CN107926101B - 发光元件驱动设备 - Google Patents

发光元件驱动设备 Download PDF

Info

Publication number
CN107926101B
CN107926101B CN201680049686.0A CN201680049686A CN107926101B CN 107926101 B CN107926101 B CN 107926101B CN 201680049686 A CN201680049686 A CN 201680049686A CN 107926101 B CN107926101 B CN 107926101B
Authority
CN
China
Prior art keywords
output
signal
led
ground fault
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680049686.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107926101A (zh
Inventor
中山昌昭
斋藤智也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN107926101A publication Critical patent/CN107926101A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107926101B publication Critical patent/CN107926101B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/32Pulse-control circuits
    • H05B45/325Pulse-width modulation [PWM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/0408Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights built into the vehicle body, e.g. details concerning the mounting of the headlamps on the vehicle body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/003Fault detection by injection of an auxiliary voltage
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/50Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/345Current stabilisation; Maintaining constant current
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

该发光元件驱动设备包括:晶体管控制单元,其用于驱动和控制连接到发光元件的晶体管;输出接地检测单元,其用于根据在发光元件与晶体管之间的连接点处的电压电平来输出输出接地检测信号;停止控制单元,其用于当输出接地检测信号指示输出接地时停止晶体管的驱动;以及屏蔽信号生成单元,其用于在设备启动时生成屏蔽输出接地检测信号的屏蔽信号。

Description

发光元件驱动设备
技术领域
本发明涉及发光元件驱动设备。
背景技术
常规地,已经开发出驱动诸如发光二极管(LED)的发光元件的各种发光元件驱动设备。
作为常规发光元件驱动设备的示例,存在着驱动串联连接到LED的晶体管(诸如,PNP晶体管)并且向该LED提供恒定电流以便驱动该LED的设备。此外,这些发光元件驱动设备中的一些具有输出接地故障保护功能,用于当LED的阳极(晶体管的连接部分)短路到接地端时(当发生输出接地故障时)防止晶体管出现热击穿。
关于该输出接地故障保护功能,输出接地故障保护单元检测到作为LED阳极电压的输出电压由于输出接地故障的发生而变为低电压,并且控制器基于其检测信号来关断晶体管以便防止晶体管的热击穿。
需要注意的是,专利文献1是作为与以上描述有关的常规技术的示例。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP-A-2009-255679
