本發(fā)明涉及用于控制光源的電源的裝置的領(lǐng)域，更具體地涉及在機(jī)動車輛的技術(shù)領(lǐng)域中的裝置。

背景技術(shù)：

逐漸常見的是使用具有半導(dǎo)體元件的光源以實(shí)現(xiàn)機(jī)動車輛的各種照明功能，半導(dǎo)體元件諸如為發(fā)光二極管或led。這些功能可以例如包括日間燈、側(cè)燈、方向指示器或近光燈。以已知方式，用于控制電源的裝置用于向執(zhí)行規(guī)定照明功能的一組led供電。該控制裝置通常包括電壓轉(zhuǎn)換器，電壓轉(zhuǎn)換器從由車輛內(nèi)部的諸如電池的源提供的輸入dc電壓啟動，能夠生成具有適合于一組led的電源的值的輸出電壓。當(dāng)稱為直流電壓的至少閾值的電壓應(yīng)用于其端子時(shí)，led發(fā)光。

已知的轉(zhuǎn)換器包括sepic(單端主電感轉(zhuǎn)換器)、返馳(flyback)、電壓上升(“升壓”)或電壓下降(“降壓”)類型的轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器涉及諸如晶體管的開關(guān)元件的使用，開關(guān)元件的狀態(tài)在打開值和閉合值之間周期性地開關(guān)。應(yīng)用于開關(guān)的斬波頻率影響輸出電壓的值。

由于不同的照明功能要求不同的燈亮度，所以對電源電壓和電流的要求在由機(jī)動車輛的照明裝置執(zhí)行的各種照明功能之間改變。為滿足這些需要，已知的解決方案是提供多個(gè)轉(zhuǎn)換器電路，每個(gè)轉(zhuǎn)換器電路都生成需要的輸出電壓和電流中的一個(gè)。然而該解決方案是昂貴的并且在用于機(jī)動車輛的照明裝置的有限環(huán)境中導(dǎo)致極大的空間損耗?？蛇x地，已知的解決方案是根據(jù)分時(shí)原理用兩個(gè)不同的模式交替地操作規(guī)定的轉(zhuǎn)換器。然而該解決方案要求復(fù)雜的控制電路并且可能對被驅(qū)動的光源的壽命有害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目標(biāo)是克服現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)致的至少一個(gè)問題。更精確地，本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于控制電源的裝置，借助于單個(gè)開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器電路，所述裝置允許利用數(shù)個(gè)電壓電平執(zhí)行電源輸出。

本發(fā)明的主題是用于控制機(jī)動車輛的至少兩組光源的電源的裝置，所述裝置包括開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器電路，所述轉(zhuǎn)換器電路包括被設(shè)計(jì)成生成從輸入dc電壓啟動的開關(guān)電壓信號的機(jī)構(gòu)。裝置包括主輸出機(jī)構(gòu)，主輸出機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成將所述開關(guān)電壓信號轉(zhuǎn)換成輸出dc電壓，輸出dc電壓具有第一電壓電平并且旨在驅(qū)動第一組光源。裝置的特征在于，裝置包括輔助輸出機(jī)構(gòu)，所述輔助輸出機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成將所述開關(guān)電壓信號轉(zhuǎn)換成至少第二輸出dc電壓，第二輸出dc電壓具有第二電壓電平并且旨在驅(qū)動第二組光源。

優(yōu)選地，至少兩組光源可以執(zhí)行用于機(jī)動車輛的至少兩個(gè)單獨(dú)的照明功能。

第一組光源的電壓要求可以優(yōu)選地低于第二電壓電平。

第二電壓電平可以優(yōu)選地高于第一電壓電平。

輔助輸出機(jī)構(gòu)可以優(yōu)選地包括電子電路，所述電子電路包括電容器和二極管。優(yōu)選地，輔助輸出機(jī)構(gòu)可以包括不具有任何開關(guān)元件和/或集成電路和/或微控制器元件的電子電路。優(yōu)選地，輔助輸出機(jī)構(gòu)可以包括由電容器和二極管和可選地電阻器組成的電子電路。

優(yōu)選地，輔助輸出機(jī)構(gòu)可以產(chǎn)生從開關(guān)電壓信號啟動的數(shù)個(gè)輸出dc電壓，這些輸出電壓電平高于第一電壓電平。

