第五节点N5和第一个电阻R1被供应给第一发光器110(LED A)。
此外,DC-DC转换器可以在第三驱动模式下工作,以仅驱动第二发光器120(LEDB)。
DC-DC转换包括:第一时段,在第三驱动模式下,对第二电感器L2和第二电容器C2充电;以及第二时段,在第二时段中,将在第二电容器C2中积聚的能量输出。在第二时段中,将驱动电流供应到第二发光器120(LED B),使得第二发光器120(LED B)可以执行发光操作。
图8是示出第三驱动模式下的第一时段中的开关元件的操作状态和电流流动的图。图9是示出第三驱动模式下的第二时段中的开关元件的操作状态和电流流动的图。
参照图8,在第三驱动模式下的第一时段中,第一开关元件Q1和第三开关元件Q3关断,并且第二开关元件Q2导通。
此时,第一开关SW1和第二开关SW2中的一个导通,以向DC-DC转换器施加输入电压。在此,为了便于描述,将描述第一开关SW1和第二开关SW2中的第一开关SW1导通并且第二开关SW2关断。因此,可以将48V的输入电压施加到DC-DC转换器的输入端子(优选地,第一节点N1)。
此外,在第三驱动模式下的第一时段中,电流流过第一开关SW1、第一二极管D1、第一节点N1、第一电感器L1、第一电容器在C1、第三节点、第五节点、第二开关元件Q2、第二电感器L2、第八节点N8和第二电容器C2。此外,电流对第二电感器L2和第二电容器C2进行充电,使得第二电感器L2和第二电容器C2积聚能量。
在这种情况下,与第一驱动模式和第二驱动模式不同,在第三驱动模式下,电池的输入电压按原样施加到第五节点N5。此外,第一转换器172的第一开关元件Q1基本上不工作。在此,在第三驱动模式下,电流流过第一转换器172的第一电感器L1和第一电容器C1到达第二转换器174。因此,在第三驱动模式下,第一电感器L1和第一电容器C1用作L-C滤波器,从而去除了输入电压中包括的噪声。
这意味着当由于车辆的结构而延长线束时,第一转换器172的第一电感器L1和第一电容器C1用作第二发光器120(LED B)的滤波器,并且可以提高DC-DC转换器的可靠性。
此外,参照图9,在第三驱动模式下的第二时段中,第一开关元件Q1和第三开关元件Q3保持关断状态,并且第二开关元件Q2关断。因此,第二电容器C2中积聚的能量通过第八节点N8被供应给第二发光器120(LED B)。
即,在第二时段中,电流通过第二电容器C2、第八节点N8和第二电阻器R2被供应给第二发光器120(LED B)。
如上所述,在本发明中,L-C输出滤波器能够用来使输出噪声最小化,因此,能够增强需要高电压的负载中的L-C滤波器。
同时,如上所述,在第一驱动模式下,仅在第二转换器174工作的条件下,第三开关元件Q3才保持导通状态,并且在第二驱动模式和第三驱动模式下,第三开关元件Q3保持关断状态。即,第三开关元件Q3可以在第二转换器174工作并且输入电压高于电池电压的条件下工作。
例如,第三开关元件Q3在第二转换器174工作的条件下导通,并且将比电池电压高的60V电压输入到第二转换器174。
同时,在本发明中,如上所述,在构成DC-DC转换器的转换器170中优先布置升压型的第一转换器172,并且第二转换器170设置在第一转换器172的后端。
这是根据构成第一转换器172和第二转换器174的部件的布置来确定。即,第一电感器L1设置在升压型的第一转换器172的输入端子处。此外,第二开关元件Q2布置在降压型的第二转换器174的输入端子处。在这种情况下,在本发明中,根据每种驱动模式来执行开关元件的开关操作。在此,当第一转换器172和第二转换器174的位置改变时,构成第二转换器174的第二开关元件Q2接收电池的输入电压。在这种情况下,第二开关元件Q2根据脉冲宽度调制信号执行导通操作和关断操作。然而,在第二开关元件Q2执行关断操作的同时,可能会发生没有向后级供应电流的情况。因此,在本发明中,如上所述,优选地布置升压型的第一转换器172。此外,对于第二转换器174的功率转换操作,如上所述,通过调节悬置地的偏移来执行稳定的驱动。
