專利名稱：車燈驅(qū)動電路、方法及車燈系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于車燈的電路，具體是涉及一種車燈的驅(qū)動電路、方法及 車燈系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著材料和制造工藝的進步，新型光源，如發(fā)光二極管，應(yīng)用日漸廣 泛。發(fā)光二極管具有高效率、長壽命、顏色鮮艷等特點，可以應(yīng)用于多個領(lǐng)域。其中一 種用途就是在汽車車燈上用發(fā)光二極管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的白熾燈。相比白熾燈，發(fā)光二極管更 輕、更小、壽命更長且更省電。更重要的是，發(fā)光二極管的響應(yīng)速度比白熾燈更快。對于那些原本設(shè)計為使用白熾燈作為車燈的汽車，如果直接將白熾燈替換為發(fā) 光二極管會帶來一些問題。圖1所示的傳統(tǒng)電路100是為使用白熾燈102的汽車設(shè)計的。 白熾燈102由供電線路104提供的來自電源108(比如電池)的電力進行供電。在一些特 定的情況下，汽車需要進行自檢以測試白熾燈102是否正常工作。汽車上的微控制器(圖 1中未示出)產(chǎn)生測試信號(通常為方波)，并把該測試信號施加于供電線路104上。監(jiān) 測電路106監(jiān)測白熾燈102兩端的電壓。如果測試信號的波形的幅度大于一個預(yù)設(shè)值， 則該波形能夠被監(jiān)測電路106監(jiān)測到。如果白熾燈102正常工作，因為其內(nèi)部的燈絲的 電阻較小，所以白熾燈102上的壓降相對較小。因此，監(jiān)測電路106不能監(jiān)測到測試信 號的波形。如果白熾燈102壞掉了(處于開路狀態(tài))，則監(jiān)測電路106可以監(jiān)測到測試信 號的波形并從而判定白熾燈102壞掉了，進而在儀表板上亮起指示燈以提示駕駛員。圖2所示的傳統(tǒng)電路200是為那些將白熾燈替換為發(fā)光二極管的汽車設(shè)計的。如 圖2所示，發(fā)光二極管鏈202替換了傳統(tǒng)的白熾燈。發(fā)光二極管鏈202包含多個串聯(lián)的 發(fā)光二極管。一般來講，發(fā)光二極管鏈202的電阻大于白熾燈的電阻。因此，當微控制 器(圖2中未示出)把測試信號施加在供電線路104上時，即便發(fā)光二極管鏈202正常工 作，監(jiān)測電路106仍然可能在發(fā)光二極管鏈202的兩端監(jiān)測到測試信號的波形，所以導致 產(chǎn)生錯誤的判斷。為避免這種不該發(fā)生的錯誤報警，一個虛擬負載(比如電阻204)以并 聯(lián)的方式連接于發(fā)光二極管鏈202的兩端。電阻204具有較小的阻值，因而電阻204和發(fā) 光二極管鏈202并聯(lián)起來的總的阻值更小。通過為電阻204選擇一個合適的阻值，監(jiān)測 電路106不能在發(fā)光二極管鏈202的兩端監(jiān)測到測試信號的波形，從而避免了錯誤報警。 然而，該種傳統(tǒng)電路的缺點是，只要車燈打開，電阻204總在消耗電力并產(chǎn)生熱量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，對那些用發(fā)光二極管替換傳統(tǒng)的白熾燈作為光 源的汽車，避免汽車在自檢時因為光源替換而造成的錯誤報警。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種車燈驅(qū)動電路。該電路包含耦合于供 電線路和地之間的電流通路和與供電線路耦合的監(jiān)控單元。該電流通路包含虛擬負載。 監(jiān)控單元監(jiān)控供電線路上是否施加有測試信號。測試信號用于測試車燈是否正常工作。如果監(jiān)測到測試信號，監(jiān)控單元導通電流通路，產(chǎn)生流經(jīng)虛擬負載到地的電流從而減小 該電路的總的電阻值。本發(fā)明還提供了一種車燈系統(tǒng)，包含光源和驅(qū)動光源的電路。所述電路包含與 供電線路耦合的第一電容和耦合于所述供電線路和地之間的電流通路。