開關(guān)信號可以優(yōu)選地在兩個(gè)不同的電壓值之間交替。

優(yōu)選地，兩個(gè)電壓值中的一個(gè)可以是零。

轉(zhuǎn)換器電路可以優(yōu)選地是開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器，尤其是sepic、返馳(flyback)、電壓上升(“升壓”)或電壓下降(“降壓”)類型的電路。

轉(zhuǎn)換器電路可以優(yōu)選地包括生成開關(guān)電壓信號的第一部分。

轉(zhuǎn)換器電路可以優(yōu)選地包括執(zhí)行電壓斬波功能的開關(guān)元件，開關(guān)元件可以優(yōu)選地是晶體管。輔助輸出機(jī)構(gòu)可以優(yōu)選地轉(zhuǎn)換開關(guān)信號，在晶體管的漏極端子上生成開關(guān)信號。可選地，輔助輸出機(jī)構(gòu)可以轉(zhuǎn)換在轉(zhuǎn)換器電路的二極管的陽極上執(zhí)行的開關(guān)信號。

優(yōu)選地，輔助輸出機(jī)構(gòu)可以包括用于調(diào)節(jié)輸出電流的線性機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的另一主題是用于機(jī)動車輛的照明裝置，照明裝置包括生成至少兩個(gè)不同光束的至少兩組光源。照明裝置的特征在于，照明裝置包括根據(jù)本發(fā)明的用于控制兩組源的電源的裝置。

優(yōu)選地，兩個(gè)光束可以執(zhí)行不同的調(diào)節(jié)光度功能。可選地，兩個(gè)光束可以參與執(zhí)行相同的調(diào)節(jié)光度功能。

優(yōu)選地，執(zhí)行所有或部分第一照明功能的第一組光源可以被第一輸出電壓驅(qū)動。執(zhí)行所有或部分第二照明功能的至少第二組光源可以被根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二輸出電壓驅(qū)動。

照明功能可以優(yōu)選地包括位置燈和近光燈功能。

優(yōu)選地，光源可以包括發(fā)光二極管(led)、功率二極管或激光二極管。

通過使用根據(jù)本發(fā)明的措施，借助于單個(gè)開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器，可以電驅(qū)動執(zhí)行各種照明功能的各組光源，并且要求不同的電壓。為至少一個(gè)額外輸出提供比開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器的主要輸出電壓更高的電壓允許設(shè)計(jì)用于機(jī)動車輛的照明裝置的更強(qiáng)的靈活性。由于本發(fā)明提供的解決方案僅涉及使用簡單的電子構(gòu)件和低復(fù)雜度的電子電路，所以其生產(chǎn)成本較低。與現(xiàn)有解決方案相比，提供的解決方案允許減少用于控制數(shù)組光源的電源的裝置所需要的空間，數(shù)組光源要求位于不同電壓下的輸出。

附圖說明

借助于示例性描述和附圖，將更好理解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，其中：

-圖1示意性地圖示了在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的根據(jù)本發(fā)明的用于控制電源的裝置；

-圖2示出sepic類型的轉(zhuǎn)換器電路的一個(gè)示例，諸如所述轉(zhuǎn)換器電路在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中操作；

-圖3示出返馳類型的轉(zhuǎn)換器電路的一個(gè)示例，諸如所述轉(zhuǎn)換器電路在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中操作；

-圖4示出升壓類型的轉(zhuǎn)換器電路的一個(gè)示例，諸如所述轉(zhuǎn)換器電路在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中操作；

-圖5示出降壓類型的轉(zhuǎn)換器電路的一個(gè)示例，諸如所述轉(zhuǎn)換器電路在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中操作；

-圖6a示出在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)輔助輸出機(jī)構(gòu)的作用的電路的一個(gè)示例；

-圖6b表示在規(guī)定的開關(guān)輸入電壓信號的情況下借助于圖6a中的電路生成輸出電壓的性能；

-圖7a示出在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)輔助輸出機(jī)構(gòu)的作用的電路的一個(gè)示例；

-圖7b表示在規(guī)定的開關(guān)輸入電壓信號的情況下借助于圖7a中的電路生成輸出電壓的性能；

-圖8a示出在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)輔助輸出機(jī)構(gòu)的作用的電路的一個(gè)示例；