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,上述常规发光元件驱动设备具有以下问题。当接通电源以开启包括发光元件驱动设备和LED的发光设备时,由于输出电压(LED的阳极电压)是0V,所以输出接地故障保护单元可能错误检测已经发生输出接地故障,并且这样的错误检测可以引起诸如从控制器向外部输出指示异常的标志信号的故障。
鉴于以上情况,本发明的目的在于提供能够消除由于输出接地故障保护功能造成的设备启动时的故障。
解决课题的手段
根据本发明的发光驱动设备包括:晶体管控制单元,其布置为驱动和控制连接到发光元件的晶体管;输出接地故障检测单元,其布置为输出与发光元件与晶体管之间的连接节点处的电压电平对应的接地故障检测信号;停止控制单元,其布置为当输出接地故障检测信号指示输出接地故障时停止晶体管的驱动;以及屏蔽信号生成单元,其布置为在设备启动时生成屏蔽输出接地故障检测信号的屏蔽信号(第一结构)。
另外,在上述第一结构中,可以采用进一步提供了异常状态输出单元的结构,该异常状态输出单元被布置为当输出接地故障检测信号指示输出接地故障时输出指示异常状态的异常标志信号,并且在输出接地故障检测信号被屏蔽信号屏蔽的时期期间,该异常状态输出单元输出指示正常状态的异常标志信号(第二结构)。
另外,在上述第二结构中,可以采用进一步提供了参考电压生成单元的结构,该参考电压生成单元被布置为从电源电压生成参考电压,当设备启动时参考电压上升至达到预定的UVLO释放电压时,输出接地故障检测单元的操作开始,并且屏蔽信号生成单元生成屏蔽信号,该屏蔽信号响应于设备启动时参考电压的上升而上升至屏蔽电平(第三结构)。
另外,在上述第一结构中,可以采用如下结构:其中进一步提供了驱动信号输出单元,其布置为响应于输入的PWM信号向晶体管控制单元输出脉冲状驱动信号以便控制晶体管控制单元的驱动的开启/关断;以及连接到晶体管与发光元件之间的连接节点的电容器,停止控制单元包括驱动信号输出单元和晶体管控制单元,当输出接地故障检测信号指示输出接地故障时,驱动信号输出单元向晶体管控制单元输出关断驱动的驱动信号而不管PWM信号如何,并且在从开始生成PWM信号的时刻开始的输出接地故障检测信号被屏蔽信号所屏蔽的时期中的至少一部分,驱动信号输出单元向晶体管控制单元输出开启驱动的驱动信号(第四结构)。
另外,在上述第四结构中,可以采用如下结构,其中在从开始生成PWM信号的时刻开始的输出接地故障检测信号被屏蔽信号所屏蔽的整个时期内,驱动信号输出单元向晶体管控制单元输出开启驱动的驱动信号(第五结构)。
另外,在上述第四或第五结构中,可以采用如下结构:其中通过开始生成PWM信号时的触发,屏蔽信号生成单元生成在预定时期内保持屏蔽电平的屏蔽信号(第六结构)。
另外,在上述第六结构中,可以采用如下结构:其中PWM信号在发光元件驱动设备的外部生成并且被输入(第七结构)。
另外,根据本发明的另一方面的LED发光设备包括LED作为发光元件,以及具有上述第一至第七结构中的任一结构的发光元件驱动设备,该发光元件驱动设备向LED提供输出电压(第八结构)。
另外,根据上述第八结构的LED发光设备可以作为LED前照灯模块、LED转向灯模块或LED后灯模块来提供(第九结构)。
另外,根据本发明的另一方面的车辆包括具有第八或第九结构的LED发光设备。
发明的效果
根据本发明,能够消除设备启动时由于输出接地故障保护功能造成的故障。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施例及其比较例的包括LED驱动IC的发光设备的结构的示意图。
图2是示出根据本发明的一个实施例的包括LED驱动IC的发光设备的结构的示意图。
图3是示出根据本发明的一个实施例的包括LED驱动IC的发光设备的启动操作的时序图。
图4是示出根据比较例的包括LED驱动IC的发光设备的结构的示意图。
图5是示出根据比较例的包括LED驱动IC的发光设备的启动操作的时序图。
图6是示出施加到外部端子CRT的电压、PWM信号以及驱动信号的波形的时序图。
图7是安装有根据本发明的一个实施例的LED驱动IC的车辆的外观图(前)。
图8是安装有根据本发明的一个实施例的LED驱动IC的车辆的外视图(后)。
图9是LED前照灯模块的外观图。
图10是LED转向灯模块的外观图。
图11是LED后灯模块的外观图。
具体实施方式
以下,参考附图描述本发明的一个实施例。为了理解本发明的实施例,下面基于与比较例的比较来进行描述。
图1示出根据本发明的一个实施例的包括LED驱动IC(发光元件驱动设备的一个示例)的发光设备的结构。需要注意的是,图1中所示的根据本实施例的LED驱动IC 100的结果仅示出主要部分,并且与根据比较例的LED驱动IC 110的结构相同(稍后将描述细节)。
图1所示的LED驱动IC 100是半导体集成电路设备,其中集成有晶体管控制单元5、控制逻辑单元6、输出接地故障保护单元7以及异常状态输出单元8。另外,LED驱动IC 100具有用于与外部建立电连接的多个外部端子(图1清楚地仅示出外部端子FB、BASE、SCP以及PBUS作为代表)。