另一方面,在本发明中,电池部130由分别供应不同输入电压的多个电池组成,因此,这可以应用于将48V电池的总线与近来开发的12V系统结合的电池混成方法。此外,本发明不仅用于混成方法,还可以在仅使用12V的电池方法或使用48V电池的电池方法中单独使用。
在这种情况下,当本发明的DC-DC转换器被应用于电池混成方法时,控制器180能够根据驱动模式选择施加输入电压的电池。
即,控制器180根据第一至第三驱动模式来控制第一开关SW1和第二开关SW2的操作,从而可以确定连接到DC-DC转换器的电池。
在这种情况下,在第一驱动模式下,控制器180使第一开关SW1导通并且使第二开关SW2关断。并且,在第一驱动模式下,将48V的输入电压施加到DC-DC转换器。即,在第一驱动模式下,第一转换器172和第二转换器174均工作。在这种情况下,为了提高第一转换器172的能量转换效率,从电池A140施加的输入电压与60V(其是第一转换器172的输出电压)没有很大的差异。
此外,在第一驱动模式下,不论电池的输入电压的大小,必须将施加到第五节点N5的60V电压转换为3V电压,从而产生相对于悬置地的偏移。在这种情况下,当偏移较大时,可以稳定地驱动第二转换器174的第二开关元件Q2。
因此,在本发明中,在第一驱动模式下,从电池A 140施加DC-DC转换器的输入电压。
此外,在第二驱动模式下,控制器180使第一开关SW1导通并且使第二开关SW2关断。在第二驱动模式下,将48V的输入电压施加到DC-DC转换器。即,在第二驱动模式下,第一转换器172工作。在这种情况下,为了提高第一转换器172的能量转换效率,从电池A 140施加输入电压,该输入电压与第一转换器172的60V输出电压没有很大的差异。
此外,在第三驱动模式下,控制器180使第一开关SW1关断并使第二开关SW2导通。在第三驱动模式下,将12V的输入电压施加到DC-DC转换器。即,在第三驱动模式下,第二转换器174工作。在这种情况下,为了提高第二转换器174的能量转换效率,从电池B 150施加与3V(其是第二转换器174的输出电压)没有很大差异的输入电压。此外,在第三驱动模式下,第三开关元件Q3保持在关断状态,因此悬置地不发生偏移。因此,为了确保供应给第二开关元件Q2的脉宽调制信号的稳定导通时间,从电池B 150向DC-DC转换器施加12V的输入电压。
图10是示出根据本发明示例性实施例的通过光源驱动装置驱动光源的方法的分步流程图。
参照图10,控制器180根据车辆的行驶状态在多个发光器中确定执行发光操作的发光器(步骤110)。例如,第一发光器110(LED A)可以是刹车灯,第二发光器120(LED B)可以是尾灯。并且,如果车辆的当前行驶状态是需要在夜间制动的状态,则可以确定第一发光器和第二发光器为执行发光操作的发光器。此外,当车辆的当前行驶状态是白天需要制动的状态时,控制器180可以确定仅第一发光器110(LED A)为执行发光操作发光器。此外,当车辆的当前行驶状态是夜间正常匀速行驶的状态时,则可以确定第二发光器为执行发光操作的发光器。
随后,当确定了执行发光操作的发光器,控制器180根据所确定的发光器来确定DC-DC转换器的驱动模式,并且根据所确定的驱动模式在多个电池中确定施加输入电压的电池(步骤120)。即,当第一发光器和第二发光器被确定为执行发光操作的发光器时,控制器180确定驱动模式为第一驱动模式,并相应地确定电池A 140为施加输入电压的电池。
此外,在确定仅第一发光器为执行发光操作的发光器时,控制器180确定驱动模式为第二驱动模式,并相应地确定电池A 140为施加输入电压的电池。
此外,在确定仅第二发光器为执行发光操作的发光器时,控制器180确定驱动模式为第二驱动模式,并相应地确定电池B 150为施加输入电压的电池。