當測試所述車 燈是否正常工作的測試信號施加于所述供電線路上時，所述第一電容兩端的電壓大于閾 值，所述電流通路導通從而減小所述電路的總的電阻值。本發(fā)明還提供了一種車燈驅(qū)動方法，包括下列步驟監(jiān)測供電線路上的測試信 號，所述測試信號用于測試所述車燈是否正常工作；如果監(jiān)測到所述測試信號，則接通 耦合于所述供電線路和地之間的電流通路以減小所述車燈驅(qū)動電路的總的電阻值；如果 沒有監(jiān)測到所述測試信號，則斷開所述耦合于所述供電線路和地之間的電流通路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過采用本發(fā)明所述的電路和利用所述電路驅(qū)動車燈的方 法，能夠在汽車自檢時避免因為光源替換造成的錯誤警報，并且能夠節(jié)省電力，減少熱 量的產(chǎn)生。


以下通過對本發(fā)明的一些實施例結(jié)合其附圖的描述，可以進一步理解本發(fā)明的 目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點。圖1所示為一種用于汽車上白熾燈的傳統(tǒng)電路的方框圖；圖2所示為一種傳統(tǒng)電路的方框圖，該傳統(tǒng)電路應(yīng)用于將白熾燈替換為發(fā)光二 極管的汽車；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電路的方框圖，該電路應(yīng)用于將白熾燈替 換為發(fā)光二極管的汽車；圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電路的示意圖，該電路應(yīng)用于將白熾燈替 換為發(fā)光二極管的汽車；圖5所示為圖4中電容410兩端的電壓和供電線路上測試信號的關(guān)系示意圖；圖6所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的為汽車光源供電的方法流程圖。
具體實施例方式以下將對本發(fā)明的實施例給出詳細的說明。盡管本發(fā)明通過這些實施方式進行 闡述和說明，但需要注意的是本發(fā)明并不僅僅只局限于這些實施方式。相反，本發(fā)明涵 蓋所附權(quán)利要求所定義的發(fā)明精神和發(fā)明范圍內(nèi)的所有替代物、變體和等同物。另外，為了更好的說明本發(fā)明，在下文的具體實施方式
中給出了眾多的具體細 節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。在另外一些實 例中，對于大家熟知的方法、流程、元件和電路未作詳細描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電路300的方框圖，該電路300應(yīng)用于將白 熾燈替換為發(fā)光二極管的汽車。在一個實施例中，電路300集成于一個車燈系統(tǒng)內(nèi)。電 路300通過供電線路306與電源314耦合。在一個實施例中，電源314是汽車上的電池。電路300包含耦合于供電線路306和地之間的電流通路。在一個實施例中，該電流通路包含串聯(lián)連接的虛擬負載304和開關(guān)318。監(jiān)控單元302與供電線路306耦合，并 監(jiān)測供電線路306上的測試信號。監(jiān)控單元302通過控制開關(guān)318的開/關(guān)狀態(tài)來決定 電流通路的導通狀態(tài)。如果監(jiān)控單元302在供電線路306上監(jiān)測到測試信號，則監(jiān)控單 元302接通開關(guān)318以產(chǎn)生流經(jīng)虛擬負載304到地的電流，從而使電路300的總的電阻減 小。電路300還進一步包含直流/直流變換器310。直流/直流變換器310與供電線路 306耦合，為光源(如發(fā)光二極管鏈312)提供調(diào)整后的電力。電流監(jiān)測器316監(jiān)測流經(jīng) 發(fā)光二極管鏈312的電流，并為控制器308提供指示該電流的監(jiān)測信號?？