另外,图1所示的包括LED驱动IC 100的发光设备配备有设置在LED驱动IC 100外部的LED 1、PNP晶体管2、电阻器3以及电容器4。
LED由串联连接的多个LED元件构成并且在提供电流时发光。需要注意的是,LED不限于该结构,而是可以由串联和并联连接的多个LED元件组成,或者可以由单个LED元件组成。
用于电流检测的晶体管3的一个端子施加有电源电压Vin,而另一个端子连接到PNP晶体管2的发射极。PNP晶体管2的集电极连接到LED 1的阳极。LED 1的阴极连接到接地电位的施加端子。
晶体管控制单元5包括误差放大器51。误差放大器51的反相端子经由外部端子FB连接到电阻器3与PNP晶体管2之间的连接节点。误差放大器51的同相端子施加有预定的参考电压Vref1。另外,误差放大器51的输出端子经由外部端子BASE连接到PNP晶体管2的基极。
外部端子FB施加有通过在电阻器R3中流动的电流的电流至电压的转换所获得的反馈电压。此外,晶体管控制单元5通过将反馈电压和参考电压Vref1输入到的误差放大器51的输出信号来驱动PNP晶体管2,并且因此将LED 1中流动的LED电流ILED控制为恒定。换言之,执行LED电流的恒定电流控制。
另外,控制逻辑单元6被提供脉冲宽度调制(PWM)信号PWM_OH。控制逻辑单元6根据所提供的PWM信号来生成脉冲状驱动信号DRVON_OH并且原样输出到晶体管控制单元5。根据所输入的驱动信号DRVON_OH来开启和关断晶体管控制单元5的驱动,并且据此来开启和关断LED电流ILED。因此,调节PWM信号PWM_OH的占空比以便能够执行LED 1的调光。
另外,输出接地故障保护单元7包括比较器71。比较器71的反相端子经由外部端子SCP连接到PNP晶体管2与LED 1之间的连接节点。需要注意的是,外部端子SCP连接到电容器4的一个端子,并且电容器4的另一个端子连接到接地电位的施加端子。提供电容器4是为了保护LED 1免于静电放电(ESD)击穿或者是电磁兼容性(EMC)测试的对策。
另外,比较器71的同相端子施加有预定的参考电压Vref2。输出接地故障检测信号SCP_OH作为比较器71的输出信号被输出到控制逻辑单元6。
当作为LED 1的阳极电压的输出电压Vo正常时,输出电压Vo变得高于参考电压Vref2,输出接地故障检测信号SCP_OH变为低电平。然而,当LED1的阳极(PNP晶体管2的集电极)短路接地从而发生输出接地故障时,输出电压Vo变为低电压并且低于参考电压Vref2,因此输出接地故障检测信号SCP_OH变为高电平。需要注意的是,输出接地故障等同于图1中的LED 1的阳极和阴极相互接线的状态。
当控制逻辑单元6检测到输出接地故障检测信号SCP_OH变为高电平时,它不管PWM信号PWM_OH如何,将驱动信号DRVON_OH保持在低电平。通过这种方式,晶体管控制单元5的驱动被关断,以便PNP晶体2截止,因此能够防止PNP晶体管2的热击穿。
另外,当控制逻辑单元6检测到输出接地故障检测信号SCP_OH变为高电平时,异常状态输出单元8基于来自控制逻辑单元6的指令,经由外部端子PBUS向外部输出指示异常状态的异常标志信号Pbus。通过这种方式,可以通知外部该异常。需要注意的是,在正常状态下,异常状态输出单元8将指示正常的异常标志信号Pbus输出给外部。
接着,图4示出根据本发明实施例的比较例的LED驱动IC 110的更详细的结构。如图4中所示,LED驱动IC 110包括参考电压生成单元10。电源电压Vin施加到电阻器3的一个端子,并且经由外部端子VIN施加到参考电压生成单元10。参考电压生成单元10从所输入的电源电压生成参考电压Vreg(例如,5V)。该参考电压作为LED驱动IC 110的内部电路的电源电压来使用。
另外,如图4中所示,生成PWM信号PWM_OH的PWM信号生成单元9由作为外部组件的电容器91和电阻器92以及LED驱动IC 110的内部结构组成。LED驱动IC 110包括恒定电流源93、开关94、电压比较单元95、反相器96、MOS晶体管97以及反相器98作为上述内部结构。
电容器91的一个端子和电阻器92的一个端子共同连接到外部端子CRT。电容器91的另一端子连接到接地电位的施加端子。恒定电流源93和开关94串联连接在外部端子CRT和电压比较单元95之间的连接节点与参考电压Vreg的施加端子之间。
电压比较单元95将施加在外部端子CRT的电压Vcrt与预定电压阈值进行比较,并且将比较结果输出为由高电平和低电平组成的比较检测信号CP_OUT。比较检测信号CP_OUT被输入到反相器98和反相器96。另外,开关94的导通/关断根据比较检测信号CP_OUT的电平进行切换。
