CN117120768A - 用于执行照明功能的开关单元处于低侧位置的灯组件 - Google Patents

Abstract

灯组件(100)包括用于执行近光功能的第一照明模块(130.1)、用于执行远光功能的第二照明模块(130.2)、和驱动器(110)。灯组件(100)包括与所述第一照明模块和所述第二照明模块串联连接并且由第一控制单元(180.1)控制的第一开关单元(150.1)、以及与所述第二照明模块(130.2)并联连接并且由第二控制单元(180.2)控制的第二开关单元(150.2)。所述第一开关单元(150.1)连接在低压侧位置，位于所述第二照明模块(130.2)与接地之间。

Description

用于执行照明功能的开关单元处于低侧位置的灯组件

技术领域

本发明涉及照明的技术领域。本发明特别地但非排他地涉及在诸如车辆头灯之类的头灯中包括照明模块的灯组件。

本发明在由单个灯组件执行多种照明功能的情况下是有利的。

背景技术

日本专利JP5396134B2公开了一种用于车辆的灯组件，其包括DC/DC驱动器和使用相应模块的三种照明功能，包括远光束(high beam，HB)、近光束(low beam，LB)和日间行车灯(daytime running light，DRL)。与HB模块并联的开关被用于关断HB功能。然而，当与HB模块并联安装的开关发生故障状态(例如，被阻挡在开路位置)时，在不停用LB功能的情况下，则无法停用HB功能，这会引起重大的安全性问题，尤其是因为一般认为，在故障安全模式下只应激活LB功能。

图1是以上提及的日本专利的图4的简化版本。

图1示出了包括串联连接的DC/DC驱动器10、近光束照明模块30.1和远光束照明模块30.2的灯组件1。第一开关50.1连接在高压侧位置，即位于驱动器与近光束照明模块30.1之间，并且第二开关50.2并联连接到远光束照明功能30.2。

如果第一开关是N-MOS，则需要复杂的附加电路80来在栅极引脚(gate pin)与源极引脚(source pin)之间提供电压Vgs，这是因为源极引脚不连接到接地，第一开关处于高压侧位置。

如果第一开关是P-MOS，则也需要复杂的电路80来在源极引脚与栅极引脚之间提供电压Vsg。

因此，根据现有技术的第一开关需要复杂的附加电路来对控制HB功能和LB功能的开关的断开和闭合进行控制。

发明内容

本发明改善了这种情况。

为此，本发明的第一方面涉及一种灯组件，所述灯组件包括：

-第一照明模块，被配置为执行近光功能；

-第二照明模块，被配置为执行远光功能；

-驱动器，与所述第一照明模块和所述第二照明模块串联连接；

-第一开关单元，与所述第一照明模块和所述第二照明模块串联连接；

-第二开关单元，与所述第二照明模块并联连接；

-第一控制单元，被配置为控制所述第一开关单元；以及第二控制单元，被配置为控制所述第二开关单元。

所述第一开关单元连接在低压侧位置，位于所述第二照明模块与接地之间。

与开关处于高压侧位置的现有技术的方案相比，这使得能够利用简化的第一控制单元来控制第一开关单元的断开和闭合。

根据一些实施例，所述驱动器可以被配置为提供固定的功率输出，并且所述第一控制单元可以被配置为使用脉冲宽度调制PWM来控制所述第一开关单元，以改变提供给所述第一照明模块和/或第二照明模块的功率。

这允许使功率适配于功能和诸如亮度之类的外部条件，而无需修改可以提供固定的功率输出的驱动器。或者，断开第一开关单元并且使用PWM控制第二开关单元，以改变提供给第一照明模块的功率。还或者，使用PWM控制第一开关单元和第二开关单元两者，以改变提供给第一照明模块和第二照明模块两者的功率。

根据一些实施例，灯组件还可以包括与所述第二照明模块并联连接的远光测量单元、与所述远光测量单元串联连接的第三开关单元、和被配置为控制所述第三开关单元的第三控制单元。所述第三控制单元可以被配置为当所述第一开关单元断开时断开所述第三开关单元。

这使得能够避免当第一开关单元和第二开关单元两者都断开时轻微地点亮LB功能。

根据一些实施例，灯组件还可以包括串联在所述第一照明模块与所述第二照明模块之间的第四开关单元、和被配置为控制所述第四开关单元的第四控制器。所述第四控制器可以被配置为在检测到所述第二照明模块的负极端子短路接地时，断开所述第四开关单元。