刂破?08與 直流/直流變換器310耦合，根據(jù)電流監(jiān)測器316提供的監(jiān)測信號控制直流/直流變換器 310，從而使得直流/直流變換器310為發(fā)光二極管鏈312提供合適的電力。控制器308 也與開關(guān)318耦合，并根據(jù)流經(jīng)發(fā)光二極管鏈312的電流控制開關(guān)318，進而控制電流通 路的導通狀態(tài)。在某些情況下，汽車進行自檢以判斷車燈系統(tǒng)里的燈是否能正常工作，而此時 車燈系統(tǒng)里的白熾燈已經(jīng)被替換為發(fā)光二極管鏈312。如果發(fā)光二極管鏈312正常工作， 電路300可以阻止錯誤報警的產(chǎn)生。汽車進行自檢時，測試信號施加于供電線路306上 并持續(xù)一段時間，比如5秒。在一個實施例中，測試信號是方波。監(jiān)測電路320監(jiān)測電 路300兩端的電壓。如果在電路300兩端監(jiān)測到測試信號的波形，則監(jiān)測電路320判定 光源故障，并產(chǎn)生報警信號使儀表板上的報警指示燈亮起。如果在電路300兩端沒有監(jiān) 測到測試信號的波形，則監(jiān)測電路320判定光源正常工作。監(jiān)控單元302能夠監(jiān)測到測試信號并接通開關(guān)318以導通電流通路。圖4中示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的監(jiān)控單元302的結(jié)構(gòu)示意圖。如果監(jiān)測 到測試信號，在電流通路上，會有電流流經(jīng)虛擬負載304到地。換言之，當開關(guān)318接 通，虛擬負載304以并聯(lián)的方式與電路300耦合，從而使電路300的總電阻減小。通過為 虛擬負載304選擇合適的阻值，使得測試信號波形的幅度足夠小，從而使得監(jiān)測電路320 不能在電路300兩端監(jiān)測到測試信號的波形，這樣就能避免產(chǎn)生錯誤報警。當自檢結(jié)束 (供電線路306上沒有測試信號)，監(jiān)控單元302斷開開關(guān)318以斷開電流通路，從而虛 擬負載304不再消耗電力?？刂破?08還能根據(jù)流經(jīng)發(fā)光二極管鏈312的電流監(jiān)測發(fā)光二極管鏈312是否出 現(xiàn)異常。如果發(fā)光二極管鏈312處于開路狀態(tài)，流經(jīng)發(fā)光二極管鏈312的電流為0，因而 小于預(yù)設(shè)的第一電流值。如果發(fā)光二極管鏈312處于短路狀態(tài)，流經(jīng)發(fā)光二極管鏈312 的電流大于預(yù)設(shè)的第二電流值。因此，通過將流經(jīng)發(fā)光二極管鏈312的電流與一個或多 個預(yù)設(shè)的電流值進行比較，控制器308可以判定發(fā)光二極管鏈312是否出現(xiàn)異常。在一 個實施例中，如果監(jiān)測到發(fā)光二極管鏈312出現(xiàn)異常，控制器308斷開開關(guān)318以斷開電 流通路。這樣，監(jiān)測電路320將會監(jiān)測到測試信號的波形并產(chǎn)生報警信號。控制器308 還能根據(jù)流經(jīng)發(fā)光二極管鏈312的電流控制直流/直流變換器310，使直流/直流變換器 310為發(fā)光二極管鏈312提供合適的電力，從而使發(fā)光二極管鏈312具有期望的亮度。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電路300的示意圖，該電路應(yīng)用于將白熾燈 替換為發(fā)光二極管的汽車。圖4中示出了監(jiān)控單元302的詳細結(jié)構(gòu)。圖4中與圖3編號 相同的部件具有類似的功能。圖4的例子中，虛擬負載304是電阻416，開關(guān)318是晶體管412，電流監(jiān)測器316是電阻414。在一個實施例中，監(jiān)控單元302包含與供電線路306耦合的第一電容 402、陰極與第一電容402耦合且陽極與地耦合的第一二極管404、陽極與第一電容402耦 合且陰極通過第二電容410與地耦合的第二二極管406、以及與第二電容410并聯(lián)的電阻 408。晶體管412的柵極與第二電容410耦合，因此第二電容410兩端的電壓決定了晶體 管412的導通狀態(tài)。在一個實施例中，晶體管412具有閾值電壓Vth。如果第二電容410 兩端的電壓V41tl小于Vth，則晶體管412斷開。如果第二電容410兩端的電壓V41tl大于 Vth,則晶體管412接通。圖5所示為第二電容410兩端的電壓V41tl和供電線路306上測 試信號的關(guān)系示意圖。圖4將結(jié)合圖5進行描述。如果汽車沒有進行自檢，則供電線路306上沒有施加測試信號。供電線路306 為電路300提供直流電力，比如12V的直流電壓。直流電壓被第一電容402隔離，從而 不會對第二電容410充電。第二電容410兩端的電壓V41tl小于閾值Vth。晶體管412斷 開，從而電流通路斷開。如果汽車進行自檢，測試信號(示于圖5)施加于供電線路306。因為測試信號 具有交流分量，所以能夠通過第一電容402和第二二極管406，并為第二電容410充電。 如圖5所示，當測試信號為高電平，第二電容410充電，V41tl增大。當測試信號為低電 平，第二電容410通過電阻408放電，V41tl減小。對于第一電容402的電容值、第二電容410的電容值、電阻408的電阻值的選取 可以有不同的方法。在一個實施例中，通過選擇適當?shù)牡谝浑娙?02的電容值、第二電 容410的電容值、電阻408的電阻值，使得在測試信號中一系列脈沖的作用下，第二電容 410兩端的電壓V41tl能夠達到動態(tài)平衡。所謂達到動態(tài)平衡是指電壓V41tl的平均值變得 相對穩(wěn)定。第二電容410選擇較大的電容值、電阻408選擇較大的電阻值，會使得第二 電容410的放電速度較慢。對于頻率較低的測試信號，需要第二電容410的放電速度較 慢，這樣在測試信號中一系列脈沖的作用下第二電容410兩端的電壓％1(|才能達到動態(tài)平在另一個實施例中，通過選擇適當?shù)牡谝浑娙?02的電容值和第二電容410的電 容值，使得當供電線路306上沒有施加測試信號時電壓V41tl小于晶體管412的閾值電壓， 從而使晶體管412斷開。假設(shè)供電線路306提供的直流電壓為VDD，第一電容402的電容 值為C4tl2,第二電容410的電容值為C41tl,第二二極管406兩端的電壓為VD2，晶體管412 的閾值電壓為Vth，則C4tl2和C41tl可以通過式子⑴和式子(2)共同決定。Vm = (v^-vDi)* C402
QO2 + QlO(1)V410 < Vth(2)圖6所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的為汽車光源供電的方法流程圖600。圖6將 結(jié)合圖3和圖4進行描述。在步驟602中，監(jiān)測供電線路306上是否施加有測試信號。比如，利用電路300 中的監(jiān)控單元302進行監(jiān)測。在步驟604中，如果監(jiān)測到測試信號，則導通電流通路，產(chǎn)生流經(jīng)虛擬負載304 的電流，從而減小電路300的總的電阻值。在一個實施例中，第二電容410在測試信號的作用下充電。第二電容410兩端的電壓大于開關(guān)318的閾值電壓，使得開關(guān)318導通，進而使得電流通路導通。其結(jié)果 是使得虛擬負載304以并聯(lián)的方式連接至電路300，使電路300的總的電阻值減小。因 此，監(jiān)測電路320不能在電路300兩端監(jiān)測到測試信號的波形，也就不會產(chǎn)生錯誤報警。在步驟606中，如果沒有在供電線路306上監(jiān)測到測試信號，則斷開電流通路。在一個實施例中，如果測試信號沒有施加于供電線路306，第二電容410兩端的 電壓小于開關(guān)318的閾值電壓，開關(guān)318斷開進而使電流通路斷開。虛擬負載304不再 消耗電力。綜上所述，本發(fā)明提供了一種用于車燈的驅(qū)動電路、方法及車燈系統(tǒng)。該車燈 驅(qū)動電路利用發(fā)光二極管鏈作為光源，代替?zhèn)鹘y(tǒng)車燈中的白熾燈。當汽車執(zhí)行自檢以檢 查車燈是否正常工作時，該電路導通電流通路以防止產(chǎn)生錯誤報警。當汽車沒有自檢 時，該電流通路被斷開，因此可以節(jié)省電力消耗并減少熱量的產(chǎn)生。在此使用的措辭和表達都是用于說明而非限制，使用這些措辭和表達并不將在 此圖示和描述的特性的任何等同物(或部分等同物)排除在發(fā)明范圍之外，在權(quán)利要求的 范圍內(nèi)可能存在各種修改。其它的修改、變體和替換物也可能存在。因此，權(quán)利要求旨 在涵蓋所有此類等同物。