随后,控制器180根据确定的电池来控制第一开关SW1和第二开关SW2的操作(步骤130)。即,当确定从电池A 140施加输入电压时,控制器180使第一开关SW1导通并且使第二开关SW2关断。此外,当确定从电池B 150施加输入电压时,控制器180使第一开关SW1关断并且使第二开关SW2导通。
此后,控制器180根据所确定的驱动模式输出控制信号以调节从电池施加到DC-DC转换器的输入电压的大小(步骤140)。即,控制器180输出脉冲宽度调制信号,以分别控制第一开关元件Q1、第二开关元件Q2和第三开关元件Q3的开关操作。
此外,对应于所确定的驱动模式,通过第一开关元件Q1、第二开关元件Q2和第三开关元件Q3的开关操作,电流被供应给第一发光器110(LED A)和/或第二发光器120(LED B),从而执行发光操作。
根据本发明的实施例,可以提供一种能够在需要不同电压的负载条件下分别驱动多个负载的集成DC-DC转换器。即,该DC-DC转换器包括:第一转换器,其连接到功率输入部;第一负载,其被设置在第一转换器的输出端子处;第二转换器,其被设置在第一转换器的输出端子处;以及第二负载,其被设置在第二转换器的输出端子处。如上所述,在本发明中,将多个转换器集成为一体,从而稳定地驱动需要不同电压的多个负载。因此,在本发明中,通过将多个转换器集成为一体,能够使设置转换器的空间最小化。此外,在本发明中,通过使第一转换器和第二转换器彼此共用至少一部分,可以显著减少所需的部件,从而降低产品成本。
此外,根据本发明的实施例提供了一种DC-DC转换器,该DC-DC转换器连接到48V电池和12V电池,并根据输入电压向每个负载稳定地提供驱动电压。此外,在本发明中,根据多个负载中要驱动的负载选择提供输入电压的电池。即,本发明中的DC-DC转换器既可以应用于包括12V和48V电池的双电池系统,也可以应用于仅包括其中之一的单电池系统。因此,在本发明中,通过根据负载条件从多个电池中选择提供输入电压的电池,能够提高能量转换效率,从而提高电子装置的效率。
此外,在本发明中,通过使用悬置地,能够稳定地驱动具有高输入电压和低正向电压的负载。此外,在本发明中,通过基于高占空比来控制开关元件,可以同时提高驱动电路的稳定性并提高效率。此外,在本发明中,通过使用L-C输出滤波器可以使输出噪声最小化,因此,能够增强需要高电压的负载中的L-C滤波器。
以上实施例中描述的特征、结构、效果等包括在至少一个实施例中,并且不必仅限于一个实施例。此外,每个实施例中示出的特征、结构、效果等可以由实施例所属领域的普通技术人员对其他实施例进行组合或修改。因此,与这样的组合和修改有关的内容应被解释为包括在实施例的范围内。
尽管以上已经描述了实施例,但是这些仅是示例,并不意在限制实施例,并且在不脱离本发明的本质特征的情况下,实施例所属领域的普通技术人员可以看到,分支转换和应用是可能的。例如,可以修改和实现在实施例中具体示出的每个部件。并且,与这些修改和应用有关的差异应被解释为包括在所附权利要求书中设定的实施例的范围内。

Claims (13)

1.一种DC-DC转换器,包括:
第一转换器,所述第一转换器被配置为通过根据施加到第一开关元件的脉冲控制信号调节输入电压的大小来输出第一输出电压;
第一发光器,所述第一发光器设置在所述第一转换器的输出端子处;
第二转换器,所述第二转换器连接到所述第一转换器的所述输出端子,并且被配置为通过根据施加到第二开关元件的脉冲控制信号调节所述输入电压或所述第一输出电压的大小来输出第二输出电压;
第二发光器,所述第二发光器设置在所述第二转换器的输出端子处;以及
控制器,所述控制器被配置为根据所述第一发光器和所述第二发光器的驱动模式来产生要被施加到所述第一开关元件和所述第二开关元件的脉冲控制信号,并且被配置为根据所产生的脉冲控制信号来控制所述第一开关和所述第二开关的开关操作,