反相器98的输出信号变为PWM信号PWM_OH。另外,反相器96的输出信号施加到MOS晶体管97的栅极,该MOS晶体管97是N沟道MOSFET。MOS晶体管97的漏极经由外部端子DISC连接到电阻器92的另一端子,并且其源极连接到接地电位的施加端子。
具有上述结构的PWM信号生成单元9的操作也参考图6中所示的时序图进行描述。开关94处于导通状态,由恒定电流源93生成的恒定电流Ic1使得电容器91充电。外部端子CRT处生成的电压Vcrt(图6的上部)随着充电而增大,并且输出比较单元95输出具有高电平的比较检测信号CP_OUT直至电压Vcrt达到阈值电压Vcrt_dist为止。通过这种方式,开关94导通,MOS晶体管被反相器96的输出断开,并且反相器98输出具有低电平的PWM信号PWM_OH(图6的中间部分)。
进一步,当电压Vcrt达到电压阈值Vcrt_dist时,电压比较单元95将比较检测信号CP_OUT设置为低电平。通过这种方式,开关94断开,MOS晶体管被反相器96的输出导通。因此,电容器91的充电停止,电容器91的放电经由电阻器92由MOS晶体管97开启。
电压Vcrt随着电容器91的放电而减小,并且电压比较单元95将比较检测信号CP_OUT设置为低电平直至电压Vcrt达到电压阈值Vcrt_cha(<Vcrt_dist)为止。因此,作为反相器98的输出的PWM信号PWM_OH变为高电平。
进一步,当电压Vcrt达到电压阈值Vcrt_cha时,电压比较单元95将比较检测信号CP_OUT设置为高电平。通过这种方式,开关94导通,MOS晶体管97截止,电容器91的放电停止,同时其开始充电。
通过该操作来生成PWM信号PWM_OH。PWM信号PWM_OH的周期和占空比可以通过作为外部组件的电容器91和电阻器92来设置。
此外,如图6的下部所示,在输入的PWM信号PWM_OH处于高电平期间,控制逻辑单元6输出高电平作为驱动信号DRVON_OH,而在输入的PWM信号PWM_OH处于低电平期间,控制逻辑单元6输出低电平作为驱动信号DRVON_OH。当驱动信号DRVON_OH处于高电平时,设置在外部端子FB与晶体管控制单元5中的误差放大器51的反相端子之间的开关52导通。通过这种方式,晶体管控制单元5的驱动开启,以便驱动PNP晶体2,并且作为恒定电流的电流ILED流入LED 1。
另一方面,当驱动信号DRVON_OH处于低电平时,开关52断开。通过这种方式,晶体管控制单元5的驱动被关闭,以便PNP晶体2截止,因此电流ILED不流动。因此,根据PWM信号PWM_OH的占空比可以调整LED 1发光的亮度。
另外,输出接地故障保护单元7除了比较器71之外包括比较器72。比较器72的反相端子连接到外部端子SCP,并且同相端子施加有预定的参考电压Vref3。例如,当比较器71的参考电压Vref2是1.2V时,参考电压Vref3例如被设置为1.3V。另外,恒定电流源11和开关12串联连接在电源电压Vin的施加端子与外部端子SCP之间。开关12的导通/关断根据比较器72的输出进行切换。
利用该结构,当输出电压Vo降低至低于参考电压Vref3时,比较器72的输出变为高电平使得开关12导通,因此电容器4通过由恒定电流源11生成的恒定电流Ic2进行充电。通过这种方式,输出电压Vo增大,并且当输出电压Vo变为参考电压Vref3或者更高时,开关12断开以便停止电容器4的充电。通过这种方式,当输出电压Vo降低至低于参考电压Vref2时,以致输出接地故障检测信号SCP_OH变为高电平,因此能够防止输出接地故障保护功能的错误操作。
接着,根据比较例的包括LED驱动IC 110的发光设备的启动操作也参考图5所示的时序图来描述。
如图5中所示,当电源接通时,电源电压Vin在时刻t0升高。此外,由参考电压生成单元10生成的参考电压Vreg在时刻t0之后的时刻t1升高。响应于参考电压Vreg的升高,从异常状态输出单元8输出的异常标志信号Pbus也升高。
参考电压生成单元10具有欠压锁定(UVLO)功能(低电压误操作预防功能),使得LED驱动IC 110的内部电路处于待机状态直至参考电压Vreg达到预定的UVLO释放电压为止。此外,当参考电压Vreg达到UVLO释放电压(例如,4V)时,参考电压生成单元10允许上述的内部电路工作。
在图5中,当参考电压Vreg在时刻t2达到UVLO释放电压Vuvlo时,UVLO_OL变为高电平。然后,输出接地故障保护单元7工作,并且因为输出电压Vo在此时间点为0V,所以输出接地故障检测信号SCP_OH作为比较器71的输出变为高电平。然后,基于该输出接地故障检测信号SCP_OH,控制逻辑单元6指示异常状态输出单元8将异常标志信号Pbus设置为表示异常状态的低电平。
之后,PWM信号生成单元9在时刻t3开始生成PWM信号PWM_OH(图5中的剖面线表示重复高电平和低电平的波形)。然而,因为输出接地故障检测信号SCP_OH处于高电平,控制逻辑单元6将驱动信号DRVON_OH保持在低电平,而不管输入的PWM信号PWM_OH如何。因此,开关52断开,PNP晶体管2截止。