權(quán)利要求
1.一種車燈驅(qū)動電路，其特征在于，包括電流通路，包含虛擬負載，所述電流通路耦合于供電線路和地之間； 監(jiān)控單元，與所述供電線路耦合并監(jiān)測施加于所述供電線路上的測試信號，所述測 試信號用于測試所述車燈是否正常工作，當監(jiān)測到所述測試信號時，所述監(jiān)控單元接通 所述電流通路以產(chǎn)生流經(jīng)所述虛擬負載到地的電流，從而減小所述車燈驅(qū)動電路的總的 電阻值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車燈驅(qū)動電路，其特征在于，所述車燈驅(qū)動電路還包括 直流/直流變換器，與所述供電線路耦合，用于為所述車燈提供轉(zhuǎn)換后的電力； 電流監(jiān)測器，與所述車燈耦合，用于提供指示流經(jīng)所述車燈的電流的監(jiān)測信號；控制器，與所述電流監(jiān)測器耦合，用于根據(jù)所述監(jiān)測信號控制所述直流/直流變換 器，并根據(jù)所述監(jiān)測信號控制所述電流通路的導通狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車燈驅(qū)動電路，其特征在于，如果所述車燈處于開路狀態(tài)， 則所述控制器斷開所述電流通路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車燈驅(qū)動電路，其特征在于，如果所述車燈處于短路狀態(tài)， 則所述控制器斷開所述電流通路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車燈驅(qū)動電路，其特征在于，所述虛擬負載是電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車燈驅(qū)動電路，其特征在于，所述監(jiān)控單元包括電容，如果所述測試信號施加于所述供電線路上時，則所述電容兩端的電壓大于閾 值，接通所述電流通路上的開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車燈驅(qū)動電路，其特征在于，如果所述供電線路上沒有施加 測試信號，則所述電容兩端的電壓小于所述閾值，斷開所述電流通路上的開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車燈驅(qū)動電路，其特征在于，所述監(jiān)控單元包括第一電容，與所述供電線路耦合，用于傳遞所述測試信號且隔離所述供電線路上的 直流電力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車燈驅(qū)動電路，其特征在于，所述監(jiān)控單元還包括 第一二極管，陰極與所述第一電容耦合，陽極與地耦合；第二二極管，陽極與所述第一電容耦合，陰極通過第二電容與地耦合，其中，所述電流通路包含開關(guān)，所述開關(guān)的導通狀態(tài)由所述第二電容兩端的電壓決定。
10.—種車燈系統(tǒng)，其特征在于，包括 光源；與供電線路耦合且驅(qū)動所述光源的電路，所述電路包含第一電容，與所述供電線路耦合，當測試所述車燈是否正常工作的測試信號施加于 所述供電線路上時，所述第一電容兩端的電壓大于閾值；電流通路，耦合于所述供電線路和地之間，當所述第一電容兩端的電壓大于所述閾 值時，所述電流通路導通以減小所述電路的總的電阻值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車燈系統(tǒng)，其特征在于，所述車燈系統(tǒng)還包括 直流/直流變換器，與所述供電線路耦合，用于為所述光源提供轉(zhuǎn)換后的電力； 電流監(jiān)測器，與所述光源耦合，用于提供指示流經(jīng)所述光源的電流的監(jiān)測信號；控制器，與所述電流監(jiān)測器耦合，用于根據(jù)所述監(jiān)測信號控制所述直流/直流變換 器，并根據(jù)所述監(jiān)測信號控制所述電流通路的導通狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車燈系統(tǒng)，其特征在于，如果所述光源處于開路狀態(tài)，則 所述控制器斷開所述電流通路。