-圖8b表示在規(guī)定的開關(guān)輸入電壓信號的情況下借助于圖8a中的電路生成輸出電壓的性能；

-圖9a示出在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)輔助輸出機(jī)構(gòu)的作用的電路的一個(gè)示例；

-圖9b表示在規(guī)定的開關(guān)輸入電壓信號的情況下借助于圖9a中的電路生成輸出電壓的性能；

-圖10a示出在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)輔助輸出機(jī)構(gòu)的作用的電路的一個(gè)示例；

-圖10b表示在規(guī)定的開關(guān)輸入電壓信號的情況下借助于圖10a中的電路生成輸出電壓的性能；

-圖11a示出在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)輔助輸出機(jī)構(gòu)的作用的電路的一個(gè)示例；

-圖11b表示在規(guī)定的開關(guān)輸入電壓信號的情況下借助于圖11a中的電路生成輸出電壓的性能；

-圖12a示出根據(jù)本發(fā)明的用于控制電源的裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例；

-圖12b表示借助于圖12a中的裝置生成的第一輸出電壓電平和第二輸出電壓電平連同開關(guān)電壓信號的性能；

-圖13示出根據(jù)本發(fā)明的用于機(jī)動車輛的照明裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

在如下的描述中，在本發(fā)明的所有不同實(shí)施例中，類似的附圖標(biāo)記將用于描述類似的概念。因而，數(shù)字100、800和900描述了在根據(jù)本發(fā)明的三個(gè)不同的實(shí)施例中的用于控制電源的裝置。

除非另有所述，針對規(guī)定的實(shí)施例具體地描述的技術(shù)特性可以與在通過非限制性示例描述的其它實(shí)施例的情況下描述的技術(shù)特性組合。

為了描述清楚起見，在本發(fā)明框架中，將不具體地描述在現(xiàn)有技術(shù)中已知的涉及用于控制用于機(jī)動車輛的照明裝置的電源的裝置的操作并且對于本發(fā)明不具有任何直接影響的元件。

圖1示意性地示出根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例提供的架構(gòu)。用于控制用于機(jī)動車輛的至少兩組光源的電源的裝置100被示出。光源可以是，但是不受限于，發(fā)光二極管(leds)。裝置包括由附圖標(biāo)記110指示的開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器電路。如果存在生成開關(guān)電壓信號114的適當(dāng)機(jī)構(gòu)112和將開關(guān)電壓信號轉(zhuǎn)換成具有與vin不同的值的dc電壓的主輸出機(jī)構(gòu)116，則轉(zhuǎn)換器電路110被設(shè)計(jì)成將輸入電壓vin轉(zhuǎn)換成主輸出電壓main_out。第一輸出電平main_out旨在驅(qū)動第一組光源，第一組光源的電壓要求低于輔助輸出電平aux_out。這可以例如是執(zhí)行‘近光燈’照明功能的一組光源。裝置100還包括輔助輸出機(jī)構(gòu)126，輔助輸出機(jī)構(gòu)126將被接收在轉(zhuǎn)換器電路110中的開關(guān)電壓信號114轉(zhuǎn)換成高于電壓main_out的第二輸出電壓aux_out。在不同電壓下的數(shù)個(gè)輸出aux_out可以借助于輔助輸出機(jī)構(gòu)126而生成，然而沒有偏離本發(fā)明的范圍。輔助輸出機(jī)構(gòu)不涉及開關(guān)元件的使用，但是僅涉及電容器和二極管的使用，因而限制提供的解決方案的復(fù)雜度。

轉(zhuǎn)換器電路110和輔助輸出機(jī)構(gòu)126的多個(gè)實(shí)施例可以被預(yù)期。這些構(gòu)件的優(yōu)選實(shí)施例將通過非限制性示例并且借助于圖2到11在下文被描述。當(dāng)從一個(gè)實(shí)施例到另一個(gè)實(shí)施例時(shí)，多個(gè)實(shí)施例通過增加數(shù)字100被編號。因而，圖1中的架構(gòu)的轉(zhuǎn)換器電路110可以通過轉(zhuǎn)換器210、310、410等...形成。