另一方面,比较器72的输出在时刻t3开始,并且开关12导通。然后,通过来自恒定电流源11的恒定电流Ic2开始电容器4的充电。该充电逐渐增大输出电压Vo。此外,在时刻t4,当输出电压Vo达到参考电压Vref2时,输出接地故障检测信号SCP_OH变为低电平。通过这种方式,控制逻辑单元6指示异常状态输出单元8将异常标志信号Pbus设置为表示正常状态的高电平。
另外,由于输出接地故障检测信号SCP_OH变为低电平,所以控制逻辑单元6根据PWM信号PWM_OH开始脉冲状驱动信号DRVON_OH的输出。通过这种方式,LED 1开始发光。在此情况下,输出电压Vo具有将高于参考电压Vref2的正向电压和高于正向电压的电压进行重复的波形。
根据上述比较例的LED驱动IC 110的启动操作具有下面的问题。由于它从输出电压Vo为0V开始,即使没有出现异常,输出接地故障的错误检测(输出接地故障检测信号SCP_OH的高电平)也引起指示异常的异常标志信号Pbus的输出。
另外,由于输出接地故障的错误检测,控制逻辑单元6将驱动信号DRVON_OH设置为低电平,而不管PWM信号PWM_OH如何。然后,电容器4由非常小的恒定电流Ic2(例如,1mA)进行充电,并且输出电压Vo的增加速度小。因此,直至输出电压Vo达到参考电压Vref2的时间段(从t3至t4的时间段)变长。因此,还存在着LED 1直至开始发光的启动时间延长的问题。
因此,如图2中所示来配置根据本发明的实施例的LED驱动IC 100。如图2中所示的LED驱动IC 100具有如下结构:其中在根据比较例的LED驱动IC 110的结构(图4)中进一步提供了第一屏蔽信号生成单元21和第二屏蔽信号生成单元22。
具有上述结构的包括LED驱动IC 100的发光设备的启动操作也参考图3所示的时序图来描述。
当电源电压Vin在时刻t10上升,参考电压Vreg在时刻t10之后的时刻t11上升时,由第一屏蔽信号生成单元21生成的第一屏蔽信号SCPM1_OH和异常标志信号Pbus与参考电压Vreg相对应地升高。
进一步地,在时刻t12,当参考电压Vreg达到UVLO释放电压Vuvlo时,输出接地故障保护单元7的操作启动。因为输出电压Vo是0V,输出接地故障检测信号SCP_OH作为比较器71的输出变为高电平。
虽然输出接地故障检测信号SCP_OH处于高电平,由于第一屏蔽信号SCPM1_OH已经升高,所以控制逻辑单元6指示异常状态输出单元8以使异常标志信号Pbus继续升高。进一步,第一屏蔽信号SCPM1_OH达到预定的高电平。虽然输出接地故障检测信号SCP_OH处于高电平,由于第一屏蔽信号SCPM1_OH处于高电平(指示屏蔽状态),所以控制逻辑单元6指示异常状态输出单元8将异常标志信号Pbus设置为指示正常状态的高电平。
进一步地,当在时刻t13开始生成PWM信号PWM_OH时,这被第一屏蔽信号生成单元21作为触发来使用,将第一屏蔽信号SCPM1_OH设置为在从时刻t13的预定时期T1(例如,80μsec(微秒))处于高电平。在经过预定时期T1之后,第一屏蔽信号SCPM1_OH被设置为低电平。
另外,PWM信号PWM_OH生成的开始被第二屏蔽信号生成单元22作为触发,用于将第二屏蔽信号SCPM2_OH从低电平切换至高电平并且将高电平保持预定时期T1。在经过预定时期T1之后,第二屏蔽信号SCPM1_OH被设置为低电平。虽然输出接地故障检测信号SCP_OH处于高电平,由于第二屏蔽信号SCPM1_OH处于高电平(指示屏蔽状态),所以控制逻辑单元6将驱动信号DRVON_OH保持在高电平,而不管PWM信号PWM_OH如何。
通过这种方式,保持晶体管控制单元5的驱动的开启状态,导通的PNP晶体管2中流动的电流对于电容器4进行充电。通过这种方式,输出电压Vo升高从而在时刻t14达到参考电压Vref2。然后,输出接地故障检测信号SCP_OH变为低电平,因此控制逻辑单元6开始输出与PWM信号PWM_OH(图3中的剖面线)对应的脉冲状驱动信号DRVON_OH。通过这种方式,LED1开始发光。通过这种方式,输出电压Vo具有将高于参考电压Vref2的正向电压和高于正向电压的电压进行重复的波形。
另外,在时刻t14以及之后,由于输出接地故障检测信号SCP_OH处于低电平,控制逻辑单元6指示异常状态输出单元8输出异常标志信号Pbus,此异常标志信号Pbus处于指示正常状态的高电平。
根据按照本发明的实施例的该LED驱动IC 100,在启动操作中,即使输出接地故障检测信号SCP_OH变为高电平以致错误检测到输出接地故障,处于高电平的第一屏蔽信号SCPM1_OH屏蔽该输出接地故障检测信号SCPM1_OH,因此能够输出异常标志信号Pbus以指示正常状态,尽管该异常标志信号Pbus原本用于指示异常状态。