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車燈系統(tǒng)，其特征在于，如果所述光源處于短路狀態(tài)，則 所述控制器斷開所述電流通路。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車燈系統(tǒng)，其特征在于，所述電流通路包括電阻。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車燈系統(tǒng)，其特征在于，所述光源是發(fā)光二極管鏈。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車燈系統(tǒng)，其特征在于，所述電路還包括 第二電容，與所述供電線路耦合；第一二極管，陰極與所述第二電容耦合，陽極與地耦合；第二二極管，陽極與所述第二電容耦合，陰極通過第一電容與地耦合，其中，所述電流通路包含開關(guān)，所述開關(guān)的導通狀態(tài)由所述第一電容兩端的電壓決定。
17.—種車燈驅(qū)動方法，其特征在于，包括下列步驟監(jiān)測供電線路上的測試信號，所述測試信號用于測試所述車燈是否正常工作； 如果監(jiān)測到所述測試信號，則接通耦合于所述供電線路和地之間的電流通路以減小 車燈驅(qū)動電路的總的電阻值；如果沒有監(jiān)測到所述測試信號，則斷開所述耦合于所述供電線路和地之間的電流通路。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的車燈驅(qū)動方法，其特征在于，所述方法還包括 監(jiān)測流經(jīng)所述車燈的電流；如果所述車燈處于開路狀態(tài)，則斷開所述電流通路。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的車燈驅(qū)動方法，其特征在于，所述方法還包括 監(jiān)測流經(jīng)所述車燈的電流；如果所述車燈處于短路狀態(tài)，則斷開所述電流通路。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的車燈驅(qū)動方法，其特征在于，所述方法還包括 利用直流/直流變換器接收所述供電線路上的輸入電力并提供轉(zhuǎn)換后的電力； 根據(jù)流經(jīng)所述車燈的電流控制所述直流/直流變換器；利用所述轉(zhuǎn)換后的電力為所述車燈供電。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的車燈驅(qū)動方法，其特征在于，所述方法還包括 利用所述測試信號對電容充電；如果所述電容兩端的電壓大于閾值，則接通所述電流通路上的開關(guān)從而導通所述電 流通路。
全文摘要
本發(fā)明公開一種車燈驅(qū)動電路、方法及車燈系統(tǒng)。所述車燈驅(qū)動電路包含耦合于供電線路和地之間的電流通路和與供電線路耦合的監(jiān)控單元。該電流通路包含虛擬負載。監(jiān)控單元監(jiān)控供電線路上是否施加有測試信號。測試信號用于測試車燈是否正常工作。如果監(jiān)測到測試信號，監(jiān)控單元導通電流通路，產(chǎn)生流經(jīng)虛擬負載到地的電流從而減小該電路的總的電阻值。本發(fā)明能夠在汽車自檢時防止因為光源替換而產(chǎn)生錯誤報警，還能節(jié)省電力消耗并減少熱量的產(chǎn)生。
文檔編號B60Q1/00GK102009618SQ20101028540
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者李勝泰, 林永霖, 柳達, 許政偉 申請人:凹凸電子(武漢)有限公司