CN116472198A - 用于驱动发光元件的半导体集成电路、发光元件驱动装置、发光装置及车辆 - Google Patents

用于驱动发光元件的半导体集成电路、发光元件驱动装置、发光装置及车辆 Download PDF

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Abstract

用于驱动发光元件的这种半导体集成电路构成发光元件驱动装置的至少一部分，所述发光元件驱动装置被配置为改变串联连接的多个发光元件的灯的数量。所述用于驱动发光元件的半导体集成电路具有可变电阻控制单元，所述可变电阻控制单元被配置为紧接在所述灯的数量减少的时刻之前并且同时增大与所述多个发光元件串联连接的可变电阻器的电阻值。

Description

用于驱动发光元件的半导体集成电路、发光元件驱动装置、发 光装置及车辆
技术领域
本文中公开的本发明涉及用于驱动发光元件的半导体集成电路。本文中公开的本发明还涉及一种发光元件驱动装置，并且涉及一种发光装置和采用这种发光元件驱动装置的车辆。
背景技术
车辆的前照灯被配置成能够在前照灯通过发射近光而用作路过前照灯的状态与前照灯通过发射比近光更能到达前方的远光而用作巡航前照灯的状态之间进行切换。
在专利文献1中公开了用作车辆前照灯的发光装置的一个示例。在专利文献1中公开的发光装置(LED照明电路)具有串联连接的多个发光元件，并且被配置为在用作巡航前照灯的状态下点亮所有的发光元件，并且在用作路过前照灯的状态下，使发光元件的一部分短路以仅点亮发光元件的其余部分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-47047号公报(第0029至0033段)
发明内容
本发明要解决的问题
在专利文献1中公开的发光装置(LED照明电路)中，当从用作巡航前照灯的状态切换到用作路过前照灯的状态时，用于驱动发光元件的DC-DC转换器的输出电压下降。输出电压的下降使得存储在DC-DC转换器中的输出电容器中的电荷从输出电容器放电。这在DC-DC转换器的输出电流中瞬间引起过电流，并且过电流瞬间通过未短路的LED。即，当从用作巡航前照灯的状态切换到用作路过前照灯的状态时，未短路的LED被损坏。
在专利文献1中，当从用于行进的远光的状态切换到用于迎面而来的汽车的近光的状态时，LED分两步短路，使得DC-DC转换器的输出电压分两步下降，从而减少过电流。
然而，在专利文献1中公开的发光装置(LED照明电路)仅仅减小了过电流的幅度，并且没有提供过电流的基本解决方案。因此，由于输出电压的第一状态下降而产生的预定输出电压Va的值和保持该预定输出电压Va的保持时间t1的值需要通过试探法(cut-and-try method)进行实验优化，使得过电流可以可靠地减小到期望值。上述Va和t1的最佳值随着LED规格的变化或各个LED之间的变化而变化；因此，利用专利文献1中公开的发光装置(LED照明电路)，难以保证过电流减小到期望值。
除了如上所述从远光切换到近光之外，控制车辆上的灯可以包括：例如用于顺序地点亮多个发光元件的控制，用于顺序地区分多个发光元件的控制，用于点亮以矩阵形式布置以显示动画的多个发光元件的控制，用于将多个发光元件点亮为ADB(自适应驱动光束)的控制等，并且由于被点亮的发光元件的数量减少，任何这样的控制都可能导致高电流通过发光元件。
解决问题的手段
根据本文中公开的一个方面，用于驱动发光元件的半导体集成电路形成发光元件驱动装置的至少一部分，该发光元件驱动装置被配置为改变串联连接的多个发光元件中被点亮的发光元件的数量。所述半导体集成电路包括可变电阻器控制器，该可变电阻器控制器被配置为紧接在点亮的发光元件的数量减少的时间点之前或同时增大与多个发光元件串联连接的可变电阻器的电阻值。
根据本文所公开内容的另一方面，一种发光元件驱动装置包括：调节器，该调节器被配置为改变串联连接的多个发光元件中被点亮的发光元件的数量；以及可变电阻器控制器，该可变电阻器控制器被配置为紧接在点亮的发光元件的数量减少的时间点之前或同时增大与多个发光元件串联连接的可变电阻器的电阻值。
根据本文中公开的又一方面，一种发光装置包括根据上述配置的发光元件驱动装置和多个发光元件。
根据本文中公开的又一方面，一种车辆包括根据上述配置的发光装置。
发明的效果
利用根据本文中公开的用于驱动发光元件的半导体集成电路、发光元件驱动装置、发光装置和车辆，当被点亮的发光元件的数量减少时，可以防止大电流通过发光元件。