其中,所述第一输出电压大于所述输入电压,所述第二输出电压小于所述第一输出电压和所述输入电压,
其中,所述驱动模式包括:
第一驱动模式,在所述第一驱动模式下,所述第一发光器和所述第二发光器都被打开;
第二驱动模式,在所述第二驱动模式下,所述第一发光器被打开,并且所述第二发光器被关闭;以及
第三驱动模式,在所述第三驱动模式下,所述第一发光器被关闭,并且所述第二发光器被打开。
2.根据权利要求1所述的DC-DC转换器,还包括:
第三开关元件,所述第三开关元件设置在所述输入电压所施加的所述第一转换器的输入端子与所述第二发光器的输出端子之间。
3.根据权利要求2所述的DC-DC转换器,其中,所述第一转换器包括:
第一电感器,所述第一电感器包括一个端子,所述输入电压施加到所述一个端子;
所述第一开关元件,所述第一开关元件具有与所述第一电感器的另一个端子连接的第一端子、与所述第一发光器的输出端子连接的第二端子和与所述控制器连接的第三端子;
第一二极管,所述第一二极管具有与所述第一电感器的另一个端子和所述第一开关元件的所述第一端子连接的阳极端子;以及
第一电容器,所述第一电容器的一个端子连接到所述第一二极管的阴极端子。
4.根据权利要求3所述的DC-DC转换器,其中,所述第二转换器包括:
所述第二开关元件,所述第二开关元件具有与所述第一二极管的所述阴极端子和所述第一电容器的所述一个端子连接的第一端子和与所述控制器连接的第二端子;
第二二极管,所述第二二极管具有与所述第二开关元件的所述第二端子连接的所述阴极端子和与所述第一电容器的另一个端子连接的阳极端子;
第二电感器,所述第二电感器的一个端子连接到所述第二二极管的所述阴极端子和所述第二开关元件的所述第二端子;以及
第二电容器,所述第二电容器的一个端子连接到所述第二电感器的另一个端子,所述第二电容器的另一个端子连接到所述第二二极管的所述阳极端子。
5.根据权利要求2所述的DC-DC转换器,其中,所述第三开关元件根据所述第一驱动模式的时段在导通状态和关断状态下工作,并且在所述第二驱动模式和所述第三驱动模式下保持关断状态。
6.一种光源驱动装置,包括:
电池部,所述电池部包括供应第一输入电压的第一电池和供应比第一输入电压小的第二输入电压的第二电池;
DC-DC转换器,所述DC-DC转换器被配置为从所述电池部接收所述第一输入电压和所述第二输入电压中的任意一个,根据驱动模式,基于输入电压向第一发光器输出第一输出电压,并且基于所述第一输出电压和所述输入电压中的任意一个向第二发光器输出第二输出电压;和
开关,所述开关被设置在所述电池部与所述DC-DC转换器之间并且连接在所述DC-DC转换器与所述第一电池和所述第二电池中的任意一个之间,
其中,所述DC-DC转换器包括:
升压转换器,所述升压转换器设置在所述电池部与所述第一发光器之间,并且被配置为根据第一开关元件的开关操作对所施加的输入电压进行升压,以输出所述第一输出电压;和
降压转换器,所述降压转换器设置在所述升压转换器的输出端子与所述第二发光器之间,并且所述降压转换器根据第二开关元件的开关操作,通过对所施加的输入电压或通过所述升压转换器输出的所述第一输出电压进行降压,输出所述第二输出电压,
第三开关元件,所述第三开关元件设置在所述升压转换器的输入端子与所述第二发光器的输出端子之间,并且被配置为根据所述驱动模式选择性地执行导通操作,以将所述第二发光器的所述输出端子连接到所述升压转换器的所述输入端子。
7.根据权利要求6所述的光源驱动装置,其中,所述第一输出电压大于所述第一输入电压和所述第二输入电压,并且
其中,所述第二输出电压小于所述第一输出电压、所述第一输入电压和所述第二输入电压。
8.根据权利要求6所述的光源驱动装置,其中,所述升压转换器包括:
第一电感器,所述第一电感器包括连接到所述开关的一个端子,所述第一输入电压或所述第二输入电压施加到所述一个端子;
