CN116803211A - 具有用于近光功能的故障安全模式的照明组件 - Google Patents

具有用于近光功能的故障安全模式的照明组件 Download PDF

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Abstract

一种灯组件(100)，包括：电源(120)、执行远光功能的第一照明模块(160.1)、执行近光功能的第二照明模块(160.2)和连接到电压源的驱动器(110.1)。驱动器(110.1)连接到第一引脚(190.1)、第二引脚(190.2)和第三引脚(190.3)，并且被配置为向第一照明模块(160.1)施加第一功率输出，并向第二照明模块(160.2)施加第二功率输出。灯组件(100)包括与第一照明模块(160.1)和第二照明模块(160.2)串联的第一开关单元(150.1)，以及与第二照明模块(160.2)串联的第二开关单元(150.2)。

Description

具有用于近光功能的故障安全模式的照明组件
技术领域
本发明涉及照明技术领域。特别地但非排他地，涉及一种包括前灯(诸如车辆前灯)中的照明模块的灯组件。
背景技术
由单个灯组件执行多个照明功能的情况是有利的。
日本专利JP5396134B2公开了一种用于车辆的灯组件，该灯组件包括DC/DC驱动器和使用相应模块的包括远光(HB)、近光(LB)和日间行车灯(DRL)的三个照明功能。与HB模块并联安装的开关用于接通和关断HB功能。然而，当开关处于电路断开状态且无法接通时，在不停用LB功能的情况下，无法停用HB功能。这意味着，当与HB模块并联安装的开关出现故障状态(例如，电路断开位置被阻断)时，LB功能不能单独启用，这会引起重大的安全问题，尤其是因为通常认为在故障安全模式下，仅应当启用LB功能。
本发明改善了这种情况。
发明内容
为此，本发明的第一方面涉及一种灯组件，该灯组件包括：
-电源；
-第一照明模块，所述第一照明模块被配置为执行远光功能；
-第二照明模块，所述第二照明模块被配置为执行近光功能；
-驱动器，所述驱动器连接到所述电源。
驱动器连接到第一引脚、第二引脚和第三引脚，并且被配置为在第二引脚和第三引脚之间提供第一功率输出，并在第一引脚和第三引脚之间提供第二功率输出，第一照明模块连接在第一引脚和第二引脚之间，并且第二照明模块连接在第二引脚和第三引脚之间，并且灯组件包括与第一照明模块和第二模块串联的第一开关单元，以及与第二照明模块串联的第二开关单元。
因此，根据本发明，不存在与HB功能并联的开关，并且通过将HB功能置于高侧位置，解决了现有技术中检测到的安全问题。这使得能够执行用于LB功能的故障安全模式，所述LB功能即使在故障(诸如第一开关单元上的故障)的情况下也被保持。
根据一些实施例，第一开关单元可以位于驱动器和第一引脚之间，并且第二开关单元可以位于驱动器和第二引脚之间。
这允许控制驱动器侧上(诸如专用于供电和控制的驱动器块中)的照明功能。照明模块则可以位于前灯中，而不需要在前灯中具有控制电路。
根据一些实施例，第一照明模块可以包括第一串列的LED，并且第二照明模块包括第二串列的LED。
使用LED能够以可接受的成本具有良好的照明性能。
作为补充，第一照明模块可以包括与第一串列的LED并联且反向安装的第一保护二极管，并且/或者第二照明模块可以包括与第二串列的LED并联且反向安装的第二保护二极管。
这允许保护照明模块的LED。特别地，这防止了电流反向流过LED。
根据一些实施例，灯组件还可以包括位于第一开关单元和第一照明模块之间的第三保护二极管。
这允许在第一引脚和第一照明模块之间存在接地短路的情况下保持LB功能。例如，当支持第一照明单元的芯片接地短路(低阻抗或低电压降)时，可能会出现这种情况。因此，提高了与灯组件相关联的安全性。
根据一些实施例，第一照明模块和第二照明模块可以包括在前灯中。
作为补充，第三保护二极管可以位于前灯内部。
这使得能够在前灯的输入引脚处存在短路时保持LB功能。
根据一些实施例，灯组件还可以包括第三照明模块，所述第三照明模块被配置为执行位置照明功能和/或日间信号指示功能。
因此，灯组件被配置为使用相同的电源执行至少三种照明功能。替代地，第三照明模块可以被配置为执行转向指示器(TI)功能、雾灯功能、或任何其他照明/信号指示功能。
作为补充，驱动器还可以被配置为在第三照明模块所连接的两个附加引脚之间施加第三功率输出。
因此，灯组件被配置为使用相同的电压源和单个驱动器来执行至少三种照明功能。
替代地，驱动器可以是第一驱动器，并且该组件还可以包括第二驱动器，所述第二驱动器被布置成向第三照明模块提供第三功率输出。
通过使用两个单独的驱动器来控制不同的功能组，这允许灯组件中的照明功能的更灵活组合。
作为补充，灯组件还可以包括与第三照明模块串联的第三开关单元。
这允许控制PL/DRL功能的启用和停用。
根据一些实施例，第一开关单元和/或第二开关单元可以由脉宽调制(PWM)信号控制，以分别改变提供给第一照明模块和第二照明模块的功率，和/或提供给第二照明模块的功率。
这允许增加与照明功能相关联的灵活性。例如，功率可以适配于外部条件，例如诸如亮度。
附图说明
本发明的其他特征和优点通过以下详细描述和附图而变得明确，在附图中：
[图1]示出了根据本发明的一些实施例的灯组件；
[图2]示出了根据本发明的一个实施例的用于执行至少三个照明功能的灯组件；
[图3]示出了根据本发明的另一实施例的用于执行至少三个照明功能的灯组件。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一些实施例的灯组件100。
灯组件包括电源120和驱动器110.1。根据本发明，电源120可以是电压源或电流源。在下文中，仅出于说明的目的，考虑了电压源的示例。
电源120可以是DC电压源，并且驱动器110.1可以是DC/DC驱动器。替代地，电源120可以是AC电压源，并且驱动器110.1可以是AC/DC驱动器。
电源120被配置为产生待被至少提供到第一DC/DC驱动器110.1的源功率输入，诸如源电压Vs。
第一驱动器110.1被配置为提供第一功率输出(诸如驱动器块110的输出引脚190.2和190.3之间的第一电压V1)，以及第二功率输出(诸如输出引脚190.1和190.3之间的第二电压V2)。替代地，第一功率输出可以是第一电流输出，并且第二功率输出可以是第二电流输出。
对驱动器块110的引脚的数量没有限制。在图1中，呈现了五个引脚：三个输出引脚190.1、190.2和190.3，以及连接到电源120的输入引脚190.4和190.5。
根据本发明的灯组件100还包括被布置成执行第一照明功能的第一照明模块160.1和被布置成执行第二照明功能的第二照明模块160.2。在下文中，第一功能是远光(HB)功能，并且第二功能是近光(LB)功能，它们是互补功能。这意味着HB功能和LB功能可以同时启用，并且LB可以单独启用。然而，功能HB不在没有LB的情况下启用。
第一照明模块160.1和第二照明模块160.2可以集成在前灯180中，诸如例如车辆前灯中。
第一照明模块160.1(下文中为HB模块160.1)可以包括第一串列130.1的照明单元140，并且第二照明模块160.2(下文中为LB模块160.2)可以包括第二串列130.2的照明单元140。照明单元140可以是任何能够在向其施加电压时发光的技术。在下文中，仅出于说明的目的，考虑二极管(诸如LED)的示例。因此，在下文中，在不偏离照明单元可以涵盖除LED以外的其他技术的事实的情况下，措辞《LED》用于代替《照明单元》。
对于每个功能的LED 140的数量没有限制。在图1所示的示例中，LB功能和HB功能由两个LED 140的相应串列130.1和130.2实现。然而，根据本发明，LB功能和HB功能可以由任意数量n1和n2的LED 140实现，n1和n2是等于或大于1的整数。
如图1所示，LB照明模块160.2连接在驱动器块110的输出引脚190.2和190.3之间，并且HB照明模块160.1连接在驱动器块110的输出引脚1 90.1和190.2之间。因此，输出引脚190.2既是HB照明模块160.1的负端子，也是LB照明模块160.2的正端子。
替代地，输出引脚190.2可以包括两个单独的引脚连接器，一个连接到HB照明模块160.1的负端子，另一个连接到LB照明模块160.2的正端子，这两个引脚连接器被连接在第一驱动器内部以形成输出引脚190.2。这可以便于组装第一驱动器和照明组件的其他部件。
输出引脚190.1是HB照明模块160.1的正端子，并且输出引脚190.3是LB照明模块160.2的负端子。
为了选择性地启用/停用LB功能和HB功能，灯组件100还可以包括第一开关单元150.1和第二开关单元150.2。
第一开关单元150.1被布置成断开HB照明模块160.1的正端子，而第二开关单元150.2被布置成断开LB照明模块160.2的正端子。
这与根据现有技术的结构不同，在现有技术中开关与HB功能并联。
根据图1的灯组件100允许将HB功能和LB功能控制为互补功能，其中除了LB功能之外还可以启用HB功能，并且其中可以在没有HB功能的情况下启用LB功能。事实上：
-为了仅启用LB功能，第二开关单元150.2闭合，并且在输出引脚190.2和190.3之间施加第一功率输出，诸如第一电压V1；
-为了启用LB功能和HB功能两者，第一开关单元150.1闭合，并且第二开关单元150.2断开，并且在输出引脚190.1和190.3之间施加第二功率输出，诸如第二电压V2；
-为了停用LB功能和HB功能两者，第一开关单元150.1和第二开关单元150.2都断开。
第一开关单元150.1和第二开关单元150.2可以由外部控制单元(图1中未呈现出)控制。对这种控制单元没有限制，其可以是被布置成用于处理命令信号并相应地控制开关单元150.1和150.2的微处理器。
对于用于开关单元的技术没有限制，所述开关单元例如可以是电子开关，诸如晶体管(例如N-MOS、P-MOS、MOSFET或IGBT)。替代地，每个开关单元可以是双极晶体管、功率二极管，或者甚至可以是机械开关。
根据现有技术的结构，当与HB模块并联的开关断开时，不能关断HB功能，除非将HB功能和LB功能同时关断，这在安全性方面是不可接受的。
根据本发明的灯组件100避免了这种情况，因为没有与HB照明模块160.1并联的开关。如果第一开关单元150.1断开，则不能启用HB功能，但是不存在仅在启用LB功能时才能启用LB功能和HB功能两者的不希望情况的风险。
为了保护第一串列130.1的LED，HB照明模块160.1还可以包括第一保护二极管170.1，所述第一保护二极管与第一串列130.1的LED并联，并且与第一串列130.1的LED相比被反向安装。
为了保护第二串列130.2的LED，LB照明模块160.2还可以包括第二保护二极管170.2，所述第二保护二极管与第二串列130.2的LED并联，并且与第二串列130.2的LED相比被反向安装。
例如，第一保护二极管170.1和第二保护二极管170.2可以是齐纳二极管或瞬态电压抑制(TVS)二极管。在电流反向的情况下，保护二极管避免电流反向流过LED串列，从而避免损坏LED。
驱动器块110的输出引脚190.31、190.2和190.3分别连接到前灯180的引脚195.1、195.2和195.3。
当第一照明模块160.1包括保护二极管170.1时，当引脚195.1、引脚190.1、或位于第一开关单元150.1和第一照明模块160.1之间的电路的任何部分接地短路时，存在电流泄漏的风险。在那种情况下，LB功能不能被启用，因为每次第二开关单元150.2闭合时，电流就流过第一保护二极管170.1，而不是流过第二串列130.2的LED。这种风险在安全方面是不可接受的。
为了避免这种情况，灯组件100还可以包括第三保护二极管175，其与HB照明模块160.1相比处于高侧位置。优选地，第三保护二极管175位于前灯180的引脚195.1与HB照明模块160.1之间。
这允许在引脚195.1接地短路时保持LB功能，因为第三保护二极管175迫使电流流过第二串列130.2的LED。
图2示出了根据本发明的一个实施例的实现三种或更多种照明功能的灯组件。
除了上述的两种照明功能之外，灯组件100可以被布置为实现至少第三功能。为此，灯组件100可以包括第三照明模块160.3，第三照明模块可以包括第三串列的LED(图2中未呈现出)。为了向第三功能供电，由第一驱动器110.1在两个附加引脚190.6和190.7之间提供第三功率输出，诸如第三电压V3。
两个附加引脚190.6和190.7经由前灯180的两个引脚195.4和195.5连接到第三照明模块160.3。替代地，第三照明模块160.3可以在前灯180的外部，并且可以直接连接到两个附加引脚190.6和190.7。
第三照明功能可以是日间行车灯(DRL)功能。替代地，第三照明功能可以是位置照明(PL)功能。
根据另一实施例，DRL功能和PL功能都可以由第三照明模块160.3执行。这允许在不向灯组件100添加新部件的情况下执行多个功能。替代地，第三照明功能可以是转向指示器(TI)功能、雾灯功能、或任何其他照明/信号指示功能。
可以经由与第三照明模块160.3串联连接的第三开关单元150.3来执行第三照明模块160.3的启用和停用。例如，第三开关单元150.3可以是高侧开关，其位于第一驱动器110.1与连接到第三照明模块160.3的正端子的附加输出引脚190.6之间。第三开关单元150.3可以由外部控制单元(图2中未示出)控制。
第一驱动器110.1可以根据待执行的功能(诸如DRL或PL)来改变第三功率输出(诸如第三电压V3)。例如，第一功率值可以用于PL，而第二功率值可以用于DRL。第一功率值可以小于第二功率值，这允许避免在夜间使其他驾驶员眩目，并确保车辆在白天可见。这提高了与照明功能相关联的安全性，并且还优化了灯组件100的功耗。替代地，可以向PL功能和DRL功能提供不同的功率值：
-改变两个照明功能之间的照明单元140的数量；或
-使用PWM控制第三开关单元150.1。
第一驱动器110.1可以向多于三种功能供电，例如通过使用第一驱动器110.1的附加输出，并将其他附加引脚添加到驱动器块110。
图2的实施例能够降低与灯组件相关联的成本，因为所有功能都由唯一的驱动器供电。
图3示出了根据本发明的另一实施例的实现三种或更多种照明功能的灯组件。
如图2所示，灯组件100包括第三照明模块160.3。然而，照明模块100可以包括专用于第三照明功能的第二驱动器110.2，而不是由第一驱动器110.1供电。
为此，第二驱动器110.2可以与第一驱动器110.1并联地连接到电源120，并且经由驱动器块110的两个附加输入引脚190.8和190.9将源功率输入(诸如源电压Vs)提供给第二驱动器110.2。
如上所述，第三照明功能可以是日间行车灯(DRL)功能。替代地，第三照明功能可以是位置照明(PL)功能。
根据另一实施例，DRL功能和PL功能两者都可以由第三照明模块160.3执行。
第三照明模块160.3的启用和停用可以由第二驱动器110.2经由使能信号来控制，例如通过由第二驱动器110.2控制功率输出来控制。
替代地，可以经由与第三照明模块160.3串联连接的第三开关单元150.3来执行启用和停用。例如，第三开关单元150.3可以是位于第二驱动器110.2和连接到第三照明模块160.3的正端子的附加输出引脚190.6之间的高侧开关。
在参考图3描述的实施例中，功能HB、LB和DRL可以同时启用，并且功能LB和DRL也可以同时启用，这在超车过程中是有利的。
替代地，当第二功能是PL功能而不是DRL功能或者作为对DRL功能的补充，功能LB、HB和PL可以被同时启用并且功能LB和DRL可以被同时启用时，这在夜间是有利的。
通过使用两个单独的驱动器来控制不同的照明功能组，这允许灯组件100中的照明功能的更灵活的组合。第一外部控制单元(未示出)可以用于控制开关单元150.1和150.2两者。
针对不同的功能组使用单独的驱动器的另一优点在于独立地控制功能组。
在上述实施例中，驱动器110.1和110.2可以涵盖能够将输入功率转换为不同于输入功率的输出功率的任何技术。功率输入和功率输出可以因其类型(DC或AC)和/或其值(具有不同值的两个DC功率输出)而不同。例如，驱动器可以是电子电路，诸如单端初级电感转换器、SEPIC。然而，对用作驱动器110.1和110.2的电路没有限制，其可以涵盖其他示例，诸如降压转换器、升压转换器、和/或降压-升压转换器。
还应注意，第一技术可以用于第一驱动器110.1，不同于第一技术的第二技术可以用于第二驱动器110.2。
上述的第一开关单元150.1、第二开关单元150.2和第三开关单元150.3可以被动态控制以执行脉宽调制，这使得分别提供给第一照明模块和第二照明模块(LB功能和HB功能)的功率能够适配于第二照明模块(LB功能)或第三照明模块(DRL/PL、TI、雾灯功能)。这允许增加与照明功能相关联的灵活性。例如，功率可以适配于外部条件，例如诸如亮度。
此外，当以PWM控制开关单元时，功率输出(诸如电压V1、V2和V3)可以是固定值。然后，为了改变施加到照明功能的功率，PWM被施加到它们各自的开关单元。
为了执行PWM，外部控制单元可以控制开关单元。该外部控制单元(图中未呈现出)是公知的，并且不再进一步描述。控制单元可以集成在驱动器块110中。
本发明不限于上述作为示例的实施例：本发明扩展到其他替代方案。

Claims (12)

1.一种灯组件(100)，包括：
-电源(120)；
-第一照明模块(160.1)，所述第一照明模块被配置为执行远光功能；
-第二照明模块(160.2)，所述第二照明模块被配置为执行近光功能；
-驱动器(110.1)，所述驱动器连接到所述电源；
其特征在于：
所述驱动器连接到第一引脚(190.1)、第二引脚(190.2)和第三引脚(190.3)，并且被配置为在所述第二引脚和所述第三引脚之间提供第一功率输出，并在所述第一引脚和所述第三引脚之间提供第二功率输出；
所述第一照明模块连接在所述第一引脚和所述第二引脚之间，并且所述第二照明模块连接在所述第二引脚和所述第三引脚之间；
所述灯组件包括与所述第一照明模块和第二模块串联的第一开关单元(150.1)，以及与所述第二照明模块串联的第二开关单元(150.2)。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，第一开关单元(150.1)位于驱动器(110.1)和第一引脚(190.1)之间，并且第二开关单元(150.2)位于驱动器(110.1)和第二引脚(190.2)之间。
3.根据权利要求1或2所述的组件，其中，第一照明模块(160.1)包括第一串列(130.1)的LED(140)，并且第二照明模块(160.2)包括第二串列(130.1)的LED(140)。
4.根据权利要求3所述的组件，其中，第一照明模块(160.1)包括与第一串列(130.1)的LED(140)并联并反向安装的第一保护二极管(170.1)，并且/或者第二照明模块(160.2)包括与第二串列(130.2)的LED(140)并联并反向安装的第二保护二极管(170.2)。
5.根据权利要求4所述的组件，还包括位于第一开关单元(150.2)和第一照明模块(160.1)之间的第三保护二极管(175)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，第一照明模块(160.1)和第二照明模块(160.2)包括在前灯(180)中。
7.根据权利要求5和6所述的组件，其中，第三保护二极管(175)位于前灯(180)的内部。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组件，还包括第三照明模块(160.3)，所述第三照明模块被配置为执行位置照明功能和/或日间信号指示功能。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，驱动器(110.1)还被配置为在第三照明模块(160.3)所连接的两个附加引脚(190.6、190.7)之间施加第三功率输出。
10.根据权利要求8所述的组件，其中，所述驱动器是第一驱动器(110.1)，并且其中，所述组件还包括第二驱动器(110.2)，所述第二驱动器被布置成向第三照明模块(160.3)施加第三功率输出。
11.根据权利要求9或10所述的组件，还包括与第三照明模块(160.1)串联的第三开关单元(150.3)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述第一开关单元和/或所述第二开关单元由脉宽调制(PWM)信号控制，以分别改变提供给所述第一照明模块和所述第二照明模块的功率，和/或提供给所述第二照明模块的功率。
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