附图说明
图1是示出发光装置的一个配置示例的图。
图2是示出DC-DC转换器的输出电压、馈送到发光二极管的电压和LED电流的波形的时序图。
图3是示出在既没有提供放电电路也没有提供箝位元件的情况下观察到的DC-DC转换器的输出电压、馈送到发光二极管的电压和LED电流的波形的时序图。
图4是示出发光二极管的状态的时序图。
图5是示出LED开关电路的一个配置示例的图。
图6是安装有发光装置的车辆的外部视图(前视图)。
图7是安装有发光装置的车辆的外部视图(后视图)。
图8是LED前照灯模块的外部视图。
图9是LED闪烁灯模块的外部视图。
图10是LED尾灯模块的外部视图。
图11是示出发光装置的修改示例的图。
具体实施方式
在本说明书中，MOS场效应晶体管表示其中栅极被构造为具有以下至少三层的场效应晶体管：具有低电阻值的导电体层或诸如多晶硅的半导体层，绝缘层，以及P型、N型或本征半导体层。即，MOS场效应晶体管的栅极结构不限于由金属、氧化物和半导体组成的三层结构。
<发光装置>
图1是示出发光装置的一个配置示例的图。图1所示的发光装置包括发光元件驱动IC 100。图1所示的发光装置包括作为发光元件的发光二极管Z0至Z7和用于驱动发光元件的发光元件驱动装置。发光元件驱动装置包括发光元件驱动IC 100。
图1所示的发光装置包括线圈L1，作为开关元件的N沟道MOS场效应晶体管(以下称为NMOS晶体管)M1，肖特基势垒二极管D1和输出电容器C1。
线圈L1、NMOS晶体管M1、肖特基势垒二极管D1和输出电容器C1构成升压/降压(升压/降压)型DC-DC转换器。DC-DC转换器将直流输入电压VIN转换为直流输出电压VOUT。
图1所示的发光装置包括感测电阻器R1和R2，作为可变电阻器的P沟道MOS场效应晶体管(以下称为PMOS晶体管)M2、发光二极管Z0至Z7、二极管D2、电容器C2至C4以及电阻器R3至R4。
发光元件驱动IC 100是半导体集成电路装置(所谓的LED驱动器IC),其具有集成在其中的恒压电路1、通信接口2、控制逻辑电路3、LED(发光二极管)切换电路4、运算放大器5和6、加法器7、误差放大器8、振荡器9、斜坡电路10、比较器11、升压驱动电路12、运算放大器13、加法器14、放电电路15、箝位元件16以及二极管D3和D4。为了与外部建立电连接，发光元件驱动IC 100还具有端子VIN、端子GL、端子PGND、端子IS、端子SNSP、端子SNSN、端子PGATE、端子BOOT、端子PSW、端子CH8至CH0、端子TX、端子RX、端子COMP和端子RT。
输入电压VIN连接到端子VIN、线圈L1的一个端子、输出电容器C1的一个端子、以及二极管D2的阴极。线圈L1的另一个端子连接到NMOS晶体管M1的漏极和肖特基势垒二极管D1的阳极。NMOS晶体管M1的源极连接到感测电阻器R1的一个端子和端子IS。感测电阻器R1的另一个端子连接到地电位和端子PGND。NMOS晶体管M1的栅极连接到端子GL。通过NMOS晶体管M1的开关操作，具有矩形波形的开关电压VSW出现在线圈L1的另一端。开关电压VSW被馈送到电容器C2的一个端子。电容器C2的另一个端子连接到端子BOOT。
肖特基势垒二极管D1的阴极连接到输出电容器C1的另一个端子、感测电阻器R2的一个端子、端子SNSP和端子OUT。在输出电容器C1的另一端，出现输出电压VOUT。输出电压VOUT由被平滑的开关电压VSW产生。输出电压VOUT被馈送到电容器C3的一个端子。电容器C3的另一个端子连接到端子PSW。
感测电阻器R2的另一个端子连接到PMOS晶体管M2的源极和端子SNSN。PMOS晶体管M2的栅极连接到端子PGATE。PMOS晶体管M2的漏极连接到端子CH8。LED驱动电流ILED通过感测电阻器R2和PMOS晶体管M2，并且被馈送到发光二极管Z0至Z8中被点亮的发光二极管。
发光二极管Zm的阳极连接到端子CH(m+1)，发光二极管Zm的阴极连接到端子CHm。这里，m是0或更大但是7或更小的任何整数。二极管D2的阳极连接到端子CH0。当端子CH0接地短路时，端子VIN和端子GND一起短路，并且高电流从端子VIN流过。当端子CH1至CH7中的至少一个接地短路时，二极管D2防止电流通过LED开关电路4内的开关中的寄生二极管。二极管D2可以是例如肖特基势垒二极管。
用于设置时钟频率的电阻器R3的一个端子连接到端子RT。电阻器R3的另一个端子连接到地电位。