这允许防止尽管第二开关单元是断开的但HB功能仍被激活的情况，否则这会引起重大安全性问题。

根据一些实施例，灯组件还可以包括与所述第一照明模块、所述第二照明模块和所述第一开关单元并联连接的第三照明模块。所述第三照明模块可以被配置为执行第三照明功能。

这允许使用同一驱动器来执行至少三种照明功能，这降低了灯组件的成本。

作为补充，所述第三照明功能可以是位置照明功能和/或日间信号指示功能。或者，所述第三照明模块可以被配置为执行转弯指示器、TI功能、雾灯照明功能或任何其他照明/信号指示功能。

替代性地或作为补充，灯组件可以包括与所述第三照明模块串联的第五开关单元。

这允许激活/停用第三照明功能，从而降低灯组件的功率消耗。

作为补充，所述第五开关单元可以处于高压侧位置，位于所述第三照明模块的正极端子与所述驱动器之间。

与低压侧位置相比，这避免了在当第三照明模块短路接地时接通该第三照明模块。

或者，所述第五开关单元可以处于低压侧位置，位于所述第三照明模块的负极端子与所述接地之间。

这允许简化被用于控制第五开关单元的控制单元。

根据一些实施例，所述驱动器可以被配置为输出固定的功率输出，并且所述第五控制单元可以被配置为使用脉冲宽度调制来控制所述第五开关单元，以改变提供给所述第三照明模块的功率。

这允许使用单个且简单的驱动器来控制多种功能。

根据一些实施例，所述第一开关单元和所述第二开关单元可以由公共控制单元控制。

这允许简化第一开关单元和第二开关单元的控制，从而降低灯组件的成本。

根据一些实施例，所述第一开关单元和/或所述第二开关单元可以是N-MOS。

因此，N-MOS的源极(source)直接连接到地，并且可以通过简单的电路来控制N-MOS。

作为补充，所述第一开关单元和所述第二开关单元两者都可以是N-MOS。

这允许在第一开关单元与第二开关单元之间共用简单的电路。

附图说明

本发明的其他特征和优点通过下文的详细描述和附图而变得清楚，在附图中：

[图1]示出了根据现有技术的灯组件；

[图2]示出了根据本发明的一些实施例的灯组件。

具体实施方式

图2图示了根据本发明的一些实施例的灯组件100。

灯组件包括驱动器110。

驱动器可以连接到电源，该电源在图1中未呈现。根据本发明，电源120可以是电压源或电流源。在下文中，仅出于说明目的，考虑了电压源的示例。电源可以是DC电压源，并且驱动器110可以是DC/DC驱动器。或者，电源是AC电压源，并且驱动器110是AC/DC驱动器。

根据本发明的灯组件100还包括被布置以用于执行近光功能的第一照明模块130.1和被布置以用于执行远光功能的第二照明模块130.2。LB功能和HB功能是互相补充的功能，并且HB功能对于LB功能是附加的：这意味着HB功能可以仅在LB被接通时被激活。然而，可以在关断HB功能的同时接通LB功能。

第一照明模块160.1和第二照明模块160.2可以整合在头灯中，例如车辆的头灯中。

第一照明模块160.1可以包括第一系列130.1的照明单元140，并且第二照明模块160.2可以包括第二系列130.2的照明单元140。照明单元140可以是当对该照明单元施加电压时能够发光的任何技术。在下文中，仅出于说明的目的，考虑了照明单元是诸如LED之类的二极管的示例。因此，在不背离照明单元可以涵盖除了LED之外的其他技术的事实的情况下，在下文中使用词“LED”来代替“照明单元”。

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功能由相应系列130.1和130.2的两个LED 140的来实施。然而，根据本发明，LB功能和HB功能可以通过任意数量n1和n2的LED 140来实施，其中n1和n2是等于或大于1的整数。

为了选择性地激活/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与第一照明模块130.1和第二照明模块130.2串联连接。然而，与现有技术相反，第一照明模块处于低压侧位置，使得该第一照明模块的端子中的一个端子直接连接到接地。这允许更容易地控制第一开关单元150.1，特别是当第一开关单元150.1是N-MOS时是这样。被用于开关单元的技术没有限制，该开关单元例如可以是被配置为执行开关功能的任何晶体管。

第二开关单元150.2并联连接到第二照明模块130.2。

由于第一开关单元150.1的端子和第二开关单元150.2的端子直接连接到接地，因此与现有技术相比，更容易控制它们的断开和闭合。

第一开关单元150.1和第二开关单元150.2可以由控制器180的控制单元180.1和180.2控制。此控制单元没有限制，控制单元可以是微处理器或命令电路，其被布置以用于处理命令信号以便相应地控制开关单元150.1和150.2。控制单元180可以整合在驱动器110中。