另外,即使输出接地故障检测信号SCP_OH变为高电平,使得错误检测到输出接地故障,处于高电平的第二屏蔽信号SCPM2_OH屏蔽该输出接地故障检测信号,因此驱动信号DRVON_OH保持在高电平而不管PWM信号PWM_OH如何,尽管驱动信号DRVON_OH原本处于低电平。通过这种方式,PNP晶体管2中流动的电流对于电容器4充电,因此能够提高输出电压Vo的增大速度。因此,能够缩短直至输出电压Vo达到参考电压Vref2的时间段(从t3至t4的时间段)。因此,能够缩短直至LED 1开始发光的启动时间(从时刻t10至时刻t14的时期)。
<关于变型实施例>
在上述实施例中,例如可以采用将第一和第二屏蔽信号生成单元共用的结构,并且通过参考电压Vreg达到UVLO释放电压时的触发,来生成屏蔽信号,该屏蔽信号在从时刻(图3中的时刻t12)开始的预定时段保持在高电平。
然而,尤其在上述实施例中,可以采用在LED驱动IC 100的外部生成PWM信号的结构,并且控制逻辑单元6从外部接收PWM信号。在此情况下,开始生成PWM信号的时刻是未知的。因此,在上述变型中,屏蔽信号可以在输出接地故障检测信号SCP_OH变为高电平期间从高电平变为低电平,并且之后可以开始PWM信号的生成。
在此情况下,处于高电平的输出接地故障检测信号SCP_OH未被屏蔽,并且处于指示异常的低电位的异常标志信号Pbus被输出。另外,因为处于高电平的输出接地故障检测信号SCP_OH在开始生成PWM信号的时刻未被屏蔽,所以不管PWM信号如何,驱动信号DRVON_OH保持在低电平,并且当开关12导通时,通过非常小的恒定电流Ic2开始电容器4的充电。因此,输出电压Vo的上升速度降低,并且直至LED 1导通为止的启动时间延长。
因此,如上述实施例中的第一屏蔽信号SCPM1_OH和第二屏蔽信号SCPM2_OH,通过开始生成PWM信号PWM_OH时的触发将高电平保持预定时间段,可以避免上述事件,而不取决于PWM信号的生成开始定时。
另外,驱动信号DRVON_OH可以在屏蔽处于高电平的输出接地故障检测信号SCP_OH的时期(图3中从时刻t13至时刻t14)重复高电平和低电平。然而,如上述实施例,因为输出电压Vo的上升速度增大,优选的是,在上述时期将驱动信号DRVON_OH保持在高电平。
另外,PNP晶体管2可以用P沟道MOSFET替代,并且P沟道MOSFET可以集成在LED驱动IC内部。
<车辆、LED灯模块>
例如,如图7和图8中所示,LED驱动IC 100能够适合作为驱动装置来使用,用于车辆X的前照灯X1(适合包括高光束、低光束、小灯、雾灯等)、日间和夜间行车(DRL)光源X2、尾灯X3(适合包括小灯、尾灯等)、刹车灯X4、转向灯X5等。需要注意的是,LED驱动IC 100可以作为LED灯模块与待驱动的LED(诸如,图9的LED前照灯模块Y1、图10的LED转向灯模块Y2、图11的LED后灯模块Y3等)一起提供,或者可以作为IC的单个单元独立于LED来提供。
另外,LED驱动IC 100不仅适合用于车辆外侧光,而且适合用于需要高亮度LED光源(诸如,平视显示器(HUD))的应用。
<其他>
需要注意的是,上述实施例仅是每个方面的示例,而不应被解释为限制。本发明的技术范围不是通过实施例的上述描述而是由权利要求书来限定,并且应当理解为包括与权利要求等同的意义和范围内的所有修改。
工业的可实用性
本发明例如可以用于车辆的LED驱动IC。
符号的说明
100、110 LED驱动IC
1 LED
2 PNP晶体管
3 电阻器
4 电容器
5 晶体管控制单元
51 误差放大器
52 开关
6 控制逻辑单元
7 输出接地故障保护单元
71 比较器
72 比较器
8 异常状态输出单元
9 PWM信号生成单元
91 电容器
92 电阻器
93 恒定电流源
94 开关
95 电压比较单元
96 反相器
97 MOS晶体管
98 反相器
10 参考电压生成单元
11 恒定电流源
12 开关
21 第一屏蔽信号生成单元
22 第二屏蔽信号生成单元

Claims (4)

1.一种发光元件驱动设备,包括:
晶体管控制单元,其被布置为驱动和控制连接到发光元件的晶体管;
输出接地故障检测单元,其被布置为输出与在所述发光元件和所述晶体管之间的连接节点处的电压电平对应的输出接地故障检测信号;
停止控制单元,其被布置为当所述输出接地故障检测信号指示输出接地故障时停止所述晶体管的驱动;以及
屏蔽信号生成单元,其被布置为在设备启动时生成屏蔽所述输出接地故障检测信号的屏蔽信号;
其中,所述发光元件驱动设备进一步包括:
异常状态输出单元,所述异常状态输出单元被布置为当所述输出接地故障检测信号指示输出接地故障时,输出指示异常状态的异常标志信号,其中
在所述输出接地故障检测信号被所述屏蔽信号屏蔽期间,所述异常状态输出单元输出指示正常状态的异常标志信号;