所述第一开关元件,所述第一开关元件具有与所述第一电感器的另一个端子连接的第一端子、与所述第一发光器的输出端子连接的第二端子和与控制器连接的第三端子;
第一二极管,所述第一二极管具有与所述第一电感器的另一个端子和所述第一开关元件的所述第一端子连接的阳极端子;以及
第一电容器,所述第一电容器的一个端子连接到所述第一二极管的阴极端子,并且
其中,所述降压转换器包括:
第二开关元件,所述第二开关元件具有与所述第一二极管的所述阴极端子和所述第一电容器的一个端子连接的第一端子和与所述控制器连接的第二端子;
第二二极管,所述第二二极管具有与所述第二开关元件的第二端子连接的阴极端子和与所述第一电容器的另一个端子连接的阳极端子;
第二电感器,所述第二电感器的一个端子连接到所述第二二极管的所述阴极端子和所述第二开关元件的所述第二端子。
9.根据权利要求8所述的光源驱动装置,其中,所述驱动模式包括:
第一驱动模式,在所述第一驱动模式下,所述第一发光器和所述第二发光器都被打开;
第二驱动模式,在所述第二驱动模式下,所述第一发光器被打开,并且所述第二发光器被关闭;以及
第三驱动模式,在所述第三驱动模式下,所述第一发光器被关闭,并且所述第二发光器被打开,并且
其中,所述第三开关元件根据所述第一驱动模式的时段在导通状态和关断状态下工作,并且在所述第二驱动模式和所述第三驱动模式下保持关断状态,
其中,所述开关被配置为在所述第一驱动模式和所述第二驱动模式下将所述第一电池与所述DC-DC转换器连接,并且在所述第三驱动模式下将所述第二电池与DC-DC转换器连接。
10.一种DC-DC转换器,包括:
第一转换器,所述第一转换器被配置为通过根据施加到第一开关元件的脉冲控制信号调节输入电压的大小来输出第一输出电压;
第一发光器,所述第一发光器设置在所述第一转换器的输出端子处;
第二转换器,所述第二转换器连接到所述第一转换器的所述输出端子,并且被配置为通过根据施加到第二开关元件的脉冲控制信号调节所述输入电压或所述第一输出电压的大小来输出第二输出电压;
第二发光器,所述第二发光器设置在所述第二转换器的输出端子处;
第三开关元件,所述第三开关元件设置在所述输入电压所施加的所述第一转换器的输入端子与所述第二发光器的输出端子之间;以及
控制器,所述控制器被配置为根据所述第一发光器和所述第二发光器的驱动模式来产生要被施加到所述第一开关元件和所述第二开关元件的脉冲控制信号,并且被配置为根据所产生的脉冲控制信号来控制所述第一开关和所述第二开关的开关操作,
其中,所述第一输出电压大于所述输入电压,所述第二输出电压小于所述第一输出电压和所述输入电压。
11.根据权利要求10所述的DC-DC转换器,其中,所述第一转换器包括:
第一电感器,所述第一电感器包括一个端子,所述输入电压施加到所述一个端子;
所述第一开关元件,所述第一开关元件具有与所述第一电感器的另一个端子连接的第一端子、与所述第一发光器的所述输出端子连接的第二端子和与所述控制器连接的第三端子;
第一二极管,所述第一二极管具有与所述第一电感器的另一个端子和所述第一开关元件的所述第一端子连接的阳极端子;以及
第一电容器,所述第一电容器的一个端子连接到所述第一二极管的阴极端子。
12.根据权利要求10所述的DC-DC转换器,其中,所述驱动模式包括:
第一驱动模式,在所述第一驱动模式下,所述第一发光器和所述第二发光器都被打开;
第二驱动模式,在所述第二驱动模式下,所述第一发光器被打开,并且所述第二发光器被关闭;以及
第三驱动模式,在所述第三驱动模式下,所述第一发光器被关闭,并且所述第二发光器被打开。
13.根据权利要求12所述的DC-DC转换器,其中,所述第三开关元件根据所述第一驱动模式的时段在导通状态和关断状态下工作,并且在所述第二驱动模式和所述第三驱动模式下保持关断状态。
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