有利地，当第一开关单元150.1和第二开关单元150.2两者都是N-MOS时，该第一开关单元150.1和第二开关单元150.2可以由同一控制单元控制。控制单元180.1和180.2是同一个单元。

根据图1的灯组件100允许控制作为互相补充功能的HB功能和LB功能，其中对LB功能附加地激活HB功能，并且其中可以在没有HB功能的情况下激活LB功能。事实上：

-为了仅激活LB功能，闭合第一开关单元150.1和第二开关单元150.2；

-为了激活LB功能和HB功能两者，闭合第一开关单元150.1并且断开第二开关单元150.2；

-为了停用LB功能和HB功能，断开第一开关单元150.1和第二开关单元150.2。

驱动器110可以使功率输出适配于(一个或多个)被激活的功能，并且该驱动器110可以与第一开关单元150.1和第二开关单元150.2同步。或者，由驱动器110输出的功率是固定的，并且使用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)通过控制第一开关单元150.1来改变提供给照明模块的功率。

根据其他替代方案：

-断开第一开关单元150.1并且使用PWM控制第二开关单元150.2，这允许仅对LB功能进行调光；

-闭合第一开关单元150.1并且使用PWM控制第二开关单元150.2，这允许对HB功能和LB功能两者进行调光；

-使用PWM控制第一开关单元150.1和第二开关单元150.2两者，这允许对HB功能和LB功能两者进行调光。

灯组件100还可以包括HB测量单元160，该HB测量单元160可以类似于图2所示的电阻器，与第二照明模块130.2并联。在这种情况下，当第一开关单元和第二开关单元两者都断开时，为了停用LB功能和HB功能两者，虽然LB功能被停用，但是流过电阻器160的电流可以轻微地点亮第一照明模块130.1。

为了避免这种情况，灯组件100还可以包括与HB测量单元160串联的第三开关单元150.3。第三开关单元150.3可以由第三控制单元180.3控制。

当HB照明功能被停用时，有利地断开第三开关单元150.3，这是因为在这种情况下不需要测量第二照明模块130.2。因此，以与第一开关单元150.1相同的方式控制第三开关单元150.3：

-当第一开关单元150.1闭合时，第三开关单元150.3闭合；

-当第一开关单元150.1断开时，第三开关单元150.3断开。

因此，第一控制单元180.1和第三控制单元180.3可以是同一个控制单元。

当第二照明模块130.2的负极端子短路接地时，可能会引起问题。事实上，丢失了使用第一开关单元150.1和第二开关单元150.2对照明功能的控制，使得LB功能和HB功能两者都被激活。这引起了安全性问题，因为远光功能不能使用第二开关来停用，因为电流在不经过任何开关单元的情况下，从驱动器经由第一照明模块130.1和第二照明模块130.2流动到接地。为了解决该问题，灯组件100还可以包括第四开关单元150.4，该第四开关单元150.4串联连接在第一照明模块130.1与第二照明模块130.2之间并且与第二开关单元150.2并联。

第四开关单元150.4可以由第四控制单元180.4控制。

附加于以上描述的两个照明功能，灯组件100还可以被布置为至少实施第三功能。为此，灯组件100可以包括第三照明模块160.3，该第三照明模块160.3可以包括第三系列的LED，其在图2中未呈现。第三照明功能可以由也被用于其他功能的驱动器110的输出电压来供电。

或者，灯组件的第二驱动器可以专用于第三照明功能。在图2中未示出该替代方案。

第三照明功能可以是日间行车灯(Daytime Running Light，DRL)功能。或者，第三照明功能可以是位置照明(Position Lighting，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。这允许在不向灯组件100添加新部件的情况下执行多种功能。

第三照明模块160.3的激活和停用可以经由第五开关单元150.5来执行，该第五开关单元150.5与第三照明模块160.3串联连接。例如，第五开关单元150.5可以处于高压侧位置，位于第一驱动器110.1与连接到第三照明模块160.3的正极端子的附加输出引脚190.6之间。或者，第五开关单元150.5可以处于低压侧位置，安装在第三照明模块130.3的负极端子与接地之间，这允许以简单的方式控制第五开关单元150.5。第五开关单元150.5可以由图2中未示出的外部控制单元来控制。

在灯组件的第二驱动器专用于第三照明功能的替代方案中，第五开关单元150.5是可选的，这是因为第三照明功能的激活/停用可以由第二驱动器直接控制，例如经由启动信号直接控制。

驱动器110能够依据由第三照明模块130.3要执行的功能(例如，DRL或PL)来改变输出电压。或者，驱动器110的输出电压是固定的，并且施加到第三照明模块130.3的电压可以使用脉冲宽度调制PWM控制第五开关单元150.5来改变。第五开关单元150.5可以由第五控制单元180.5控制。

例如，第一电压值可以被施加到第三照明模块130.3以用于PL功能，而第二电压值可以被施加以用于DRL功能。第一电压值可以小于第二电压值，这允许避免在夜间时间使其他驾驶者眩目，并且确保车辆在白天时间是可见的。这改善了与照明功能相关联的安全性，并且还优化了灯组件100的功率消耗。

第一驱动器110.1可以为多于三个功能供电，例如通过使用第一驱动器110.1的附加输出以及向驱动器块110添加其他附加引脚来为多于三个功能供电。

在以上描述的实施例中的任一实施例中，驱动器110可以涵盖能够将功率输入转换成与该功率输入不同的功率输出的任何技术。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)而不同。例如，驱动器可以是电子电路，例如单端初级电感转换器、SEPIC。然而，被用作驱动器110的电路没有限制，其可以涵盖其他示例，例如降压转换器(buck converter)、升压转换器(boost converter)和/或降压-升压转换器(buck-boost converter)。

本发明不限于上述作为示例描述的实施例：本发明延伸至其他替代方案。

Claims (13)

1.一种灯组件(100)，包括：

-第一照明模块(130.1)，被配置为执行近光功能；

-第二照明模块(130.2)，被配置为执行远光功能；

-驱动器(110)，与所述第一照明模块和所述第二照明模块串联连接；

-第一开关单元(150.1)，与所述第一照明模块和所述第二照明模块串联连接；

-第二开关单元(150.2)，与所述第二照明模块并联连接；

-第一控制单元(180.1)，被配置为控制所述第一开关单元；以及第二控制单元(180.2)，被配置为控制所述第二开关单元；

其特征在于：

所述第一开关单元连接在低压侧位置，位于所述第二照明模块与接地之间。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述驱动器(110)被配置为提供固定的功率输出，并且其中所述第一控制单元(180.1)被配置为使用脉冲宽度调制(PWM)来控制所述第一开关单元，以改变提供给所述第一照明模块(130.1)和/或第二照明模块(130.2)的功率。

3.根据权利要求1所述的组件，还包括与所述第二照明模块(130.2)并联连接的远光测量单元(160)、与所述远光测量单元串联连接的第三开关单元(150.3)、和被配置为控制所述第三开关单元的第三控制单元(180.3)，其中所述第三控制单元被配置为当所述第一开关单元(150.1)断开时断开所述第三开关单元。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的组件，还包括串联在所述第一照明模块(130.1)与所述第二照明模块(130.2)之间的第四开关单元(150.4)、和被配置为控制所述第四开关单元(150.4)的第四控制器(180.4)，

其中，所述第四控制器被配置为在检测到所述第二照明模块的负极端子接地短路时，断开所述第四开关单元。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，还包括与所述第一照明模块(130.1)、所述第二照明模块(130.2)和所述第一开关单元(150.1)并联连接的第三照明模块(130.3)，其中所述第三照明模块被配置为执行第三照明功能。

6.根据权利要求5所述的组件，其中，所述第三照明功能是位置照明功能和/或日间信号指示功能。

7.根据权利要求5或6所述的组件，还包括与所述第三照明模块(130.3)串联的第五开关单元(150.5)。

8.根据权利要求7所述的组件，其中，所述第五开关单元(150.5)处于高压侧位置，位于所述第三照明模块(130.3)的正极端子与所述驱动器(110)之间。

9.根据权利要求7所述的组件，其中，所述第五开关单元(150.5)处于低压侧位置，位于所述第三照明模块(130.3)的负极端子与所述接地之间。

10.根据权利要求7至9中的任一项所述的组件，其中，所述驱动器(110)被配置为提供固定的功率输出，并且其中所述第五控制单元(180.5)被配置为使用脉冲宽度调制来控制所述第五开关单元(150.5)，以改变提供给所述第三照明模块(130.3)的功率。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其中，所述第一开关单元和所述第二开关单元由公共控制单元控制。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的组件，其中，所述第一开关单元(150.1)和/或所述第二开关单元(150.2)是N-MOS。

13.根据权利要求11和12所述的组件，其中，所述第一开关单元(150.1)和所述第二开关单元(150.2)是N-MOS。