圖2示出sepic類型的轉(zhuǎn)換器210的電路圖。為“單端主電感轉(zhuǎn)換器”的縮寫的sepic轉(zhuǎn)換器是開關(guān)模式電源，開關(guān)模式電源用于將第一dc電壓vin轉(zhuǎn)換成具有不同值的高于或低于第一dc電壓的第二dc電壓main_out。輸出電壓的值依賴于此處示出為例如mosfet類型的晶體管的開關(guān)q1的閉合的占空比。當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，兩個(gè)電感l(wèi)1和l2通過二極管d1為充電電路供應(yīng)電流。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電壓源為電感l(wèi)1充電，然而第一電容器cp為第二電感l(wèi)2充電。充電電路然后被第二電容器cout提供電流。還可以通過在相同磁路中耦合的兩個(gè)電感替代兩個(gè)電感l(wèi)1和l2。

轉(zhuǎn)換器的第一部分212生成開關(guān)電壓信號214，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，開關(guān)電壓信號214在晶體管q1的漏極端子上被上述輔助輸出機(jī)構(gòu)接收。當(dāng)電感l(wèi)1和l2的值相同時(shí)，信號214在電壓電平main_out+vin和0之間交替。可選地，輔助輸出機(jī)構(gòu)可以在二極管d1的陽極上接收開關(guān)電壓信號214’。該信號214’在電壓電平main_out和-vin之間交替。轉(zhuǎn)換器的第二部分216生成dc電壓電平main_out。

圖3示出返馳類型的轉(zhuǎn)換器310的電路圖。返馳轉(zhuǎn)換器包括成耦合電感的形式的變壓器t1。主變壓器的特征在于匝數(shù)n1，而輔助變壓器上的匝數(shù)由n2規(guī)定。轉(zhuǎn)換器的第一部分312生成開關(guān)電壓信號314，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，開關(guān)電壓信號314在晶體管q1的漏極端子上被上述輔助輸出機(jī)構(gòu)接收。信號314在電壓電平(n2/n1)main_out和0之間交替?？蛇x地，輔助輸出機(jī)構(gòu)可以在二極管d1的陽極上接收開關(guān)電壓信號314’。該信號314’在電壓電平main_out和-(n2/n1)vin之間交替。轉(zhuǎn)換器的第二部分316生成dc電壓電平main_out。

圖4示出電壓上升或升壓類型的轉(zhuǎn)換器410的電路圖。轉(zhuǎn)換器的第一部分412生成開關(guān)電壓信號414，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，開關(guān)電壓信號414在晶體管q1的漏極端子上被上述輔助輸出機(jī)構(gòu)接收。信號414在電壓電平main_out和0之間交替。轉(zhuǎn)換器的第二部分416生成dc電壓電平main_out。

圖5示出電壓下降或降壓類型的轉(zhuǎn)換器510的電路圖。轉(zhuǎn)換器的第一部分512生成開關(guān)電壓信號514，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，開關(guān)電壓信號514在晶體管q1的漏極端子上被上述輔助輸出機(jī)構(gòu)接收。信號514在電壓電平vin和0之間交替。轉(zhuǎn)換器的第二部分516生成dc電壓電平main_out。

圖6到11圖示了電子電路的示例，電子電路執(zhí)行圖1示出的架構(gòu)的輔助輸出機(jī)構(gòu)126的功能。參考值“vswitching”表示輔助輸出機(jī)構(gòu)的輸入信號，輸入信號對應(yīng)于由轉(zhuǎn)換器電路生成的開關(guān)電壓信號。圖6a-8a是電路226、326、426的示例，電路226、326、426被設(shè)計(jì)成當(dāng)在轉(zhuǎn)換器電路中接收的開關(guān)電壓信號在第一非零電壓值和值0之間交替時(shí)而被使用。圖6b-8b給出能夠借助于相應(yīng)的電路生成的第二輸出電壓的性能和值。當(dāng)然，在沒有偏離本發(fā)明的范圍的情況下，其它的電子電路可以被本領(lǐng)域的技術(shù)人員預(yù)期和訪問。特定的實(shí)現(xiàn)方式依賴于應(yīng)用的要求，尤其是在需要的電壓的實(shí)際值方面的要求。

