CN117915519A - 光源驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种光源驱动装置，通过使用第四控制单元(过电压保护电路)的控制信号对第二控制单元的第三开关进行开关控制，从而使第三开关仅在出现过电压的部分时段中通过第四控制单元的控制信号导通，然后使第三开关断开，从而速解除来自光源的光发射的阻断，从而能够返回到发光状态。

Description

光源驱动装置

本案是分案申请，其母案为申请日为2020年3月10日、申请号为202080020485.4、发明名称为“光源驱动装置”的申请。

技术领域

实施例涉及一种光源驱动装置。

背景技术

发光二极管(LED)被广泛地用作光源。这种发光二极管已成为汽车和照明行业中的一个有前途的市场。发光二极管是半永久性的，并且能够实现高亮度和高输出，因此，近年来，发光二极管被积极地开发为车辆的光源。

需要光源驱动装置来驱动用于车辆的光源。驱动装置中设有保护电路。通常，当发动机启动以驱动车辆时，产生暂时的过电压，这种过电压被引入到供应给驱动装置的输入电压中。光源驱动装置保护光源免受过电压影响。

传统的光源驱动装置实现当光源中的一个光源由于故障等而断开连接时阻断所有光源的发光的1-out-all-out功能。

然而，在传统的光源驱动装置中，当过电压被引入时，只有通过保护电路的动作才能去除过电压，但是保护电路的动作消除了过电压并同时实现了1-out-all-out功能而导致产品故障，因此存在产品可靠性劣化的问题。

同时，除非车辆的启动电源被强制关闭，否则1-out-all-out功能被保持，因此，光源关闭的状态也被保持。因此，当驾驶员启动发动机并驾驶时，即使通过1-out-all-out功能的执行持续地关闭光源，驾驶员也无法识别光源已关闭，因为光源安装在车辆的外侧。因此，驾驶员无法采取后续的措施，例如，将光源恢复到发光的措施，特别地，由于驾驶员的车辆的光源关闭，其他驾驶员不知道驾驶员的车辆的状态，因此可能发生严重事故。

发明内容

技术问题

本实施例的一个目的是解决上述问题和其他问题。

本实施例的另一目的是提供一种实现新功能的光源驱动装置。

本实施例的又一目的是提供一种能够快速放电的光源驱动装置。

本实施例的再一目的是提供一种能够防止产品故障的光源驱动装置。

本实施例的又一目的是提供一种能够提高产品可靠性的光源驱动装置。

技术方案

根据用于实现上述目的或其他目的的实施例的一个方面，光源驱动装置包括：光源，所述光源连接到输入电源并且包括多个串(string)，每个串包括多个发光器件；第一控制单元，所述第一控制单元连接到输入电源、光源以及地；第一开关，所述第一开关连接到输入电源、第一控制单元以及地；第二控制单元，所述第二控制单元连接到第一控制单元、第一开关以及地；第二开关，所述第二开关连接到第一控制单元以及地；第三控制单元，所述第三控制单元连接到输入电源、第一开关、第二开关以及地；第四控制单元，所述第四控制单元连接到输入电源、第二控制单元以及地。第四控制单元可以在发光模式、过电压保护模式和非发光模式中的一种模式下工作并且在过电压保护模式下将过电压放电。

根据实施例的另一方面，光源驱动装置包括：光源，所述光源连接到输入电源并且包括多个串，每个串包括多个发光器件；第一控制单元，所述第一控制单元连接到输入电源、光源以及地；第一开关，所述第一开关连接到输入电源、第一控制单元以及地；第二控制单元，所述第二控制单元连接到第一控制单元、第一开关以及地；第二开关，所述第二开关连接到第一控制单元以及地；第三控制单元，所述第三控制单元连接到输入电源、第一开关、第二开关以及地；以及第四控制单元，所述第四控制单元连接到输入电源、第二控制单元以及地。过电压保护模式可以分为施加大于输入电压的最大值的第一电压的第一时段(section)和在第一时段之后的施加小于或等于输入电压的最大值的第二电压的第二时段。在第一时段期间，第四控制单元将第一电压放电并使用第一电压控制第二控制单元以产生小于第一输出电压的第二输出电压，并且第一控制单元可以使用第二输出电压来阻断光源的发光。

有益效果

下面将描述根据实施例的光源驱动装置的效果。

根据实施例中的至少一个，当光源中包括的多个发光器件中的至少一个断开连接时，具有可以实现快速阻断所有发光器件的发光的1-out-all-out功能的优点。

根据实施例中的至少一个，具有可以通过将过电压快速放电来防止对光源的损坏的优点。

根据实施例中的至少一个，即使施加了过电压，光源的发光也仅在过电压被施加的时段被暂时阻断，然后，其快速恢复到光源的发光，因此，具有可以防止产品故障和提高产品可靠性的优点。

根据以下详细描述，实施例的进一步的可应用范围将变得显而易见。然而，由于本领域技术人员可以清楚地理解在实施例的精神和范围内的各种变化和修改，因此具体实施例例如详细描述和优选实施例应被理解为仅作为示例给出。

附图说明

图1是示出根据实施例的光源驱动装置的视图。

图2示出了根据实施例的光源驱动装置在正常模式下动作的状态。

图3示出了根据实施例的光源驱动装置中的过电压保护模式的过电压施加部的动作。

图4示出了根据实施例的光源驱动装置中的过电压保护模式结束之后的动作。

图5的(a)示出了包括过电压的输入电压的波形。

图5的(b)示出了第三开关的基极电压的波形。

图5的(c)示出了第一节点的电压。

图5的(d)示出了第二开关的集电极-发射极电压的波形。

图6示出了根据实施例的光源驱动装置在非发光模式下动作的状态。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。然而，本发明的精神和范围不限于所描述的实施例的一部分，还可以以各种其他形式实施，并且在本发明的精神和范围内，实施例的一个或多个要素可以选择性地组合和替换。此外，除非另有明确定义和描述，否则本发明的实施例中使用的术语(包括技术术语和科学术语)可以被解释为与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义，并且例如在常用词典中定义的术语可以理解为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义。另外，本发明的实施例中使用的术语旨在描述实施例，而不旨在限制本发明。在本说明书中，除非在短语中特别说明，否则单数形式也可以包括复数形式，并且当描述为“A(和)、B和C中的至少一个(或多个)”时可以包括在A、B和C中可以组合的所有组合中的至少一种。此外，在描述本发明的实施例的元件时，可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语。这些术语仅用于将元件与其他元件区分开，术语不限制于元件的本质、顺序或次序。另外，当一个元件被描述为“连接”、“耦接”或“连结”到另一个元件时，其可以不仅包括该元件直接“连接”、“耦接”或“连结”到其他元件的情况，而且还包括该元件通过该元件与其他元件之间的另一个元件“连接”、“耦接”或“连结”的情况。此外，当描述为形成或设置在每个元件“上(上方)”或“下(下方)”时，“上(上方)”或“下(下方)”可以不仅包括两个元件直接彼此连接的情况，而且还包括一个或多个其他元件形成或设置在两个元件之间的情况。此外，当表述为“上(上方)”或“下(下方)”时，其可以不仅包括基于一个元件的上方向，而且还包括基于一个元件的下方向。

图1示出了根据实施例的光源驱动装置。

参考图1，根据实施例的光源驱动装置可以包括光源110。

光源110可以连接到输入电源103并且可以通过输入电源103的输入电压而发光。例如，输入电源103可以供应范围在9V至16V的输入电压。输入电力103可以从安装在车辆中的电池供应或者可以从DC-DC转换器(未示出)供应。DC-DC转换器可以将电池的电压转换成所需电压。

例如，光源110可以是车辆的灯。例如，车辆的灯可以包括刹车灯、尾灯、倒车灯或转向信号灯。

输入电压可以通过控制车辆的灯的操作来供应。例如，当驾驶员的命令或操作被输入时，输入电压可以在控制装置(未示出)的控制下从输入电源103产生以供应给光源110，或者先前产生的输入电压可以被供应给光源110。例如，当驾驶员踩下制动踏板时，由输入电源103产生的输入电压可以响应于这样的驾驶员动作而被供应给光源110。

当驾驶员的命令或操作没有被输入时，输入电压可能不会从输入电源103产生，或者输入电压向光源110的供应可能被切断。例如，当驾驶员释放制动踏板的踩踏操作时，输入电压可能不由输入电源103产生或者输入电压的供应可能响应于驾驶员的动作而被切断。

例如，光源110可以包括并联连接到输入电源103的多个串112和114。串可以被称为阵列或块而不是串。

例如，第一串112可以包括多个发光器件LED1和LED2。发光器件LED1和LED2可以包括诸如发光二极管(LED)的半导体发光器件、发光器件封装或采用半导体发光器件的发光器件，但实施例不限于此。发光器件LED1和LED2可以彼此串联连接。例如，第二串114可以包括多个发光器件LED3和LED4。多个发光器件LED3和LED4可以彼此串联连接。作为另一示例，串112和114中的每一个中包括的多个发光器件LED1至LED4可以彼此并联连接。串112和114中的每一个中包括的发光器件LED1至LED4的数量或发光器件LED1至LED4的连接方法可以根据各种类型的车灯的规格或特性而改变。

光源110可以包括与串112和114中的每一个并联连接的电容器C2和C3。

输入电源103的输入电压可以根据外部环境而变化。例如，输入电压可以根据驾驶员踩踏制动踏板的强度而增加。当输入电源103的输入电压改变时，光源110的光输出的强度也可以改变。

根据实施例的光源驱动装置可以包括第一控制单元120。

第一控制单元120可以连接到输入电源103以控制光源110的发光。例如，第一控制单元120可以从输入电源103接收输入电压并控制根据输入电压的驱动电流流向光源110。因此，当第一控制单元120从输入电源103接收输入电压时，光源110可以发光，当第一控制单元120没有从输入电源103接收输入电压时，光源110可能不发光。如后所述，光源110可以通过其他强制方式(例如，第二开关Q2的控制)来发光或不发光。不发光可以指来自光源110的光发射被阻断从而不发射光。

第一控制单元120可以包括连接在输入电源103与第一节点n1之间的一个或多个电阻器R5和R6以及连接在第一节点n1与地GND之间的一个或多个开关Q4和Q5。电阻器R5和R6可以彼此并联连接。一个或多个开关Q4和Q5可以设置为与光源110中包括的串112和114的数量一样多。例如，第四开关Q4可以连接到光源110的第一串112，第五开关Q5可以连接到光源110的第二串114。

例如，第四开关Q4可以包括连接到第一节点n1的基极端子、连接到第一串112的集电极端子以及连接到地GND的发射极端子。例如，第五开关Q5可以包括连接到第一节点n1的基极端子、连接到第二串114的集电极端子以及连接到地GND的发射极端子。

第一控制单元120可以包括一个或多个电阻器R7和R8。第七电阻器R7可以连接在第四开关Q4与地GND之间，第八电阻器R8可以连接在第五开关Q5与地GND之间。当第四开关Q4导通时，第七电阻器R7可以确定流过第一串112中包括的发光器件LED1和LED2的驱动电流值。当第五开关Q5导通时，第八电阻器R8可以确定流过第二串114中包括的发光器件LED3和LED4的驱动电流值。

例如，光源110的第一串112中包括的发光器件LED1和LED2可以通过以下驱动电流I_LED发光。流过第二串114中包括的发光器件LED3和LED4的驱动电流也可以等同地应用于以下式1和式2。

[式1]

I_LED＝β×I_b

β为常数，I_b可以表示第四开关Q4的基极电流。

在式1中，基极电流Ib可以通过式2计算。

[式2]

Vreg表示第一节点n1的电压，Vbe表示第四开关Q4的基极-发射极电压，R7表示第七电阻器R7的电阻值。

第一节点n1的电压可以通过第二控制单元130的第一齐纳二极管ZD1的击穿电压和第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe确定。例如，当第三开关Q3导通时，由于第一节点n1和第五节点n5短路，因此第一节点n1的电压可以具有第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe。例如，当第三开关Q3断开时，第一节点n1的电压可以具有第一齐纳二极管ZD1的击穿电压和第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe的总和Vtotal。

在本实施例中，假设式2中所示的第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe与第四开关Q4的基极-发射极电压相同，但实施例不限于此。

在这种情况下，当第三开关Q3导通时，由于第一节点n1的电压具有第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe，因此当将第一节点n1的电压代入式2中时，基极电流I_b变为0，并且当将该值代入式1时，第一发光器件LED1的驱动电流I_LED变为0，因此第一串112中包括的发光器件LED1和LED2可能不发光。即，当第三开关Q3导通时，光源110的串112和114中的每一个中包括的多个发光器件LED1至LED4可能不发光。

当第三开关Q3断开时，第一节点n1的电压具有与第一齐纳二极管ZD1的击穿电压和第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe之和相对应的电压Vtotal，因此当将第一节点n1的电压代入式2时，基极电流I_b可以表示为式3。

[式3]

当将式3代入式1时，第一串112中包括的发光器件LED1和LED2的驱动电流I_LED可以表示为式4。

[式4]

I_LED＝β×(V_zD1/((β+1)R₇))

因此，第一串112中包括的发光器件LED1和LED2可以发出具有与式4中所示的驱动电流I_LED相对应的亮度的光。

根据实施例的光源驱动装置可以包括第一开关Q1。

第一开关Q1可以连接到输入电源103。例如，第一开关Q1可以通过第一电阻器R1连接到输入电源103。例如，第一开关Q1可以连接到输入电源103和第一控制单元120。更具体地，第一开关Q1可以包括连接到第五节点n5的基极端子、连接到第二节点n2的集电极端子以及连接到地GND的发射极端子。

根据第一开关Q1是否被切换，第一开关Q1可以以不同的模式动作。

例如，当第一开关Q1断开时，其可以以第一模式动作。第一模式可以是光源110的发光被阻断的模式，即锁存模式。锁存模式可以被称为非发光模式。在锁存模式下，输入电源103的输入电压可以通过第二节点n2被供应给第三控制单元140。在这种情况下，第二开关Q2通过由第三控制单元140基于输入电压分配的配电电压而导通，使得光源110的串112和114中的每一个中包括的发光器件LED1至LED4的发光可以被阻断。

具体地，当第一开关Q1断开时，可以选择并执行锁存模式。即，当第一开关Q1断开时，其可以以锁存模式动作。具体地，当第一开关Q1断开时，输入电源103的输入电压可以被供应给第三控制单元140以在锁存模式下操作。即，通过第三控制单元140的动作从第三控制单元140输出控制信号，并且第二开关Q2可以通过控制信号导通。控制信号可以具有电压值。被供应给第三控制单元140的输入电源103的输入电压可以是用于触发第三控制单元140的动作的电压。由于第二开关Q2导通，因此第一节点n1的电压变为地GND的电压例如0V，从而第四开关和第五开关Q5断开并且光源110的串112和114中的每一个中包括的发光器件LED1到LED4的发光可以被阻断。

例如，当第一开关Q1导通时，其可以以第二模式动作。第二模式可以是光源110发光的发光模式。在发光模式下，输入电源103的输入电压可以通过第二节点n2和第一开关Q1流向地GND。因此，由于第二开关Q2没有导通并且保持在断开状态，因此光源110的串112和114中的每一个中包括的发光器件LED1至LED4可以连续地发光。

根据实施例的光源驱动装置可以包括第二控制单元130。第二控制单元130可以控制第一开关Q1。第二控制单元130可以连接到第一控制单元120、第四控制单元150和第一开关Q1。

第二控制单元130可以包括保持恒定电压的恒压电路132和改变恒压电路132的控制信号(或输出电压)的第三开关Q3。恒压电路132可以包括具有击穿电压以保持恒定电压的第一齐纳二极管ZD1。第一齐纳二极管ZD1可以被连接在第一节点n1与第五节点n5之间。恒压电路132可以包括电容器C1作为用于去除流入第一节点n1中的噪声的滤波器。电容器C1可以与第一齐纳二极管ZD1并联连接。恒压电路132可以包括连接到第五节点n5和地GND的第四电阻器R4。

第三开关Q3可以包括连接到第四控制单元150的基极端子、连接到第一节点n1的集电极端子以及连接到第五节点n5的发射极端子。第三开关Q3可以通过第四控制单元150的控制信号(或输出电压)进行切换控制。第四控制单元150的控制信号可以是通过电压分配产生的配电电压。可以根据第三开关Q3的开关控制来改变第二控制单元130的控制信号的强度、电平或值。

例如，当第三开关Q3断开时，第二控制单元130的控制信号可以具有与第一齐纳二极管ZD1的击穿电压和第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe之和相对应的电压Vtotal。第一开关Q1可以通过具有电压Vtotal的控制信号导通。第二控制单元130的控制信号可以是输出电压。

例如，当第三开关Q3导通时，第二控制单元130的控制信号可以具有第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe。第一开关Q1可以通过具有第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe的控制信号导通。

因此，无论第三开关Q3是断开还是导通，第一开关Q1都可以导通。然而，当第三开关Q3断开时和第三开关Q3导通时流过导通的第一开关Q1的电流可能是不同的。

例如，当第三开关Q3断开时，第二控制单元130的控制信号可以具有与第一齐纳二极管ZD1的击穿电压和第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe之和相对应的电压Vtotal。相反，当第三开关Q3导通时，第二控制单元130的控制信号可以具有第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe。因此，第三开关Q3断开时的第二控制单元130的控制信号可以具有比第三开关Q3导通时的第二控制单元130的控制信号更高的电平。因此，前者可以比后者允许更大的电流流过第一开关Q1。在前者的情况下，输入电源103的所有输入电压可以通过第一开关Q1流向地，而在后者的情况下，输入电源103的部分输入电力可以流过第一开关Q1至地，其他部分可以通过第三控制单元140被供应给第二开关Q2。

因此，通过控制第三开关Q3的导通/断开，当施加过电压时，在过电压通过第四控制单元150放电即仅在第三开关Q3导通时可以暂时阻断光源110的发光，并且当过电压通过第四控制单元150放电并且第三开关Q3断开时，光源110的发光可以由于光源110的发光阻断的解除而恢复。因此，可以通过防止锁存模式被执行来防止产品的故障，即用于车辆的光源的故障。

例如，过电压可以是大于输入电压的最大值的电压。例如，当车辆的发动机启动时，电池的高电压瞬间产生例如45V的电压，过电压可以被包括在输入电源103的输入电压中并且被供应给光源110。在实施例中，可以通过由第四控制单元150将过电压快速放电到地GND来保护光源110。

当在相关技术中施加过电压时，会持续地执行锁存模式，并且持续地阻断光源的发光，除非驾驶员人工地强行关闭发动机然后再启动发动机，从而，导致产品故障。此外，这样的问题可能导致严重事故，因为其他驾驶员可能无法掌握驾驶员的车辆的情况，例如，驾驶员是否操作了制动灯、尾灯、倒车灯或转向信号灯。

根据实施例，即使当过电压被施加时，也仅在通过使用第四控制单元150的控制信号控制第二开关Q2导通/关断来施加过电压的临时时段期间阻挡光源110的发光，之后，光源110的发光恢复，从而防止产品故障并提高产品可靠性。

根据实施例的光源驱动装置可以包括第二开关Q2。例如，第二开关Q2可以连接到第一控制单元120、第一开关Q1和地GND。例如，第二开关Q2可以连接到第一控制单元120、第三控制单元140和地GND。例如，光源110可以通过第二开关Q2的开关控制来发光或不发光。不发光可以指光源110的串112和114中包括的发光器件LED1到LED4的发光被阻断。

第二开关Q2可以包括连接到第三节点n3的基极端子、连接到第一节点n1的集电极端子以及连接到地GND的发射极端子。第五电容器C5可以连接到第二开关Q2的集电极端子和发射极端子。

当第二开关Q2断开时，光源110可以通过第一控制单元120的控制发光。当第二开关Q2导通时，由于第一节点n1的电压变得等于地GND的电压，例如0V，因此第一控制单元120的第四开关Q4和第五开关Q5通过第一节点n1的电压而断开，从而可以阻断光源110的发光。因此，可以执行锁存操作，其中光源110的串112和114中的每一个中包括的发光器件LED1到LED4的发光通过第二开关Q2的导通而被阻断。

根据实施例的光源驱动装置可以包括第三控制单元140。

第三控制单元140可以被连接在第一开关Q1与第二开关Q2之间。第三控制单元140可以由第一开关Q1控制，第二开关Q2可以由第三控制单元140控制。例如，当通过第一开关Q1选择锁存模式时，即当第一当开关Q1断开时，第三控制单元140可以控制第二开关Q2的开关控制。具体地，当第一开关Q1断开时，输入电源103的输入电压可以经由第二节点n2被供应给第三控制单元140。第三控制单元140可以通过分配输入电源103的输入电压来产生控制信号(或输出电压)。第二开关Q2可以由来自第三控制单元140的控制信号进行开关控制。

例如，当第三控制单元140的控制信号处于低电平时，第二开关Q2可以断开，当第三控制单元140的控制信号处于高电平时，第二开关Q2可以导通。具体地，当第一开关Q1断开并且输入电源103的输入电压经由第二节点n2被供应给第三控制单元140时，第三控制单元140中产生的控制信号可以具有高电平。当第一开关Q1导通并且输入电源103的输入电压没有被供应给第三控制单元140而是经由第二节点n2和第一开关Q1供应给地时，在第三控制单元140中产生的控制信号可以具有低电平。高电平可以使第二开关Q2导通，低电平可以使第二开关Q2断开。低电平可以与第三控制单元140中包括的二极管D1的阈值电压相同，但是实施例不限于此。

第三控制单元140可以包括多个电阻器R1至R3。例如，第一电阻器R1可以被连接在输入电源103与第二节点n2之间。第二电阻器R2可以连接到第二节点n2，第三电阻器R3可以并联连接到第二电阻器R2。

第三控制单元140可以包括二极管D1。二极管D1可以串联连接到第二电阻器R2并且并联连接到第三电阻器R3。例如，二极管D1可以被连接在第二电阻器R2与第三节点n3之间或者可以被连接在第三电阻器R3与第三节点n3之间。第三控制单元140可以包括串联连接到第二电阻器R2并且并联连接到第三电阻器R3的电容器C4。

例如，第三控制单元140的控制信号可以是通过第一电阻器至第三电阻器R3的分配计算的配电电压V1与二极管D1的阈值电压之和。

例如，当二极管D1的阈值电压具有与配电电压V1相比小得可忽略的值时，第三控制单元140的控制信号可以是配电电压V1。

在以下描述中，假设第三控制单元140的控制信号是通过第一电阻器至第三电阻器R3的分配计算的配电电压V1，但实施例不限于此。

当第一开关Q1断开并且输入电源103的输入电压经由第二节点n2被供应给第三控制单元140时，由第三控制单元140产生的控制信号可以具有与通过第一电阻器至第三电阻器R3的分配计算的配电电压V1相对应的高电平电压。因此，第二开关Q2可以通过第三控制单元140的高电平电压导通。

当第一开关Q1导通并且输入电源103的输入电压经由第一开关Q1被供应给地GND而不供应给第三控制单元140时，在第三控制单元140中产生的控制信号可以具有与二极管D1的阈值电压相对应的低电平。因此，第二开关Q2可以通过第三控制单元140的低电平电压断开。

根据实施例的光源驱动装置可以包括第四控制单元150。

第四控制单元150可以连接到输入电源103、第二控制单元130和地GND。

第四控制单元150可以保护光源110免受过电压影响。例如，当输入电源103的输入电压由于周围环境(例如静电或火花)的影响而包括静电电压时，大于输入电压的预设最大电压的电压暂时流入光源110中，从而可能损坏光源110的发光器件LED1至LED4。当从输入电源103供应包括过电压(以下，称为过电压)的输入电压时，可以将过电压经由第四控制单元150放电到地GND。因此，第四控制单元150可以被称为过电压保护电路、抗静电电路等。

第四控制单元150可以包括第二齐纳二极管ZD2和至少两个电阻器R9和R10。例如，第二齐纳二极管ZD2和第九电阻器R9可以被连接在输入电源103与第四节点n4之间。第二齐纳二极管ZD2和第九电阻器R9可以彼此串联连接。第十电阻器R10可以被连接在第四节点n4与地GND之间。第二齐纳二极管ZD2可以具有不由输入电压传导但由过电压传导的击穿电压。可以在第四节点n4处产生由第九电阻器R9和第十电阻器R10分配的配电电压。当过电压被供应给第四控制单元150时，可以在第四节点n4处产生由第九电阻器R9和第十电阻器R10分配的配电电压。

当过电压从输入电源103流向第三控制单元140时，过电压大于第二齐纳二极管ZD2的击穿电压，使得第二齐纳二极管ZD2可以导通。因此，形成了经由第二齐纳二极管ZD2和第九电阻器R9和第十电阻器R10连接到地GND的电流路径，使得过电压可以快速地放电到地GND。由于过电压通过第三控制单元140放电，所以过电压不会流入光源110，从而防止光源110被损坏。第七电阻器R7和第八电阻器R8的电阻值中的每一个相对较小，因此电流可以容易地流动。

同时，第四节点n4可以连接到第二控制单元130的第三开关Q3的基极端子。因此，第三开关Q3可以通过第四节点n4的电压进行切换控制。即，当第四节点n4的电压为低电平时，第三开关Q3可以断开，而当第四节点n4的电压为高电平时，第三开关Q3可以导通。

第二控制单元130的控制信号可以通过第四节点n4的电压来调节。

例如，当输入电源103的输入电压中不包括过电压时，即当输入电压具有正常电压(发光模式)时，第四控制单元150的第二齐纳二极管ZD2可以不导通，相应地，第四节点n4可以是低电平电压。第二控制单元130的第三开关Q3可以通过第四节点n4的低电平电压断开。因此，第三控制单元140的控制信号可以具有与第一齐纳二极管ZD1的击穿电压和第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe之和相对应的高电平Vtotal。第一开关Q1通过高电平控制信号Vtotal导通，使得输入电源103的输入电压经由第一电阻器R1和第三控制单元140的第一开关Q1放电到地GND，并且通过第一控制单元120和第二控制单元130形成电流流路，并且由于第一节点n1的电压具有高电平，因此光源110可以通过使第四开关Q4和第五开关Q5导通来发光。

例如，当输入电源103的输入电压中包括过电压(过电压保护模式)时，在第四节点n4处产生由第九电阻器R9和第十电阻器R10分配的配电电压，并且配电电压可以是高电平电压。第二控制单元130的第三开关Q3可以通过第四节点n4的高电平电压导通。在这种情况下，第二控制单元130的控制信号可以具有第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe。第一开关Q1可以通过具有第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe的控制信号而导通。因此，由输入电源103的输入电压通过第一电阻器R1产生的电流的一部分可以流过第一开关Q1，另一部分电流可以经由第三控制单元140被供应给第二开关Q2的基极端子。在这种情况下，由于第一节点n1的电压具有第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe，因此第四开关Q4或第五开关Q5的基极电流I_b可以基于具有第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe的第四节点n4的电压通过式2而为零。因此，在光源110的串112和114中的每一个中包括的多个发光器件LED1至LED4的驱动电流I_LED通过式1变为零，从而可以阻断发光器件LED1至LED4。

之后，当输入电源103的输入电压中包括的过电压被放电并降低到输入电压的最大值以下时，第四控制单元150的第二齐纳二极管ZD2断开并且不再形成基于第四控制单元150的放电路径。在这种情况下，第四节点n4可以具有地GND的电压或接近该电压的电压，并且第三开关Q3可以通过第四节点n4的电压断开。根据第三开关Q3被断开，第一节点n1的电压可以具有与第一齐纳二极管ZD1的击穿电压和第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe之和相对应的电压Vtotal。在这种情况下，在光源110的串112和114中的每一个中包括的多个发光器件LED1至LED4可以以与通过式3和式4计算出的驱动电流I_LED相对应的亮度发光。

根据实施例，即使过电压被施加，光源110的发光也仅在过电压施加时段(图5中的T)期间被暂时阻断，然后，光源110可以正常地发光从而可以快速地恢复正常模式，由此防止产品故障并提高产品可靠性。

在下文中，将描述各种模式下的工作方法。例如，模式可以包括发光模式(正常模式)、过电压保护模式和非发光模式。

发光模式可以是光源110以正常电压发光的模式。过电压保护模式可以是这样的模式：当输入电压中包括过电压时，相应的过电压经由另一放电路径快速地放电以防止对光源110的损害。

当光源110的多个串112和114中包括的多个发光器件LED1至LED4发光的同时一个或多个发光器件LED1由于故障等而导通时，即，当发光器件LED1断开(开路)时，非发光模式可以是这样的模式：阻断来自光源110的多个串112和114中包括的所有光源110的光发射的功能即1-out-all-out功能被执行。

[正常模式]

图2示出了根据实施例的光源驱动装置在正常模式下工作的状态。

正常模式可以是光源110的串112和114中的每一个中包括的多个发光器件LED1至LED4通过不包括过电压的输入电压而发光的模式。即，正常模式下的输入电压可以具有预设的额定电压范围。在这种情况下，过电压可能是高于输入电压的最大值的电压。

如图2所示，在正常模式下，输入电源103的输入电压可以被供应给第一控制单元120、第四控制单元150和光源110。由于第二齐纳二极管ZD2的击穿电压等于或高于第四控制单元150中的输入电压的最大值，因此输入电压在第四控制单元150中不放电。第一节点n1的电压可以通过输入到第二控制单元130的输入电压产生。在这种情况下，由于第一节点n1的电压具有与第二控制单元130的第一齐纳二极管ZD1的电压和第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe之和相对应的电压Vtotal，第一开关Q1可以通过第一节点n1的电压而导通。另外，第四开关Q4和第五开关Q5的基极电流通过第一节点n1的电压产生，并且根据基极电流的驱动电流流动，使得在光源110的串112和114中的每一个中包括的多个发光器件LED1至LED4可以发出具有与相应的驱动电流相对应的亮度的光。同时，由于第一开关Q1导通，由输入电压通过第一电阻器R1产生的电流可以经由第一开关Q1流向地GND，而不会流到第三控制单元140。由于第一开关Q1导通，因此由输入电压通过第一电阻器R1产生的电流不会流向第三控制单元140，第二开关Q2保持断开状态，使得可以持续地保持光源110的发光。

[过电压保护模式]

图3示出了根据实施例的光源驱动装置中的过电压保护模式的过电压施加部的动作，图4示出了根据实施例的光源驱动装置中的过电压保护模式结束之后的动作。图5示出了根据包括过电压的输入电压的波形。即，图5的(a)示出了包括过电压的输入电压的波形。图5的(b)示出了第四节点的基极电压的波形。图5的(c)示出了第一节点n1的电压。图5的(d)示出了第二开关的集电极-发射极电压的波形。

如图5所示，过电压保护模式可以通过分为被施加过电压的时段T2和未施加过电压的时段T1和T3来描述。即，可以施加不包括过电压的输入电压(T1)，然后可以施加包括产生的过电压的输入电压(T2)。此后，当过电压被放电时，可以再次施加不包括过电压的输入电压(T3)。

T1可以被称为第一时段，T2可以被称为第二时段，T3可以被称为第三时段。第二时段T2可以是第一时间t1与第二时间t2之间的时段。第二时段T2是在输入电压中包括过电压的时段，第一时间t1可以是过电压变得大于输入电压的最大值的时间点，第二时间t2可以是过电压变得小于输入电压的最大值的时间点。因此，过电压在第一时间t1处产生并且被包含在输入电压中，并且，如下所述，过电压在第二时间t2处由于通过第四控制单元150进行的放电而被去除，因此过电压可以变得小于输入电压的最大值。

<第一时段T1>

第一时段T1是施加不包括过电压的输入电压的时段，并且在第一时段T1中以正常模式操作，并且由于第一时段T1中的正常操作可以从图2所示的正常模式的动作中容易地理解，因此将省略进一步的描述。

<第二时段T2>

第二时段T2可以是包括由于静电等引起的过电压的输入电压被施加的时段。

如图5所示，在第二时段T2中，超过输入电压的最大值的过电压可以被包括在输入电压中并且被供应。

在这种情况下，如图3所示，在过电压中包括的输入电压(图5的(a))可以被供应给第一控制单元120、第四控制单元150和光源110。当包括过电压的输入电压被供应时，第四控制单元150的第二齐纳二极管ZD2导通，使得过电压可以经由第九电阻器R9和第十电阻器R10而快速地放电到地GND。在这种情况下，过电压可以通过第九电阻器R9和第十电阻器R10进行电压分配，并且分配的电压可以在第四节点n4处产生。如图5的(b)所示，第四节点n4的电压可以是第三开关Q3的基极电压。如图5的(b)所示，在第三开关Q3的基极电压不包括过电压的第一时段T1中，第四节点n4的电压为0V，但是当包括过电压的输入电压被施加到第四控制单元150时，第四节点n4的电压可以从0V增加到1.7V。因此，由于第四节点n4的电压即1.7V至少大于第三开关Q3的基极-发射极电压，因此第三开关Q3可以通过第四节点n4的电压导通。

同时，第一节点n1的电压可以根据第三开关Q3的导通/断开而改变。如在上述的正常模式动作中所述，当第三开关Q3断开时，不包括过电压的第一时段T1中的第一节点n1的电压可以具有与第二控制单元130的第一齐纳二极管ZD1的击穿电压和第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe之和相对应的电压Vtotal。相反，当第三开关Q3导通时，包括过电压的第二时段T2中的第一节点n1的电压可以具有第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe。如图5的(c)所示，第一时段T1中的第一节点n1的电压大于2V，而第二时段T2中的第一节点n1的电压可能明显低于2V。

当第三开关Q3导通时，由于如图5的(c)所示第一节点n1的电压具有第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe，因此第一开关Q1可以通过第一节点n1的电压而导通。因此，由包括过电压的输入电压通过第一电阻器R1产生的电流也可以流过第一开关Q1和第三控制单元140。由包括过电压的输入电压通过第一电阻器R1产生的电流的一部分可以流过第三控制单元140，并且第二开关Q2的集电极-发射极电压可以由第三控制单元140中的电压分配产生的电压来确定。如图5的(d)所示，如在上述的正常模式动作中所述，在第三开关Q3的基极电压不包括过电压的第一时段T1中，第二开关Q2的集电极-发射极电压为2V，而由包括过电压的输入电压通过第一电阻器R1产生的部分电流流到第三控制单元140，并且由第三控制单元140中的电压分配产生的预定电压被供应给第二开关Q2作为控制信号，使得在第二时段T2中第二开关Q2的集电极-发射极电压可以降低到约1V。即使第二开关Q2的集电极-发射极电压降低到1V，第二开关Q2也不会导通，但是电流可以微细地流过第二开关Q2。

同时，当第三开关Q3导通时，第一节点n1的电压具有第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe，当第一节点n1的电压代入式2时，基极电流I_b变为0，当将该值代入式1时，第一发光器件LED1的驱动电流I_LED可以为零。因此，在光源110的串112和114中的每一个中包括的多个发光器件LED1至LED4可能不发光。

在上文中，已经描述了即使在第二时段T2中第三开关Q3导通时第一开关Q1也导通，但是即使在第二时段T2中第三开关Q3导通，第一开关Q1也可能断开。在这种情况下，由输入电压通过第一电阻器R1产生的电流可能不会流过第一开关Q1，但是可能会流过第二控制单元130。在这种情况下，第二开关Q2由第二控制单元130的电压分配产生的电压而导通，最终，在光源110的串112和114中的每一个中包括的多个发光器件LED1至LED4可能不会发光，但是实施例不限于此。

<第三时段T3>

当在第二时段T2中过电压通过第四控制单元150放电并被去除时，第二时段T2在输入电压变得低于预设的额定电压的最大值的时间点t2处结束，并且第二时间t2之后的时段可以被称为第三时段T3。

在第三时段T3中可以供应低于输入电压的最大值的电压。

在这种情况下，如图4所示，低于输入电压的最大值的电压可以被供应给第一控制单元120、第四控制单元150和光源110。由于低于输入电压的最大值的电压低于第四控制单元150的第二齐纳二极管ZD2的击穿电压，因此通过第四控制单元150的放电不再动作。因此，如图5的(b)所示，第四控制单元150的第四节点n4的电压可以降低到0V。因此，第三开关Q3通过第四节点n4的电压而断开，因此，如图5的(c)所示，第一节点n1的2V的电压可以具有第二控制单元130的第一齐纳二极管ZD1的击穿电压和第一开关Q1的基极-发射极电压Vbe。由于第一开关Q1通过第一节点n1的2V的电压而导通，因此驱动电流通过第一节点n1的电压根据式3和式4而流动，使得光源110的发光阻断被解除，由此恢复光源110的发光。此外，由于第一开关Q1的导通由低于输入电压的最大值的电压通过第一电阻器R1产生的电流会经由第一电阻器R1流向地GND并且可能不会流向第三控制单元140。

[非发光模式]

图6示出了根据实施例的光源驱动装置以非发光模式动作的状态。

非发光模式可以是这样的模式：当光源110的多个串112和114中包括的多个发光器件LED1至LED4发光的同时一个或多个发光器件LED1由于故障等而导通时，即，当发光器件LED1断开(开路)时，执行阻断来自光源110的多个串112和114中包括的所有光源110的光发射的功能即1-out-all-out功能。

例如，当第一发光器件LED1断开连接时，电流可能不会流到第一串112，电流可以经由第五电阻器R5和第六电阻器R6以及第七电阻器R7流向地GND。在这种情况下，第一节点n1的电压可以是第四开关Q4的基极-发射极电压与第七电阻器R7的电压V7之和。因此，第一节点n1的电压约为1V，并且第一节点n1的电压低于第二控制单元130的第一齐纳二极管ZD1的击穿电压，因此第一齐纳二极管ZD1不导通，并且第一开关Q1可能断开。在这种情况下，由输入电源103的输入电压通过第一电阻器R1产生的电流被供应给第三控制单元140，使得第二开关Q2可以通过由第三控制单元140的电压分配产生的控制信号而导通。随着第二开关Q2导通，第一节点n1的电压变为地GND的电压，流过第四开关Q4和第五开关Q5的驱动电流I_LED可以根据式1和式2为零。因此，可以执行1-out-all-out功能，其中连接到第四开关Q4和第五开关Q5的光源110的串112和114中的每一个中包括的所有发光器件LED1到LED4的发光被阻断。

以上描述中描述的开关Q1至Q5包括npn型BJT晶体管，但实施例不限于此。

前述详细描述在所有方面并不被限制性地解释，而应被视为说明性的目的。本实施例的范围应当以对所附权利要求的合理解释来确定，并且在本实施例等效范围内的所有变化均被包含在实施例的范围内。

工业实用性

实施例可以应用于车辆的光源。

Claims (12)

1.一种光源驱动装置，包括：

光源，所述光源连接到供应输入电压的输入电源并且包括多个串，每个所述串包括多个发光器件；

第一控制单元，所述第一控制单元连接到所述输入电源、所述光源以及地；

第一开关，所述第一开关连接到所述输入电源、所述第一控制单元以及所述地，并且包括连接到第五节点的基极端子、连接到第二节点的集电极端子以及连接到所述地的发射极端子；

第二控制单元，所述第二控制单元连接到所述第一控制单元、所述第一开关以及所述地；

第二开关，所述第二开关连接到所述第一控制单元以及所述地，并且包括连接到第三节点的基极端子、连接到第一节点的集电极端子以及连接到所述地的发射极端子；

第三控制单元，所述第三控制单元连接到所述输入电源、所述第一开关、所述第二开关以及所述地；以及

第四控制单元，所述第四控制单元连接到所述输入电源、所述第二控制单元以及所述地，

其中，所述第二控制单元包括第三开关，所述第三开关包括连接到所述第四控制单元的基极端子、连接到所述第一节点的集电极端子以及连接到所述第五节点的发射极端子，

其中，所述光源驱动装置以发光模式、过电压保护模式以及非发光模式中的一种工作，

其中，在所述过电压保护模式下，

过电压被配置成通过所述第四控制单元放电，所述第三开关被配置成通过第四节点的电压而导通，所述第一开关被配置成通过所述第一节点的电压而导通，所述第二开关被配置成通过所述第三控制单元而导通，并且所述多个发光器件中的每个发光器件的发光被阻断，并且

当放电的所述过电压降低到所述输入电压的最大值以下时，所述第三开关被配置成通过所述第四节点的电压而断开，所述第一开关被配置成通过所述第一节点的电压而导通，所述第二开关被配置成通过所述第三控制单元而断开，并且所述多个发光器件中的每个发光器件发光。

2.根据权利要求1所述的光源驱动装置，其中，在所述发光模式下，所述输入电源被配置为供应具有预设的最小值和最大值的输入电压，

其中，在所述过电压保护模式下，所述输入电源被配置为供应比所述输入电压的所述最大值大的第一电压，并且

其中，所述过电压保护模式被分为施加大于所述输入电压的所述最大值的第一电压的第一时段以及在所述第一时段之后的施加小于所述输入电压的所述最大值的第二电压的第二时段。

3.根据权利要求2所述的光源驱动装置，其中，在所述第一时段期间，

所述第四控制单元被配置成将所述第一电压放电并且使用所述第一电压使所述第二控制单元的所述第三开关导通，以在所述第一节点处产生小于第一输出电压的第二输出电压，并且

所述第一控制单元被配置成使用所述第二输出电压阻断所述光源的发光。

4.根据权利要求3所述的光源驱动装置，其中，所述输入电压通过所述第一电压的放电变为所述第二时段中的所述第二电压，并且

其中，在所述第二时段期间，

所述第四控制单元被配置成使用所述第二电压控制所述第二控制单元以产生所述第一输出电压，并且

所述第一控制单元被配置成使用所述第一输出电压控制所述光源发光。

5.根据权利要求4所述的光源驱动装置，其中，所述第一控制单元包括：

第三电阻器，所述第三电阻器连接到所述输入电源和所述第一节点；

第四开关，所述第四开关连接到所述第一节点、所述第二控制单元以及所述光源；以及

第四电阻器，所述第四电阻器连接到所述第四开关和所述地。

6.根据权利要求5所述的光源驱动装置，其中，所述第二控制单元包括第一齐纳二极管，所述第一齐纳二极管连接到所述第一节点和所述第一开关的所述基极端子。

7.根据权利要求6所述的光源驱动装置，其中，在所述第一时段期间，

所述第四控制单元被配置成使用所述第一电压使所述第三开关导通，并且

所述第二控制单元被配置成通过使所述第三开关导通产生所述第一开关的基极-发射极电压作为所述第二输出电压。

8.根据权利要求7所述的光源驱动装置，其中，在所述第二时段期间，

所述第四控制单元被配置成使用所述第二电压使所述第三开关断开，并且

所述第二控制单元被配置成通过使所述第三开关断开产生所述第一齐纳二极管的击穿电压与所述第一开关的所述基极-发射极电压之和作为所述第一输出电压。

9.根据权利要求6所述的光源驱动装置，其中，所述第三控制单元包括：

第一电阻器，所述第一电阻器连接到所述输入电源和所述第二节点；

至少一个第二电阻器，所述至少一个第二电阻器连接到所述第二节点；以及

二极管，所述二极管连接到所述第二电阻器和所述第二开关的所述基极端子。

10.根据权利要求9所述的光源驱动装置，其中，在所述非发光模式下，在所述多个串的所述多个发光器件发光时，至少一个发光器件断开连接，

其中，在所述非发光模式下，所述第一节点的电压具有所述第一齐纳二极管的击穿电压与所述第四开关的基极-发射极电压之和，并且当所述第一开关被配置成通过所述第一节点的所述电压而断开时，所述第二开关被配置成通过由所述第一电阻器和所述第二电阻器分配的配电电压而导通，从而阻断所述多个串的所述多个发光器件的发光。

11.一种光源驱动装置，包括：

光源，所述光源连接到供应输入电压的输入电源并且包括多个串，每个所述串包括多个发光器件；

第一控制单元，所述第一控制单元连接到所述输入电源、所述光源以及地；

第一开关，所述第一开关连接到所述输入电源、所述第一控制单元以及所述地，并且包括连接到第五节点的基极端子、连接到第二节点的集电极端子以及连接到所述地的发射极端子；

第二开关，所述第二开关连接到所述第一控制单元、所述第一开关以及所述地，并且包括连接到第三节点的基极端子、连接到第一节点的集电极端子以及连接到所述地的发射极端子；

第三控制单元，所述第三控制单元连接到所述输入电源、所述第一开关、所述第二开关以及所述地；以及

第四控制单元，所述第四控制单元连接到所述输入电源、所述第二控制单元以及所述地，

其中，所述第二控制单元包括第三开关，所述第三开关包括连接到所述第四控制单元的基极端子、连接到所述第一节点的集电极端子以及连接到所述第五节点的发射极端子，

其中，过电压保护模式被分为施加大于所述输入电压的最大值的第一电压的第一时段以及在所述第一时段之后的施加小于所述输入电压的所述最大值的第二电压的第二时段，

其中，在所述第一时段期间，所述第四控制单元被配置成将所述第一电压放电并且使用所述第一电压控制所述第二控制单元以产生小于第一输出电压的第二输出电压，并且所述第一控制单元被配置成使用所述第二输出电压阻断所述光源的发光，

其中，在所述过电压保护模式下，

所述第一电压通过所述第四控制单元放电，所述第三开关被配置成通过所述第四节点的电压而导通，所述第一开关被配置成通过所述第一节点的电压而导通，所述第二开关被配置成通过所述第三控制单元而导通，并且所述多个发光器件中的每个发光器件的发光被阻断，并且

当放电的所述第一电压降低到所述输入电压的最大值以下时，所述第三开关被配置成通过所述第四节点的电压而断开，所述第一开关被配置成通过所述第一节点的电压而导通，所述第二开关被配置成通过所述第三控制单元而断开，并且所述多个发光器件中的每个发光器件被配置成发光。

12.根据权利要求11所述的光源驱动装置，其中，所述输入电压通过所述第一电压的放电变为所述第二时段中的所述第二电压，

其中，在所述第二时段期间，

所述第四控制单元被配置成使用所述第二电压控制所述第二控制单元以产生所述第一输出电压，并且

所述第一控制单元被配置成使用所述第一输出电压控制所述光源发光。