电阻器R4的一个端子连接到端子COMP。电阻器R4的另一个端子经由用于相位补偿的电容器C4连接到地电位。
恒压电路1使用经由端子VIN馈入的输入电压VIN产生恒压VREG，并且将恒压VREG馈送到发光元件驱动IC 100中的不同电路块。
通信接口2经由端子RX接收从外部馈送的信号，并且经由端子TX将从控制逻辑电路3输出的信号发送到外部。通信接口可以是例如UART(通用异步接收器-发射器)接口。通信接口2接收的信号可以是例如指示发光二极管Z0至Z7的发光状态的指示信号。通信接口2发送的信号可以是例如指示故障的故障指示信号。
控制逻辑电路3基于通信接口2接收的信号控制LED开关电路4。控制逻辑电路3设置通过将输入电压VIN分压而获得的分压电压VDIV与对应于目标电流的第二电压V2的值的分压比。通过改变第二电压V2的值来实现所谓的DC调光。
在控制逻辑电路3的控制下，LED开关电路4从发光二极管Z0至Z7中选择要点亮的发光二极管。即，控制逻辑电路3和LED开关电路4改变点亮的发光二极管Z0至Z7的数量。LED开关电路4关断与要点亮的发光二极管并联连接的开关，并且接通与要熄灭的发光二极管并联连接的开关。LED开关电路4使用经由端子PSW馈入的电压作为电源电压。二极管D4的阴极连接到端子PSW，二极管D4的阳极和二极管D3的阴极连接到端子BOOT，并且恒定电压VREG被馈送到二极管D3的阳极。
运算放大器5输出分压电压VDIV和第二电压V2中较低的一个。这样，当分压电压VDIV低于第二电压V2时，可以根据输入电压VIN的下降来降低LED电流ILED。运算放大器5的输出电压被馈送到误差放大器8的反相输入端子。
运算放大器6的非反相输入端子连接到端子SNSP，而运算放大器6的反相输入端子连接到端子SNSN。运算放大器6输出与感测电阻器R2上的电压一致的电压。
运算放大器6的输出电压被加法器7偏置为高出0.166V。由加法器7产生的第一电压V1被馈送到误差放大器8的非反相输入端子和运算放大器13的非反相输入端子。第一电压V1是基于上述DC-DC转换器的输出电流(即LED电流ILED)的电压。
误差放大器8根据第一电压V1和运算放大器5的输出电压之间的差产生误差电压VERR。
振荡器9生成时钟信号CK。时钟信号CK的时钟频率由连接到端子RT的电阻器R3的电阻值确定。时钟信号CK被馈送到斜坡电路10和升压驱动电路12。
斜坡电路10使用时钟信号CK产生具有三角形或锯齿形波形的斜坡电压VSLP。斜坡电压VSLP的梯度根据馈送到端子IS的电压(即，NMOS晶体管M1的源极电压)而变化。
比较器11将误差电压VERR与斜坡电压VSLP进行比较，并将比较结果馈送到升压驱动电路12。
基于时钟信号CK和来自比较器11的输出，升压驱动电路12产生用于NMOS晶体管M1的选通信号，并且经由端子GL将其馈送到NMOS晶体管M1的栅极。
通过上述电路配置，除非分压电压VDIV低于第二电压V2，否则上述DC-DC转换器经受反馈控制，使得LED电流ILED保持接近目标电流。
根据来自控制逻辑电路3的指令，紧接在点亮的发光二极管Z0至Z7的数量减少的时间点之前，运算放大器13增大与发光二极管Z0至Z7串联连接的PMOS晶体管M2的电阻值。运算放大器13使用馈送到端子OUT的输出电压VOUT作为电源电压。
控制逻辑电路3预先掌握发光二极管Z0至Z7的点亮状态的控制方法，能够紧接在点亮的发光二极管Z0至Z7的数量减少的时间点之前，指示运算放大器13增大PMOS晶体管M2的电阻值。
通过增大PMOS晶体管M2的电阻值，能够抑制在点亮的发光二极管Z0至Z7的数量减少的情况下LED电流ILED的增大。
发光元件驱动IC 100被配置为不感测LED电流ILED的增加并且基于感测结果增大PMOS晶体管M2的电阻值，而是在LED电流ILED增加之前增大PMOS晶体管M2的电阻值。因此，与感测LED电流ILED的增加并基于感测结果增大PMOS晶体管M2的电阻值的配置相比，发光元件驱动IC 100可以更迅速地增大PMOS晶体管M2的电阻值。即，与感测LED电流ILED的增加并基于感测结果增大PMOS晶体管M2的电阻值的配置相比，发光元件驱动IC 100可以更有效地抑制LED电流ILED的增加。
图2是示出DC-DC转换器的输出电压VOUT、馈送到发光二极管Z7的电压VCH8和LED电流ILED的波形的时序图。图2是当点亮的发光二极管Z0至Z7的数量逐一减少时观察到的时序图。图2中的虚线示出了控制逻辑电路3减少点亮的发光二极管Z0至Z7的数量的时间点。