類似地，圖9a-11a是電路526、626、726的示例，電路526、626、726被設(shè)計(jì)成當(dāng)在轉(zhuǎn)換器電路中接收的開關(guān)電壓信號在第一正電壓值和第二負(fù)電壓值之間交替時(shí)而被使用。圖9b-11b給出能夠借助于相應(yīng)的電路生成的第二輸出電壓的性能和值。當(dāng)然，在沒有偏離本發(fā)明的范圍的情況下，其它的電子電路可以被本領(lǐng)域的技術(shù)人員預(yù)期和訪問。

諸如如前所述的轉(zhuǎn)換器電路和實(shí)現(xiàn)諸如已經(jīng)被描述的輔助輸出機(jī)構(gòu)的作用的電子電路之間的組合的一個(gè)示例通過非限制性示例在圖12a中圖示。用于控制光源800的電源的裝置包括sepic類型的轉(zhuǎn)換器電路810。轉(zhuǎn)換器電路的第一部分812在二極管d1的陽極上生成開關(guān)電壓信號814。轉(zhuǎn)換器電路的第二部分816將信號814轉(zhuǎn)換成主輸出dc電壓main_out。舉例來說，轉(zhuǎn)換器810的輸入電壓等于vin＝13.5v。開關(guān)電壓信號814在值main_out(15v)和值-vin之間交替。該信號作為輔助輸出機(jī)構(gòu)826的輸入而被接收，輔助輸出機(jī)構(gòu)826產(chǎn)生在28.5v下的等于vin+main_out的第二高壓輸出電平aux_out。相應(yīng)電壓信號的經(jīng)過一段時(shí)間的變化在圖12b中的曲線圖上圖示。

圖13示出用于機(jī)動車輛的照明裝置的一個(gè)示例，照明裝置包括根據(jù)本發(fā)明的用于利用半導(dǎo)體元件控制數(shù)組光源的電源900的裝置。轉(zhuǎn)換器電路910包括第一部分912以及第二部分916，第一部分912生成開關(guān)電壓信號914，第二部分916從開關(guān)電壓信號914啟動，生成主輸出電壓電平main_out。開關(guān)電壓信號914被輔助輸出機(jī)構(gòu)926接收，輔助輸出機(jī)構(gòu)926將其轉(zhuǎn)換成第二輸出電壓電平aux_out。第二輸出由線性電流調(diào)節(jié)器11補(bǔ)充。圖示的裝置900尤其地允許，借助于單個(gè)轉(zhuǎn)換器電路910，驅(qū)動執(zhí)行多個(gè)照明功能的機(jī)動車輛的單獨(dú)的三組光源。lb指示的第一組光源執(zhí)行近光燈功能。第二組光源hb執(zhí)行遠(yuǎn)光燈功能。根據(jù)流過該組光源的電流強(qiáng)度，第三組光源drl/pl執(zhí)行日間行車燈功能或位置燈功能。多個(gè)開關(guān)s1、s2、s3管理各組光源到裝置910的負(fù)載的連接。開關(guān)被未圖示并且為此目的程控的微控制器元件以已知方式控制。

在日間燈操作模式中，開關(guān)s1被閉合，s2被閉合并且s3打開。線性電流調(diào)節(jié)器ii不工作并且該組drl/pl被輸出main_out驅(qū)動。

在近光燈和位置燈(lb+pl)操作模式中，開關(guān)s3被閉合，然而s1和s2打開，并且線性電流調(diào)節(jié)器11連接aux_out與用于drl/pl光源的支路。位置燈功能被裝置900的第二輸出驅(qū)動，然而近光燈功能被主輸出main_out驅(qū)動。

在近光燈和遠(yuǎn)光燈和位置燈(lb+hb+pl)操作模式中，開關(guān)s2被閉合，然而s1和s3打開，并且線性電流調(diào)節(jié)器11連接aux_out與drl/p源的支路。位置燈功能被裝置900的第二輸出驅(qū)動，然而結(jié)合的近光燈/遠(yuǎn)光燈功能被主輸出main_out驅(qū)動。

借助于已經(jīng)呈現(xiàn)的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道如何執(zhí)行提供如前所述的作用的其它實(shí)現(xiàn)方式，而沒有偏離本發(fā)明的由隨附權(quán)利要求的覆蓋范圍限定的范圍。