参考电压生成单元,所述参考电压生成单元被布置为从电源电压生成参考电压,其中
当在设备启动时所述参考电压上升达到预定的UVLO释放电压时,所述输出接地故障检测单元的操作开始,并且
所述屏蔽信号生成单元在设备启动时生成响应于所述参考电压的上升而生成上升至屏蔽电平的屏蔽信号。
2.一种LED发光设备,包括:
作为发光元件的LED;以及
根据权利要求1所述的发光元件驱动设备,其向所述LED提供输出电压。
3.根据权利要求2所述的LED发光设备,作为LED前照灯模块、LED转向灯模块或LED后灯模块来提供。
4.一种车辆,包括根据权利要求2或3所述的LED发光设备。
CN201680049686.0A 2015-08-27 2016-07-20 发光元件驱动设备 Active CN107926101B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-168092 2015-08-27
JP2015168092A JP6487809B2 (ja) 2015-08-27 2015-08-27 発光素子駆動装置
PCT/JP2016/071275 WO2017033629A1 (ja) 2015-08-27 2016-07-20 発光素子駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107926101A CN107926101A (zh) 2018-04-17
CN107926101B true CN107926101B (zh) 2019-11-01

Family

ID=58099959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680049686.0A Active CN107926101B (zh) 2015-08-27 2016-07-20 发光元件驱动设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10333024B2 (zh)
EP (1) EP3328163B1 (zh)
JP (1) JP6487809B2 (zh)
CN (1) CN107926101B (zh)
WO (1) WO2017033629A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11083066B2 (en) 2018-01-05 2021-08-03 Rohm Co., Ltd. Multiple-output load driving device
JP7421958B2 (ja) * 2020-03-02 2024-01-25 ローム株式会社 駆動装置
CN111885769A (zh) * 2020-06-29 2020-11-03 武汉海微科技有限公司 基于led光环显示的车载智能交互***
WO2022202670A1 (ja) * 2021-03-26 2022-09-29 ローム株式会社 発光素子駆動装置、発光装置、および車両

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102180124A (zh) * 2010-01-14 2011-09-14 Smr专利责任有限公司 机动车中电气消耗件的故障检测
CN202799274U (zh) * 2011-07-11 2013-03-13 罗姆股份有限公司 Led驱动装置、照明装置、液晶显示装置
CN104006368A (zh) * 2013-02-22 2014-08-27 株式会社小糸制作所 车辆用灯具

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7218086B1 (en) * 2006-05-01 2007-05-15 Micrel, Inc. Switching regulator with programmable output levels using a single input pin
JP5443749B2 (ja) * 2007-12-26 2014-03-19 ローム株式会社 昇圧型スイッチングレギュレータおよびその制御回路
JP5079580B2 (ja) 2008-04-15 2012-11-21 株式会社小糸製作所 点灯制御装置
JP5958407B2 (ja) 2013-04-12 2016-08-02 株式会社デンソー Led駆動装置
JP6135366B2 (ja) * 2013-07-29 2017-05-31 サンケン電気株式会社 低電流保護回路