从控制逻辑电路3减少点亮的发光二极管Z0至Z7的数量的时间点开始，观察输出电压VOUT和电压VCH8之间的差较大的周期。然而，由于PMOS晶体管M2的电阻值提前增加，所以PMOS晶体管M2限制了LED电流ILED；这抑制了在输出电压VOUT和电压VCH8之间具有大差值的周期期间LED电流ILED的增加。
在该实施方式中，运算放大器13保持PMOS晶体管M2的电阻值在从点亮的发光二极管Z0至Z7的数量减少的时间点10μs之前到点亮的发光二极管Z0至Z7的数量减少的时间点几十微秒之后的时段期间与任何其他时段(在稳定操作期间)相比增加。根据输出电压VOUT降低的周期(转换速率)来确定PMOS晶体管M2的电阻值增大多少。例如，PMOS晶体管M2的电阻值可以保持增加，直到PMOS晶体管M2瞬间截止或在PMOS晶体管M2保持导通的范围内。在稳定操作期间，运算放大器13保持PMOS晶体管M2完全导通，以便使PMOS晶体管M2中的功率损耗最小化。
紧接在点亮的发光二极管Z0至Z7的数量减少的时间点之前的时间长度不限于10μs；作为替代，例如可以将其设置在1μs至100μs之间的范围内。PMOS晶体管M2的电阻值可以增大，而不是紧接在点亮的发光二极管Z0至Z7的数量减少的时间点之前，同时与点亮的发光二极管Z0至Z7的数量减少的时间点相同。
虽然紧接在点亮发光二极管Z0至Z7的时间点之后的时间长度不限于10μs，但是优选将其设置在例如1至100μs之间的范围内。紧接在点亮发光二极管Z0至Z7的时间点之前和之后的设定周期可以与本实施方式中的相同，或者可以与本实施方式中的不同。
第二电压V2被加法器14偏置为高出0.2V。已经被加法器14偏置的第二电压V2被馈送到运算放大器13的反相输入端子。
运算放大器13根据已经通过加法器14偏置的第一电压V1和第二电压V2之间的差来控制PMOS晶体管M2。因此，当LED电流ILED比目标电流高出预定值或更大时，运算放大器13可以通过增大PMOS晶体管M2的电阻值来限制LED电流ILED。例如，可以通过改变加法器14中的偏置电压(本实施方式中为0.2V)的值来调整上述预定值。此外，当LED电流ILED比目标电流高出预定值或更大时，这脱离上述稳定操作。
尽管在该实施方式中，加法器14使第二电压V2偏置，但是也可以是这样一种配置，其中代替或除了加法器14使第二电压V2偏置之外，提供用于使第一电压V1偏置的加法器，并且将已经偏置的第一电压V1馈送到运算放大器13的非反相输入端子。同样在该修改示例中，当LED电流ILED比目标电流高出预定值或更大时，运算放大器13可以通过增大PMOS晶体管M2的电阻值来限制LED电流ILED。在该修改示例中，可以例如通过改变施加到第一电压V1的偏置电压的值，或者又例如通过改变施加到第一电压V1的偏置电压的值和施加到第二电压V2的偏置电压的值中的至少一个来调整预定值。
当运算放大器13保持PMOS晶体管M2的电阻值与稳定操作期间相比增大时，放电电路15从误差放大器8的输出端子汲取电流。这样，当PMOS晶体管M2的电阻值与稳定操作期间相比增大时，误差电压VERR下降；因此，升压驱动电路12控制NMOS晶体管M1的开关，使得LED电流ILED下降。与稳定操作期间相比，当PMOS晶体管M2的电阻值增大时，可以抑制PMOS晶体管M2中的功率损耗。
对放电电路15汲取的电流值没有特别的限制。例如，基于端子PGATE的控制状态来设置由放电电路15汲取的电流值。在这种情况下，放电电路15可以包括电流镜像电路，并且从误差放大器8的输出端子汲取通过端子PGATE的电流的镜像电流。或者，又例如，放电电路15可以包括恒定电流电路并且从误差放大器8的输出端子汲取恒定电流。对于又一示例，放电电路15可以包括可变电流电路，并且基于外部连接的分立部件的电路常数、由通信接口2接收的信号等来设置可变电流电路的输出电流值，以便从误差放大器8的输出端子汲取可变电流电路的输出电流。
箝位元件16箝位误差电压VERR的下限。对于箝位元件16，例如可以使用齐纳二极管等。如果误差电压VERR由于放电电路15汲取电流而变得太低，则其可能导致在返回到稳定操作时LED电流ILED不足。提供箝位元件16有助于防止LED电流ILED在返回稳定操作时变得不足。
图3是示出当不设置放电电路15和箝位元件16时观察到的DC-DC转换器的输出电压VOUT、馈送到发光二极管Z7的电压VCH8和LED电流ILED的波形的时序图。与图2一样，图3是当点亮的发光二极管Z0至Z7的数量逐一减少时观察到的时序图。与图2中的虚线类似，图3中的虚线示出了控制逻辑电路3减少点亮的发光二极管Z0至Z7的数量的时间点。
在图3中，与图2相比，在输出电压VOUT和电压VCH8之间具有大差值以及在PMOS晶体管M2中具有大的功率损耗的周期更长。因此，优选地如实施方式中那样设置放电电路15。进一步优选的是设置如实施方式中的箝位元件16，以便防止LED电流ILED在返回到稳定操作时变得不足。
控制逻辑电路3可以执行PWM(脉宽调制)调光。具体地，当执行PWM调光时，控制逻辑电路3生成PWM信号，并且基于该PWM信号，接通并关断与要点亮的发光二极管并联连接的开关。即，当执行PWM调光时，被点亮的发光二极管不是始终点亮，而是基于PWM信号来切换发光二极管是点亮还是熄灭。
控制逻辑电路3基于例如由通信接口2接收的信号来设置PWM信号的占空比。
优选地，控制逻辑电路3和LED开关电路4具有这样的模式(相移模式)，在该模式中，在发光二极管Z0至Z7之间从点亮切换到熄灭的定时发生偏移。当所有发光二极管Z0至Z7在相移模式下通过PWM调光被点亮时，控制逻辑电路3和LED开关电路4可以如图4所示的时序图中那样点亮发光二极管Z0至Z7。
图4中的虚线示出了任何发光二极管Z0至Z7从点亮切换到熄灭的时间点。图4中的实心黑色部分示出了熄灭周期，而图4中的空心部分示出了点亮周期。
图5是示出LED开关电路4的一个配置示例的图。
LED开关电路4包括开关SW0至SW7。开关SW0至SW7通过控制逻辑电路3被分别接通和关断。开关SW0的一个端子连接到端子CH0。开关SW0的另一个端子和开关SW1的一个端子连接到端子CH1。开关SW1的另一个端子和开关SW2的一个端子连接到端子CH2。开关SW2的另一个端子和开关SW3的一个端子连接到端子CH3。开关SW3的另一个端子和开关SW4的一个端子连接到端子CH4。开关SW4的另一个端子和开关SW5的一个端子连接到端子CH5。开关SW5的另一个端子和开关SW6的一个端子连接到端子CH6。开关SW6的另一个端子和开关SW7的一个端子连接到端子CH7。开关SW7的另一个端子连接到端子CH8。
LED开关电路4包括用于感测端子CH0处的接地故障的比较器41。比较器41是滞后比较器，并且将馈送到端子CH0的电压与阈值电压进行比较以输出比较结果。如果馈送到端子CH0的电压等于或高于阈值电压，则比较器41的输出信号处于低电平(指示正常状态的电平)，而如果馈送到端子CH0的电压低于阈值电压，则比较器41的输出信号处于高电平(指示端子CH0处的接地故障的电平)。在比较器41中使用的阈值电压根据比较器41的输出信号的电平在零阈值电压VTH0和第一阈值电压VTH1之间移位。比较器41的输出信号被发送到控制逻辑电路3。
LED开关电路4包括用于感测端子CH2处的接地故障的比较器42。比较器42是滞后比较器，并且将馈送到端子CH2的电压与阈值电压进行比较以输出比较结果。如果馈送到端子CH2的电压等于或高于阈值电压，则比较器42的输出信号处于低电平(指示正常状态的电平)，而如果馈送到端子CH2的电压低于阈值电压，则比较器42的输出信号处于高电平(指示端子CH2处的接地故障的电平)。在比较器42中使用的阈值电压根据比较器42的输出信号的电平在第二阈值电压VTH2和第三阈值电压VTH3之间移位。比较器42的输出信号被发送到控制逻辑电路3。
LED开关电路4包括用于感测端子CH4处的接地故障的比较器43。比较器43是滞后比较器，并且将馈送到端子CH4的电压与阈值电压进行比较以输出比较结果。如果馈送到端子CH4的电压等于或高于阈值电压，则比较器43的输出信号处于低电平(指示正常状态的电平)，而如果馈送到端子CH4的电压低于阈值电压，则比较器43的输出信号处于高电平(指示端子CH4处的接地故障的电平)。在比较器43中使用的阈值电压根据比较器43的输出信号的电平在第四阈值电压VTH4和第五阈值电压VTH5之间移位。比较器43的输出信号被发送到控制逻辑电路3。
LED开关电路4包括用于感测端子CH6处的接地故障的比较器44。比较器44是滞后比较器，并且将馈送到端子CH6的电压与阈值电压进行比较以输出比较结果。如果馈送到端子CH6的电压等于或高于阈值电压，则比较器44的输出信号处于低电平(指示正常状态的电平)，而如果馈送到端子CH6的电压低于阈值电压，则比较器44的输出信号处于高电平(指示端子CH6处的接地故障的电平)。在比较器44中使用的阈值电压根据比较器44的输出信号的电平在第六阈值电压VTH6和第七阈值电压VTH7之间移位。比较器44的输出信号被发送到控制逻辑电路3。
LED开关电路4包括用于感测端子CH8处的接地故障的比较器45。比较器45是滞后比较器，并且将馈送到端子CH8的电压与阈值电压进行比较以输出比较结果。如果馈送到端子CH8的电压等于或高于阈值电压，则比较器45的输出信号处于低电平(指示正常状态的电平)，而如果馈送到端子CH8的电压低于阈值电压，则比较器45的输出信号处于高电平(指示端子CH8处的接地故障的电平)。在比较器45中使用的阈值电压根据比较器45的输出信号的电平在第八阈值电压VTH8和第九阈值电压VTH9之间移位。比较器45的输出信号被发送到控制逻辑电路3。
在本实施方式中，比较器41至45的输出信号被发送到控制逻辑电路3；相反，比较器41至45的输出信号“或”可以被发送到控制逻辑电路3。如果来自比较器41至45的输出信号“OR”处于高电平，则端子CH0、CH2、CH4、CH6和CH8中的至少一个被短路接地。在该实施方式中，比较器41至45构成接地故障检测器；相反，例如，可以仅提供比较器41，或者相反地，可以添加用于感测端子CH1处的接地故障的比较器等。
当上述接地故障检测器检测到接地故障时，控制逻辑电路3作为暂停向发光二极管Z0至Z7提供电流的保护器而操作。例如，当接地故障检测器检测到接地故障时，控制逻辑电路3控制升压驱动电路12以停止上述DC-DC转换器的操作。这样，当发生接地故障时，可以防止电流继续通过PMOS晶体管M2并导致PMOS晶体管M2中的损耗。
LED开关电路4包括检测发光二极管Zm中的开路故障的开路检测电路DETm。如果当开关SWm关断时，发光二极管Zm两端的电压高于预定值(略高于发光二极管Zm两端的正向电压的值)，则开路检测电路DETm检测发光二极管Zm中的开路故障。这里，m是0或更大但是7或更小的任何整数。
开路检测电路DET0至DET7的检测结果被发送到控制逻辑电路3。当由开路检测电路DET0至DET7中的至少一个检测到发光二极管中的开路故障时，控制逻辑电路3接通开关SW0至SW7中的与已经被检测为开路的发光二极管并联连接的开关，以形成旁路已经被检测为开路的发光二极管的旁路线路。这样，即使发光二极管Z0至Z7的一部分变为开路，也可以防止发光二极管Z0至Z7全部熄灭。
然而，由于点亮的发光二极管Z0至Z7的数量减少，作为开路故障检测的结果而形成的旁路路由可能导致LED电流ILED中的过电流。因此，在由开路检测电路DET0至DET7中的至少一个检测开路故障的同时，控制逻辑电路3增大PMOS晶体管M2的电阻值。这样，可以抑制由开路故障的检测引起的LED电流ILED的增加。从在检测到开路故障时尽可能快地形成旁路线路的观点来看，在该实施方式中，代替在PMOS晶体管M2的电阻值增大之后形成旁路线路，在PMOS晶体管M2的电阻值开始增大的同时开始形成旁路线路。然而，如在图1所示的电路示例中，在上述DC-DC转换器的输出电压VOUT在发光二极管Z0至Z7的一部分由于DC-DC转换器中的慢响应而变为开路之后花费时间增加的配置中，在检测到发光二极管Z0至Z7的一部分中的开路故障时，可以首先增大PMOS晶体管M2的电阻值，然后形成旁路路线。
<应用>
例如，如图6和图7所示，上述发光装置可以适当地用作车辆X10的前照灯(根据需要包括远光、近光、位置灯、雾灯等)X11、日间行车灯(DRL)X12的光源、尾灯(根据需要包括位置灯、倒车灯等)X13、刹车灯X14或闪光灯X15。
上述发光装置可以作为模块(例如图8中的LED前照灯模块Y10、图9中的LED闪光灯模块Y20和图10中的LED后灯模块Y30)来设置。发光装置可以以具有控制待点亮的发光元件的数量的功能的驱动装置的形式来设置，作为具有发光二极管的半成品，发光元件驱动IC的外部装配的部件等从上述发光装置中省略。
<其他>
这里公开的实施方式应当被认为在每一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不是由上面给出的实施例的描述限定的，而是由所附权利要求书的范围限定的，并且应当被理解为包括在等同于权利要求书的意义和范围内的任何修改。
虽然作为示例，上述实施方式涉及使用发光二极管作为发光元件的配置，但这并不意味着限制如何实现本发明。例如，可以使用有机EL(电致发光)元件作为发光元件。
虽然作为示例，上述实施方式涉及使用PMOS晶体管作为可变电阻器的配置，但这并不意味着限制如何实现本发明。例如，也可以使用除了PMOS晶体管之外的任何有源元件。
虽然在上述实施方式中，单个发光二极管连接在端子CH(m+1)和CHm之间，但是多个发光二极管可以连接在端子CH(k+1)和CHk(k是0或更大但是7或更小的任何整数)之间。当多个发光二极管连接在端子CH(k+1)和CHk之间时，将多个发光二极管作为一个组来处理，从而对每个这样的组执行点亮和熄灭之间的切换。此外，有必要控制馈送到端子CH8的电压VCH8以使其不会超过额定值。图11示出了多个发光二极管连接在端子CH(k+1)和CHk之间的配置的示例。在图11所示的修改示例中，两个发光二极管连接在端子CH(k+1)和CHk之间，其中k＝0、1、2和3。
然而，在上述实施方式中，九个端子CH0至CH8可以连接到发光二极管，可以连接到发光二极管的端子的数量不限于九个；其可以是除了九个之外的两个或更多个的任何数量。
虽然上述实施方式涉及发光装置包括单个发光元件驱动IC 100的配置，但是也可以将对应于发光元件驱动IC 100的部分配置为具有多个IC。例如，对应于通信接口2、控制逻辑电路3和LED开关电路4的部分可以被配置为独立于发光元件驱动IC 100的IC。
根据本文中公开的一个方面，用于驱动发光元件的半导体集成电路形成发光元件驱动装置的至少一部分，该发光元件驱动装置被配置为改变串联连接的多个发光元件中被点亮的发光元件的数量。所述半导体集成电路包括可变电阻器控制器，该可变电阻器控制器被配置为紧接在点亮的发光元件的数量减少的时间点之前或同时增加与多个发光元件串联连接的可变电阻器的电阻值(第一配置)。
在根据上述第一配置的半导体集成电路中，优选地，所述发光元件驱动装置包括：DC-DC转换器，该DC-DC转换器将输入电压转换为输出电压；以及开关控制器，该开关控制器基于从误差放大器输出的误差电压来控制所述DC-DC转换器中的开关元件，所述误差放大器将基于所述DC-DC转换器的输出电流的第一电压与对应于目标电流的第二电压之间的差进行放大。所述发光元件驱动装置可以被配置为将DC-DC转换器的输出电流馈送到多个发光元件中被点亮的发光元件。半导体集成电路可以包括放电器，该放电器被配置成当可变电阻器控制器保持可变电阻器的电阻值与稳定操作期间相比增大时从误差放大器的输出端子汲取电流(第二配置)。
优选地，根据上述第二配置的半导体集成电路还包括箝位误差电压的下限的箝位元件(第三配置)。
优选地，根据上述第一配置至第三配置中的任何一个配置的半导体集成电路还包括被配置为使第一电压和第二电压中的至少一个偏置的偏置处理器。可变电阻器控制器可以被配置为基于第一电压和第二电压之间的差调整可变电阻器的电阻值，其中第一电压和第二电压中的至少一个被偏置处理器偏置(第四配置)。
优选地，根据上述第一配置至第四配置中的任何一个配置的半导体集成电路还包括被配置为改变被点亮的发光元件的数量的调节器。调节器可以被配置成具有一种模式，在该模式下，从点亮切换到熄灭的定时在多个发光元件之间发生偏移(第五配置)。
优选地，根据上述第一配置至第五配置中的任何一个配置的半导体集成电路还包括：接地故障检测器，该接地故障检测器被配置为检测所述多个发光元件的串联电路中的至少一个点处的接地故障；以及保护器，该保护器被配置为当所述接地故障检测器检测到接地故障时，暂停向所述多个发光元件供应电流(第六配置)。
优选地，根据上述第一配置至第六配置中的任何一个配置的半导体集成电路还包括：开路检测器，该开路检测器被配置为检测所述多个发光元件中的多组发光元件中的每一组的开路故障；以及旁路部分，该旁路部分被配置为形成旁路所述多个发光元件中的已经由所述开路检测器检测到所述开路故障的发光元件的旁路路线。可变电阻器控制器可以被配置为在开路检测器检测到开路故障的同时增大可变电阻器的电阻值(第七配置)。
根据本文所公开内容的另一方面，一种发光元件驱动装置包括：调节器，该调节器被配置为改变串联连接的多个发光元件中被点亮的发光元件的数量；以及可变电阻器控制器，该可变电阻器控制器被配置为紧接在点亮的发光元件的数量减少的时间点之前或同时增加与多个发光元件串联连接的可变电阻器的电阻值(第八配置)。
根据本文中公开的又一方面，一种发光装置包括根据上述第八配置的发光元件驱动装置和多个发光元件(第九配置)。
根据本文中公开的又一方面，一种车辆包括根据上述第九配置的发光装置(第十配置)。
附图标记的说明
1 恒定电压电路
2 通信接口
3 控制逻辑电路
4LED开关电路
5、6、13运算放大器
7、14 加法器
8 误差放大器
9 振荡器
10 斜坡电路
11 比较器
12 升压驱动电路
15 放电电路
16 箝位元件
100发光元件驱动IC
BOOT、CH0至CH8、COMP、GL、IS、PGATE、PGND、PSW、RT、RX、SNSN、SNSP、TX、VIN端子
C1输出电容器
C2至C4电容器
L1线圈
M1 NMOS晶体管
M2 PMOS晶体管
100发光元件驱动IC
SW0至SW7开关
X10 车辆
X11 前照灯
X12 日间行车灯
X13 尾灯
X14 制动灯
X15 闪光灯
Z0至Z7发光二极管。

Claims (10)

1.一种用于驱动发光元件的半导体集成电路，所述半导体集成电路形成发光元件驱动装置的至少一部分，该发光元件驱动装置被配置为改变串联连接的多个发光元件中的被点亮的发光元件的数量，所述半导体集成电路包括可变电阻器控制器，该可变电阻器控制器被配置为：紧接在点亮的发光元件的数量减少的时间点之前或同时，增加与多个发光元件串联连接的可变电阻器的电阻值。
2.根据权利要求1所述的半导体集成电路，
其中，
所述发光元件驱动装置包括：
DC-DC转换器，该DC-DC转换器将输入电压转换为输出电压；以及
开关控制器，该开关控制器基于从误差放大器输出的误差电压来控制所述DC-DC转换器中的开关元件，所述误差放大器将基于所述DC-DC转换器的输出电流的第一电压与对应于目标电流的第二电压之间的差进行放大，所述发光元件驱动装置被配置为：将DC-DC转换器的输出电流馈送到多个发光元件中被点亮的发光元件，并且
所述半导体集成电路包括放电器，该放电器被配置成：当可变电阻器控制器保持可变电阻器的电阻值与稳定操作期间相比增大时，从误差放大器的输出端子汲取电流。
3.根据权利要求2所述的半导体集成电路，所述半导体集成电路还包括箝位所述误差电压的下限的箝位元件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体集成电路，所述半导体集成电路还包括偏置处理器，该偏置处理器被配置为：使所述第一电压和所述第二电压中的至少一个偏置，
其中，
所述可变电阻器控制器被配置为：基于所述第一电压和所述第二电压之间的差来调整所述可变电阻器的电阻值，其中，所述第一电压和所述第二电压中的至少一个被所述偏置处理器偏置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体集成电路，所述半导体集成电路还包括调节器，该调节器被配置为改变被点亮的发光元件的数量，
其中，
所述调节器被配置成具有一种模式，在该模式下，从点亮切换到熄灭的定时在所述多个发光元件中发生偏移。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体集成电路，所述半导体集成电路还包括：
接地故障检测器，该接地故障检测器被配置为：检测所述多个发光元件的串联电路中的至少一个点处的接地故障；以及
保护器，该保护器被配置为：当所述接地故障检测器检测到接地故障时，暂停向所述多个发光元件供应电流。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体集成电路，所述半导体集成电路还包括：
开路检测器，该开路检测器被配置为：检测所述多个发光元件中的多组发光元件中的每一组发光元件的开路故障；以及
旁路部分，该旁路部分被配置为：形成旁路路线，该旁路路线旁路所述多个发光元件中的已经由所述开路检测器检测到所述开路故障的发光元件，
其中，
所述可变电阻器控制器被配置为：在开路检测器检测到开路故障的同时，增大可变电阻器的电阻值。
8.一种发光元件驱动装置，所述发光元件驱动装置包括：
调节器，该调节器被配置为：改变串联连接的多个发光元件中的被点亮的发光元件的数量；以及
可变电阻器控制器，该可变电阻器控制器被配置为：紧接在点亮的发光元件的数量减少的时间点之前或同时，增加与多个发光元件串联连接的可变电阻器的电阻值。
9.一种发光装置，所述发光装置包括：
根据权利要求8所述的发光元件驱动装置，以及
所述多个发光元件。
10.一种车辆，该车辆包括根据权利要求9所述的发光装置。
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