KR20160096248A (ko) * 2015-02-04 2016-08-16 삼성전자주식회사 Led 구동 장치 및 led 조명 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102180124A (zh) * 2010-01-14 2011-09-14 Smr专利责任有限公司 机动车中电气消耗件的故障检测
CN202799274U (zh) * 2011-07-11 2013-03-13 罗姆股份有限公司 Led驱动装置、照明装置、液晶显示装置
CN104006368A (zh) * 2013-02-22 2014-08-27 株式会社小糸制作所 车辆用灯具

Also Published As

Publication number Publication date
CN107926101A (zh) 2018-04-17
US10333024B2 (en) 2019-06-25
JP2017045649A (ja) 2017-03-02
JP6487809B2 (ja) 2019-03-20
WO2017033629A1 (ja) 2017-03-02
EP3328163A1 (en) 2018-05-30
EP3328163A4 (en) 2019-02-13
EP3328163B1 (en) 2020-12-16
US20180254379A1 (en) 2018-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10333415B2 (en) Insulated synchronous rectification DC/DC converter including synchronous rectification controller controlling synchronous rectification transistor
CN107926101B (zh) 发光元件驱动设备
CN102891467B (zh) Led短路保护
US9433055B2 (en) Lighting device and illumination apparatus including same
US11483910B2 (en) Protection circuit, drive system, chip and circuit protection method, and drive method
US9333914B2 (en) LED short-circuit detection circuit, LED drive device, LED lighting device, and vehicle
US10952300B2 (en) LED driver and controller thereof, and LED lighting device
CN101673961A (zh) 充电控制用半导体集成电路
CN105392231B (zh) 用于向一个或多个发光二极管提供输出电流的***
CN107690213B (zh) 非隔离低压不闪烁led驱动电路
CN105357794A (zh) 用于向一个或多个发光二极管提供输出电流的***
CN102035370B (zh) 具电流侦测的电荷泵电路及其电路单元
EP3328160B1 (en) Constant current power supply providing a plurality of current output values for led lamps
CN113056058A (zh) 用于驱动led装置的驱动电路及led电路
CN211509375U (zh) 用于驱动led装置的驱动电路及led电路
KR20160122921A (ko) 인버터의 구동을 위한 게이트 드라이버
CN105846663B (zh) 操作***及控制方法
JP2017016979A (ja) 活線挿抜保護回路、及び定電流電源装置
CN102378442B (zh) 发光二极管模组驱动装置及发光二极管模组
US20090267520A1 (en) Lighting control device
CN109361195A (zh) 一种输入过压保护电路及电源***
US11464094B2 (en) Control circuit and related lighting system
US8823280B2 (en) LED driving circuit
JP5074087B2 (ja) 放電ランプ駆動装置
KR101449403B1 (ko) 비동기 dc-dc 부스트 컨버터용 전압감지 컨트롤러, 이를 이용한 led 백라이트 시스템과 램프 시스템, 및 입력전원의 선택적 차단방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant