直流供電照明系統的低損耗輸入通道檢測設備的製作方法

2023-10-08 01:20:29

專利名稱：直流供電照明系統的低損耗輸入通道檢測設備的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及與照明系統一起使用的輸入通道檢測設備。更特別地，本發明涉 及與機動車輛的前燈系統一起使用的檢測設備。
背景技術：
當前的前燈系統包括電池(廣義地，功率源)、用於允許用戶在高射束和低射束 操作模式之間選擇的輸入選擇開關、高射束輸入通道、低射束輸入通道和一個或多個前燈 (例如，駕駛員側前燈和乘客側前燈)。每個前燈具有低射束燈元件和高射束燈元件。當用 戶經由輸入選擇開關選擇高射束操作模式時，高射束輸入通道被連接到電池以向前燈提供 電流來激勵高射束燈元件。類似地，當用戶經由輸入選擇開關選擇低射束操作模式時，低射 束輸入通道連接到電池以向前燈提供電流來激勵低射束燈元件。當電子功率調節模塊與當前的前燈系統一起使用時，必須使用檢測設備以便檢 測哪個輸入通道在提供功率，使得前燈可以在適當的高射束或低射束模式下操作。例如， Or' ing 二極體或電阻器可以被插入在每個輸入通道中。每個二極體或電阻器的電源側的 電壓可以被監視以確定哪個線路在提供功率。然而，檢測部件的添加導致顯著的功率損耗。

發明內容
本發明實施例通過最小化電壓降和與檢測被選擇用於激勵光源的輸入電源通道 相關聯的功率損耗來改進多輸入照明系統的效率。另外，本發明實施例提供了一種檢測設 備，其具有針對檢測設備的部件的反極性保護和過電壓保護。其他目的和特徵部分地是顯而易見的，並部分地在下文中指出。


圖1-3是示出根據本發明實施例的與激勵燈的照明系統一起使用的檢測設備的 框圖。圖4是示出根據本發明實施例的與激勵前燈的前燈系統一起使用的檢測設備的 電路圖。圖5是示出根據本發明實施例的與激勵發光二極體(LED)前燈的前燈系統有關的 檢測設備的電路圖和框圖。相應的參考符號在整個附圖中表示相應的部分。
具體實施例方式本發明實施例包括與照明系統(諸如機動車輛的前燈系統)一起使用的用於檢測 電源通道(廣義地，「輸入通道」)的設備(下文稱為「檢測設備」)，所述電源通道被選擇用 於激勵光源(下文稱為「燈」)。該檢測設備配置為最小化可能由檢測電源通道而產生的電 壓降和功率損耗。此外，檢測設備的實施例為檢測設備的部件提供了反極性保護和過電壓
參考圖1、2和3，檢測設備與具有直流(DC)功率源、輸入選擇開關、多個輸入通道 (通道1...通道N)和燈的照明系統一起使用。輸入選擇開關可以具有用戶界面以允許用 戶選擇輸入通道。輸入選擇開關將功率源連接到所述多個輸入通道中的所選一個通道。所 選的輸入通道給燈提供功率以激勵該燈。照明系統還可以包括連接在輸入通道和燈之間的 驅動器以調節經由選擇的輸入通道提供給燈的功率。例如，照明系統可以是機動車輛的前燈系統，其可以在高射束模式或低射束模式 下操作。前燈系統包括電池(廣義地，功率源)、允許用戶在高射束和低射束操作模式之間 選擇的輸入選擇開關、高射束輸入通道、低射束輸入通道和一個或多個前燈(例如，駕駛員 側前燈和乘客側前燈)。每個前燈具有一個或多個低射束燈元件(「低射束燈元件」)和一 個或多個高射束燈元件(「高射束燈元件」)。例如，每個前燈可以是一個或多個發光二極 管(LED)或高強度放電燈。當用戶經由輸入選擇開關選擇高射束操作模式時，高射束輸入 通道連接到電池以向前燈提供電流來激勵高射束燈元件。類似地，當用戶經由輸入選擇開 關選擇低射束操作模式時，低射束輸入通道連接到電池以向前燈提供電流來激勵低射束燈 元件。圖1示出了根據本發明實施例的與激勵燈的照明系統一起使用的示例性檢測設 備100。為了方便起見，檢測設備100在此被示出和描述為包括第一輸入通道(示出為通道 1)和第二輸入通道(示出為通道N)。然而，檢測設備100可以包括多於兩個的輸入通道並 且不限於具有特定數目的輸入通道。第一和第二輸入通道由線路選擇開關104互相排他地 連接到功率源102以向燈108提供電流來激勵燈108。特別地，第一輸入通道選擇性地連接 到功率源102以向燈108提供電流從而使燈108操作在第一操作模式下，或者第二輸入通 道選擇性地連接到功率源102以向燈108提供電流從而使燈108操作在第二操作模式下。 在一個實施例中，照明系統的輸入選擇開關104可以另外配置為選擇性地將兩個輸入通道 與功率源102斷開使得沒有電流被提供給燈108並且燈108操作在「關閉」模式。電流感測部件110連接到功率源102和燈108之間的至少一個輸入通道，諸如第 二輸入通道，以產生指示由第二輸入通道提供給燈驅動器106的電流的可測量信號(即根 據電流的信號)。在一個實施例中，電流感測部件110是二極體並且可測量信號是在二極體 的功率源102側測量的電壓信號。如以下詳細解釋的，可測量信號用於確定(例如識別、檢 測)哪個輸入通道(例如第一輸入通道、第二輸入通道)正向燈108提供電流使得燈108 可以操作在適當(例如選擇的)操作模式下。要理解，附加的或可選的電流感測部件(例 如電阻器、變壓器)和相應的可測量信號可用於檢測輸入通道。在示出的實施例中，旁路開關112與電流感測部件110並聯地連接到第二輸入通 道。在一個實施例中，旁路開關112是ρ型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。電 流感測部件110可以是MOSFET的本徵體(intrinsic body) 二極體。在另一實施例中，本領 域中已知的其他類型的電晶體或開關可以被使用。旁路開關112具有其中其是閉合電路並 且傳導的閉合模式以及其中其是開路並且不傳導的斷開模式。當第二輸入通道被確定為不 向燈108提供電流時旁路開關112在斷開模式下操作。當第二輸入通道被確定為向燈108 提供電流時旁路開關112在閉合模式下操作。在閉合模式下，旁路開關112傳導由第二輸 入通道提供的電流使得該電流繞過電流感測部件110並且被傳遞到燈108。通過在閉合模
5式下繞過電流感測部件110，旁路開關112減少了電壓降和在將功率從功率源102經由第二 輸入通道傳遞到燈108的過程中耗散的功率。在斷開模式下，旁路開關112不傳導由第二 輸入通道提供的電流使得沒有電流被經由電流感測部件110傳遞到驅動器和燈108。控制器114(例如微控制器114、微處理器、可編程邏輯控制器114)經由控制器 114輸入連接到電流感測部件110的功率源102側以用於監視/接收根據由第二輸入通道 和電流感測部件110提供的電流而產生的可測量信號。例如，在控制器處測量的具有處於 或接近0伏特(或者其他小於功率源提供的電壓的預定電壓)的值的可測量信號指示沒有 電流在第二輸入通道中流動，並且因此第二輸入通道不向燈108提供電流。相應地，當可測 量信號具有0伏特的值時，控制器114識別到第一輸入通道可能向燈108提供電流。具有 大於零的預定值的可測量信號指示電流在第二輸入通道中流動並且因此第二輸入通道正 向燈108提供電流。因此，當可測量信號具有處於預定值的特定範圍中的值時，控制器114 識別到第二輸入通道正向燈108提供電流。控制器114經由控制器輸出連接到旁路開關112以基於被識別的輸入通道來控制 旁路開關112的模式。特別地，控制器114經由控制器114輸出向旁路開關112提供開關 控制信號，其控制旁路開關112的模式。在一個實施例中，控制器114配置為維持旁路開關 112處於斷開模式，除非控制器114確定第二輸入通道正向燈108提供電流。因此，控制器 114監視可測量信號，並且提供開關控制信號給旁路開關112以將旁路開關112維持在斷開 模式直至可測量信號指示第二輸入通道正向燈108提供電流(例如可測量信號的值從OV 變為預定值)為止，據此，控制器114向旁路開關112提供開關控制信號以使旁路開關112 操作在閉合模式。在一個實施例中，控制器配置為周期性地重新評估被識別的輸入通道。特別地， 在旁路開關112已經在閉合模式下操作了定義的時間段之後，控制器簡短地斷開旁路開關 112(即，使旁路開關在斷開模式下操作)以確定第二通道是否仍在向燈108提供電流。在 簡短的斷開模式操作期間監視可測量信號。當可測量信號的值下降到0V，控制器114確定 第二輸入通道不再向燈108提供電流並且提供信號以使旁路開關112操作在斷開模式。在一個實施例中，控制器114還經由另一控制器114輸出連接到燈108以在燈108 正經由輸入通道接收電流的時候控制燈108的操作模式。在一個示例中，第一和第二通道 經由驅動器連接到燈108的陽極，該驅動器用於提供分別在第一或第二操作模式下操作燈 108所需的電流。控制器114提供燈108控制信號給燈108以基於控制器114識別為提供 電流的輸入通道來指示(即控制、選擇)燈108的操作模式。例如，燈108可以包括被激活 以操作在第一操作模式下的第一組一個或多個部件(例如燈108的燈108元件、一個或多 個燈108、電流限制器)以及被激活以操作在第二模式下的第二組部件(其可以包括來自第 一組部件的一個或多個部件)。控制器114提供燈108控制信號給燈108以基於識別為提 供電流的輸入通道來控制哪一組部件接收電流。如果兩個輸入通道實際上都沒有向燈108 提供電流(例如「關閉」操作模式)，則燈108將不被激勵，不管燈108控制信號如何，因為燈 108控制信號不提供激勵燈108的功率。例如，如果控制器114因為可測量信號值是OV將 第一輸入通道識別為提供電流給燈108並且經由控制信號指示操作模式是第一操作模式， 則燈108將仍然在適當的操作模式下操作(「關閉」操作模式)，因為燈108沒有接收用於 激勵燈108的電流。
在一個實施例中，檢測設備100可以包括連接在控制器114輸出和旁路開關112 之間的控制開關(未示出)，諸如電晶體，以用於調節操作旁路開關112的控制信號。例如， 控制器114可以配置為當控制器114確定旁路開關112應該操作在斷開模式時產生具有低 電流或電壓值的控制信號，並且當控制器114確定旁路開關112應當操作在閉合模式時產 生具有高電流或電壓值的控制信號。控制開關當其接收到具有低值的控制信號時操作在斷 開模式並且當其接收到具有高值的控制信號時操作在閉合模式。相應地，控制開關修改控 制信號以在控制器114確定旁路開關112應該操作在斷開模式時具有零值，因為控制開關 不傳導控制信號。在一個實施例中，檢測設備100可以包括過電壓部件(未示出)以用於防止旁路 開關112接收高電壓信號(廣義地，「電信號」)。例如，檢測設備100可以包括從旁路開關 112的控制器114側跨過旁路開關112連接到旁路開關112的驅動器116側的二極體(例 如齊納二極體)。該二極體保護旁路開關112免於接收潛在有害的高電壓信號，該電壓信號 可能是在控制器114和開關之間產生的。在一個實施例中，第一輸入線路可以用於提供功率給燈以在多個操作模式下激勵 該燈。第二輸入線路可以用於控制該燈以根據燈的所述多個操作模式之一操作。圖2示出了根據本發明另一實施例的與激勵燈108的照明系統一起使用的示例性 檢測設備200。第一和第二輸入通道選擇性地由輸入選擇開關104連接到功率源102以向 燈108提供電流來激勵該燈108。特別地，第一輸入通道連接到功率源102以向燈108提供 電流從而使燈108在第一操作模式下操作並且第二輸入通道連接到功率源102以向燈108 提供電流從而使燈108在第二操作模式下操作。第一電流感測部件202連接到在功率源102和燈108之間的第一輸入通道以根據 由第一輸入通道提供的電流產生第一可測量信號。第二電流感測部件204連接到在功率 源102和燈108之間的第二輸入通道以根據由第二輸入通道提供的電流產生第二可測量信 號。在一個實施例中，電流感測部件110是二極體並且可測量信號是在二極體的功率源102 側測量的電壓信號。如以下詳細解釋的，可測量信號用於確定(例如識別、檢測)哪個輸入 通道(例如第一輸入通道、第二輸入通道)正向燈108提供電流使得燈108可以操作在適 當(例如選擇的)操作模式下。要理解，附加的或可選的電流感測部件(例如電阻器、變壓 器)和相應的可測量信號可用於檢測輸入通道。在示出的實施例中，第一旁路開關206與第一電流感測部件202並聯地連接到第 一輸入通道。類似地，第二旁路開關208與第二電流感測部件204並聯地連接到第二輸入 通道。在一個實施例中，第一和第二旁路開關206和208是ρ型金屬氧化物半導體場效應 電晶體(MOSFET)。第一和第二電流感測部件均可以是相應MOSFET的本徵體二極體。在 另一實施例中，第一和/或第二旁路開關可以包括本領域中已知的其他類型的電晶體或開 關。旁路開關206、208的每一個具有閉合模式以及斷開模式。當第一輸入通道被確定為不 向燈108提供電流時第一旁路開關206在斷開模式下操作。同樣，當第二輸入通道被確定 為不向燈108提供電流時第二旁路開關208在斷開模式下操作。當第一輸入通道被確定為 向燈108提供電流時第一旁路開關206在閉合模式下操作。同樣，當第二輸入通道被確定 為向燈108提供電流時第二旁路開關208在閉合模式下操作。在閉合模式下，第一和第二 旁路開關206和208傳導由相應的第一或第二輸入通道提供的電流使得該電流繞過相應的
7電流感測部件202、204並且被傳遞到燈108。通過繞過電流感測部件202、204，旁路開關減 少了電壓降和在將功率從功率源102經由輸入通道傳遞到燈108的過程中耗散的功率。控制器210 (例如微控制器、微處理器、可編程邏輯控制器210)經由第一控制器 210輸入連接到第一電流感測部件202的功率源102側以用於監視/接收根據由第一輸入 通道和第一電流感測部件202提供的電流而產生的第一可測量信號。控制器210還經由第 二控制器210輸入連接到第二電流感測部件204的功率源102側以用於監視/接收根據由 第二輸入通道和第二電流感測部件204提供的電流而產生的第二可測量信號。例如，具有 0伏特(或者其他小於功率源提供的電壓的預定電壓)的值的第一或第二可測量信號指示 沒有電流在相應的第一或第二輸入通道中流動。相應地，當第一可測量信號具有0伏特的 值時，控制器210可配置為確定第一輸入通道不向燈108提供電流。同樣，當第二可測量信 號具有0伏特的值時，控制器210可配置為確定第二輸入通道不向燈108提供電流。具有 大於零的預定值的第一或第二可測量信號指示電流在相應的第一或第二輸入通道中流動。 因此，當第一可測量信號具有處於第一預定值的特定範圍中的值時，控制器210識別到第 一輸入通道正向燈108提供電流。同樣，當第二可測量信號具有處於第二預定值的特定範 圍中的值時，控制器210識別到第二輸入通道正向燈108提供電流。控制器210經由控制器210輸出連接到旁路開關以基於被識別的輸入通道來控制 旁路開關的模式。根據示出的檢測設備200，控制器210分別經由第一和第二控制器210輸 出連接到第一和第二旁路開關206、208。控制器210經由第一控制器210輸出向第一旁路 開關206提供第一開關控制信號，以控制第一旁路開關206的模式。同樣，控制器210經由 第二控制器210輸出向第二旁路開關208提供第二開關控制信號，以控制第二旁路開關208 的模式。在一個實施例中，控制器210配置為維持每個旁路開關處於斷開模式，除非控制器 210確定連接到旁路開關的輸入通道正向燈108提供電流。在一個實施例中，第一和第二輸入通道互相排他地連接到功率源。相應地，控制器 210監視第一和第二可測量信號並且分別提供第一和第二開關控制信號給第一和第二旁路 開關206、208以將旁路開關206、208維持在斷開模式，除非第一可測量信號指示第一輸入 通道正向燈108提供電流(例如第一可測量信號的值從OV變到第一預定值)或者除非第 二可測量信號指示第二輸入通道正向燈108提供電流(例如第二可測量信號的值從OV變 到第一預定值)。響應於第一可測量信號的這種指示，控制器210提供第一開關控制信號給 第一旁路開關206以使第一旁路開關206操作在閉合模式。此外，控制器提供第二開關控 制信號給第二旁路開關208以使第二旁路開關208操作在斷開模式。第一旁路開關206和 第二旁路開關208分別被維持在閉合模式和斷開模式，除非第二可測量信號指示第二輸入 通道正向燈108提供電流。響應於這種指示，控制器210提供第一開關控制信號以使第一 旁路開關操作在斷開模式並且提供第二開關控制信號以使第二旁路開關操作在閉合模式。 控制器210配置為對於第二輸入通道和連接到其的部件執行操作，該操作分別對應於在該 段落中針對第一輸入通道和第一輸入通道部件描述的操作。在另一實施例中，第一和第二輸入通道可以同時連接到功率源。相應地，控制器 210監視第一可測量信號並且提供第一開關控制信號給第一旁路開關206以將第一旁路開 關206維持在斷開模式，除非第一可測量信號指示第一輸入通道正向燈108提供電流(例 如第一可測量信號的值從OV變到第一預定值)。響應於這種指示，控制器210在閉合模式下操作第一旁路開關206。控制器配置為周期性地重新評估被識別的輸入通道。因此，在第 一旁路開關206已經在閉合模式下操作了定義的時間段之後，控制器簡短地斷開旁路開關 206 (即，使旁路開關在斷開模式下操作)以確定第一通道是否仍在向燈108提供電流。在 簡短的斷開模式操作期間監視第一可測量信號。當可測量信號的值下降到0V，控制器114 確定第二輸入通道不再向燈108提供電流並且提供信號以使第一旁路開關206操作在斷開 模式。控制器210配置為對於第二輸入通道和連接到其的部件執行操作，該操作分別對應 於在該段落中針對第一輸入通道和第一輸入通道部件描述的操作。
參考圖3中示出的檢測設備300，在另一個實施例中，控制器302經由單個控制器 302輸出連接到第一和第二旁路開關206、208以基於被識別的輸入通道控制旁路開關206、 208的模式。特別地，控制器302經由控制器302輸出提供單個開關控制信號以控制兩個旁 路開關206、208。反相部件304連接在控制器302和第一旁路開關206之間以接收開關控 制信號、將開關控制信號反相、並且提供反相的開關控制信號給第一旁路開關206。例如，旁 路開關可以配置為使得當它們從控制器302接收到低控制信號時在斷開模式下操作並且 當它們接收到高控制信號時在閉合模式下操作。相應地，當控制器302識別到第一輸入通 道在提供電流，控制器302產生具有第一值(例如低電流/電壓值)的開關控制信號。反 相部件304將提供給第一旁路開關206的開關控制信號反相。照此，第一旁路開關206接 收到具有高值的開關控制信號並且從而在閉合模式下操作。第二旁路開關208接收到具有 第一值(例如低值)的開關控制信號並且因此在斷開模式下操作。同樣，當控制器302識 別到第二輸入通道在提供電流時，控制器302產生具有第二值(例如高電流/電壓值)的 開關控制信號。反相部件304將提供給第一旁路開關206的開關控制信號反相。照此，第 一旁路開關206接收到具有低值的開關控制信號並且從而在斷開模式下操作。第二旁路開 關208接收到具有第二值(例如高值)的開關控制信號並且因此在閉合模式下操作。
參考圖2和3，在一個實施例中，控制器210、302、302還經由另一個控制器輸出連 接到燈108以在燈108經由輸入通道接收電流的時候控制燈108的操作模式。在一個示例 中，第一和第二通道經由驅動器106連接到燈108的陽極，用於提供分別在第一或第二操作 模式下操作燈108所需的電流。控制器210、302提供燈108控制信號給燈108以基於控制 器210、302識別為提供電流的輸入通道來指示(即控制、選擇)燈108的操作模式。例如， 燈108可以包括被激活以操作在第一操作模式下的第一組一個或多個部件(例如燈的燈 108元件、一個或多個燈、電流限制器)以及被激活以操作在第二模式下的第二組部件(其 可以包括來自第一組部件的一個或多個元件)。控制器210、302提供燈108控制信號給燈 108以基於識別為提供電流的輸入通道來控制哪一組部件接收電流。如果兩個輸入通道實 際上都沒有向燈108提供電流(例如「關閉」操作模式)，則燈108將不被激勵，不管燈108 控制信號如何，因為燈108控制信號不提供激勵燈108的功率。在一個實施例中，當控制 器210、302基於第一和第二可測量信號確定沒有一個輸入通道在提供電流時，控制器210、 302可以附加地指示燈108要操作在「關閉模式」。 在一個實施例中，檢測設備200、300可以包括第一和/或第二控制開關(在圖4和 圖5示出)，諸如電晶體，其連接在被提供用於相應的第一和/或第二旁路開關208的控制 器輸出之間以調整用於操作旁路開關的控制信號。例如，當控制器210、302確定旁路開關 應該操作在斷開模式時開關控制信號可以具有低電流或電壓值，並且當控制器210、302確
9定旁路開關應該操作在閉合模式時開關控制信號可以具有高電流或電壓值。控制開關當其 接收到具有低值的控制信號時操作在斷開模式並且當其接收到具有高值的控制信號時操 作在閉合模式。相應地，控制開關修改開關控制信號以具有零值從而在斷開模式下操作旁 路開關，因為控制開關不傳導控制信號。在一個實施例中，檢測設備200、300可以包括第一和/或第二過電壓部件(圖4 和5中示出)以用於防止相應的第一和/或第二旁路開關206、208接收高電壓信號(廣義 地，「電信號」)。例如，檢測設備200可以包括從旁路開關的控制器側跨過旁路開關連接到 旁路開關的驅動器106側的二極體(例如齊納二極體)。該二極體保護旁路開關免於接收 潛在有害的高電壓信號，該電壓信號可能是在控制器210、302和開關206、208之間產生的。雖然檢測設備200、300被描述為具有兩個輸入通道，但是要理解的是檢測設備 200、300可以具有多於兩個的輸入通道，並且不限於具有任何特定數目的輸入通道。每個附 加通道(下文稱為「第三通道」)選擇性地連接到功率源102以提供電流到燈108或其他輸 出設備。例如，第一和第二輸入通道可以用於激勵機動車輛的前燈並且第三輸入通道可以 用於激勵車輛附件的燈。在另一示例中，第三輸入通道可以用於提供功率給車輛速度控制 設備、風擋刮水器控制設備、風擋噴洗器設備、轉向信號、或與車輛相關的其他輸出設備。第三電流感測部件連接到功率源102和燈108或輸出設備之間的第三輸入通道。 第三電流感測部件根據由第三輸入通道提供的電流產生第三可測量信號。第三旁路開關與 第三電流感測部件並聯地連接到第三輸入通道。第三旁路開關具有斷開模式和閉合模式。 第三旁路開關具有閉合模式以繞過第三電流感測部件並且傳導由第三輸入通道提供的電 流來激勵燈或輸出設備。控制器210、302連接到第一、第二和第三(即附加)電流感測部件以及第一、第二 和第三(即附加)旁路開關。控制器210、302根據可測量信號(例如第一、第二、第三)識 別提供電流的輸入通道並且基於被識別的輸入通道控制旁路開關的模式。特別地，控制器 210、302控制每個旁路開關以當連接到旁路開關的輸入通道是所被識別的通道時在閉合模 式下操作。控制器210、302控制每個旁路開關以當連接到旁路開關的輸入通道不是被識別 的通道時維持斷開模式。如上所述，檢測設備100、200、300可以與機動車輛的前燈系統一起使用以識別提 供電流給前燈的輸入通道並且在相應的操作模式下操作前燈。圖4是在其中檢測設備與機 動車輛的前燈系統一起使用的實施例中的如圖3所示的檢測設備400的電路圖，該前燈系 統用於激勵前燈的高射束元件或低射束元件。特別地，高射束輸入通道HB和低射束輸入通 道LB選擇性地經由線路選擇開關連接到用於提供電流給前燈的功率源。檢測設備識別是 高射束輸入通道HB還是低射束通道LB在提供電流並且相應地激勵前燈的高射束元件或前 燈的低射束元件。高射束電流感測部件(即二極體)連接到高射束輸入通道HB並且低射束電流感 測部件(即二極體)連接到低射束輸入通道LB。微控制器連接到高射束和低射束電流感測 部件的功率源側。微控制器經由分壓器部件Vl和V2監視在每個電流感測部件的功率源側 的電壓以確定哪個線路在向前燈提供功率。部件R15和R16形成5 1分壓器Vl以對高 射束電流感測部件的功率源側的電壓進行分壓。部件R25和R26類似地形成5 1分壓器 V2以對低射束電流感測部件的功率源側的電壓進行分壓。
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高射束旁路開關與高射束電流感測部件(總表示為Ql)並聯地連接並且低射束旁 路開關與低射束電流感測部件(總表示為Q2)並聯地連接。根據示出的檢測設備，Ql和Q2 每一個是P型金屬氧化物半導體場效應電晶體(廣義地「旁路開關」)，其具有體二極體(廣 義地「電流感測部件」)。例如，Ql和Q2可以是可從Fairchild半導體公司獲得的FDD6637 35V P溝道功率溝槽MOSFET。當微控制器識別到提供電流的輸入通道(即高射束輸入通道或低射束輸入通道) 時，微控制器經由微控制器輸出提供開關控制信號以控制高射束和低射束旁路開關的操作 模式。特別地，當連接到其的輸入通道是被識別的通道時每個旁路開關在閉合模式下操作， 並且當連接到所述旁路開關的輸入通道不是被識別的通道時每個旁路開關被維持在斷開 模式。相應地，當高射束輸入通道向前燈提供電流時，高射束旁路開關閉合從而傳導電流使 得電流繞過高射束電流感測部件。同樣，當低射束輸入通道向前燈提供電流時，低射束旁路 開關閉合從而傳導電流使得電流繞過低射束電流感測部件。照此，旁路開關減少了由電流 通過電流感測部件所產生的電壓降和功率損耗。電路部件D 3、R2、D6、R2和Q5(統稱為反相器部件II)連接在微控制器和低射束 旁路開關之間以對開關控制信號進行反相，之後該開關控制信號被低射束旁路開關接收。 電路部件R12、R13、R14和Q3 (廣義地「高射束控制開關」)連接在微控制器開關輸出和高 射束旁路開關之間並且驅動高射束MOSFET (即旁路開關)的柵極。部件(R12、R13、R14和 Q3)偏移開關控制信號的電壓電平以根據確定的操作模式操作高射束旁路開關。電路部件 R22、R23、R24和Q4(廣義地「低射束控制開關」)連接在反相器部件Il之間並且驅動低射 束MOSFET (即旁路開關)的柵極。部件(R22、R23、R24和Q4)偏移反相的開關控制信號的 電壓電平以根據確定的操作模式操作低射束旁路開關。因此，反相器部件Il和用於高射束 和低射束MOSFET的柵極驅動電路允許單個微控制器輸出(經由開關控制信號)同時在相 反的模式下(例如斷開模式和閉合模式)操作高射束和低射束旁路開關兩者。高射束和低射束MOSFET的柵極驅動電路還通過使得高射束和低射束MOSFET斷 開來提供輸入反極性保護。高射束和低射束控制開關Q3和Q4每一個是雙極結型電晶體 (BJT)。例如，控制開關每一個可以是可從Fairchild半導體公司獲得的2N3904 NPN通用 放大器和開關。附加的電壓保護通過電流感測二極體和二極體D4和D5來實現。電流感測二極體 通過防止電流在每個輸入通道中流向功率源來提供反極性保護。二極體D4(例如廣義地 「高射束過電壓保護部件」)和D5(廣義地「低射束過電壓保護部件」)分別連接在高射束和 低射束MOSFET的柵極和漏極之間。特別地，二極體D4和D5每一個是齊納二極體，其通過 防止相應MOSFET的柵極處的電壓超過14V來提供過電壓保護。圖5是根據本發明實施例的結合圖4描述的檢測設備500以及與其一起使用的車 輛前燈系統的部分框圖和電路圖。前燈系統包括電池(例如12伏特)和輸入線路選擇開 關(未示出)。輸入線路開關將高射束輸入通道或低射束輸入通道連接到電池以提供電流 給前燈508。在示出的實施例中，前燈508由兩組發光二極體(LED)組成。第一組LED包括 第一串LED510以及第二組LED包括第二串LED512。要理解，第一和第二組LED可以包括 LED的其他組合，包括未示出的附加LED串。例如，第一組LED可以包括LED串510以及第 二組LED可以包括第一和第二串LED 510、512。另外，要理解，第一和第二組LED不限於以一個或多個串布置的LED。例如，LED可以布置為晶片、打包在封裝中的一組晶片、封裝晶片 的群組、晶片或封裝陣列和/或其他配置。經由分別連接到高射束或低射束輸入通道的過濾部件Fl或F2將來自電池的電流 過濾(例如去除噪聲、電磁幹擾)。然後經由輸入通道將電流傳遞通過檢測設備500和附加 的過濾部件Li、C15和C41到達驅動器506。驅動器506調節提供給LED510、512的電流， 並且具體而言，提供恆定電流給LED 510、512。例如，驅動器可以是可從OsramSylvania獲 得的恆流LED驅動器(例如A54201B)。來自驅動器506的恆定電流被提供給前燈508的陽 極。如結合圖4討論的，檢測設備500識別是高射束輸入通道還是低射束輸入通道提 供電流給前燈508並且相應地控制LED 510、512。特別地，微控制器具有用於控制第一串 LED510的一個輸出和用於控制第二串LED 512的另一個輸出。當微控制器識別到低射束輸 入通道在給前燈508提供電流，微控制器閉合連接到第一串LED 510的開關並且維持連接 到第二串LED 512的開關斷開，以便激勵第一組LED 510並且從而在低射束操作模式下操 作前燈508。當微控制器識別到高射束輸入通道在給前燈508提供電流，微控制器維持連接 到第一串LED510的開關斷開並且閉合連接到第二串LED 512的開關，以便激勵第二組LED 512並且從而在高射束操作模式下操作前燈。已經詳細描述了本發明，要理解在不脫離隨附權利要求限定的本發明範圍的情況 下修改和變化是可能的。當介紹本發明的元件或其優選實施例時，冠詞「一」、「該」和「所述」意欲是指存在 一個或多個元件。術語「包括」、「包含」和「具有」意欲是包含性的並且意指除了所列元件 之外還可以存在附加元件。鑑於上文，可以看到本發明的若干目的被實現並且獲得其他有利結果。因為在不脫離本發明範圍的情況下可以在構造、產品和方法方面做出各種修改， 所以上面描述中包含的和附圖中示出的所有內容都應該被解釋為是說明性的而不是限制 性的。
1權利要求
1. 一種與激勵燈的直流功率源一起使用的設備，所述設備包括 第一和第二輸入通道，每個輸入通道選擇性地連接到所述功率源以 提供電流給該燈從而激勵所述燈；被連接到所述功率源和燈之間的第二輸入通道的電流感測部件，所述電流感測部件根 據由第二輸入通道提供的電流產生可測量信號；與電流感測部件並聯地被連接到第二輸入通道的旁路開關，所述旁路開關具有斷開模 式，並且所述旁路開關具有閉合模式以用於旁路電流感測部件並且傳導由第二輸入通道提 供的電流來激勵該燈；以及被連接到電流感測部件和旁路開關的控制器，所述控制器根據可測量信號來識別提供 電流給所述燈的輸入通道並且基於被識別的輸入通道控制旁路開關的模式，其中當第二輸 入通道是被識別的輸入通道時控制器在閉合模式下操作旁路開關，並且其中當第一輸入通 道是被識別的輸入通道時控制器在斷開模式下操作旁路開關。
2.權利要求1的設備，還包括第三輸入通道，其選擇性地被連接到功率源以提供電流給燈從而激勵所述燈； 附加電流感測部件，其被連接到功率源和燈之間的第三輸入通道，所述附加電流感測 部件根據由第三輸入通道提供的電流產生附加可測量信號；以及附加旁路開關，其與附加電流感測部件並聯地被連接到第三輸入通道，所述附加旁路 開關具有斷開模式，並且所述附加旁路開關具有閉合模式以用於旁路附加電流感測部件並 且傳導由第三輸入通道提供的電流來激勵該燈；其中所述控制器被連接到電流感測部件和旁路開關，並且被連接到附加電流感測部件 和附加旁路開關，所述控制器根據可測量信號和附加可測量信號來識別提供電流給所述燈 的輸入通道並且基於被識別的輸入通道控制每個旁路開關的模式，其中當連接到每個旁路 開關的輸入通道是被識別的輸入通道時控制器在閉合模式下操作所述旁路開關，並且其中 當連接到每個旁路開關的輸入通道不是被識別的輸入通道時控制器在斷開模式下操作所 述旁路開關。
3.權利要求2的設備，其中第一和第二輸入通道互相排他地被連接到功率源以提供電 流給所述燈來激勵所述燈，或者其中第一和第二輸入通道同時連接到功率源以提供電流給 所述燈來激勵所述燈。
4.權利要求2或3的設備，其中該燈包括多個燈元件，以及所述第一輸入通道選擇性地 被連接到功率源以提供電流給所述燈從而激勵所述多個燈元件的第一組，以及所述第二輸 入通道選擇性地被連接到功率源以提供電流給所述燈從而激勵所述多個燈元件的第二組。
5.權利要求2、3或4的設備，還包括第三通道，其選擇性地被連接到功率源以提供電流給燈從而激勵所述燈，或者被連接 到輸出設備以操作所述輸出設備；第三電流感測部件，其被連接到功率源和燈之間或功率源和輸出設備之間的第三輸入 通道，所述第三電流感測部件根據由第三輸入通道提供的電流產生第三可測量信號；以及第三旁路開關，其與第三電流感測部件並聯地被連接到第三輸入通道，所述第三旁路 開關具有斷開模式，並且所述旁路開關具有閉合模式以用於旁路第三電流感測部件並且傳 導由第三輸入通道提供的電流來激勵該燈或操作輸出設備；其中所述控制器被連接到第一、第二和第三電流感測部件和第一、第二和第三旁路開 關，所述控制器根據第一、第二和第三可測量信號來識別提供電流的輸入通道並且基於被 識別的輸入通道控制第一、第二和第三旁路開關的模式，其中當連接到每個旁路開關的輸 入通道是被識別的通道時控制器控制所述旁路開關在閉合模式下操作，並且其中當連接到 每個旁路開關的輸入通道不是被識別的輸入通道時控制器控制所述旁路開關以維持斷開 模式。
6.權利要求5的設備，其中輸出設備包括以下設備中的至少一個風擋刮水器控制設 備、風擋噴洗器設備、以及轉向信號設備，並且其中該燈包括至少一個或多個車輛前燈，並 且輸出設備是一個或多個用於車輛附件的燈。
7.權利要求2-6中任一項的設備，包括以下至少一個其中第一電流感測部件包括以下類型的電流感測部件的至少一個電阻器、二極體和 變壓器；其中第二電流感測部件包括以類型的電流感測部件的至少一個電阻器、二極體和變 壓器；其中第一和第二電流感測設備每個包括二極體，用於提供防止電流從所述二極體的陰 極側流向功率源的反極性保護；其中第一旁路開關是P型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)，並且其中第二旁 路開關是P型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)；其中所述燈是車輛前燈系統中的一個或多個高強度放電(HID)燈；以及其中該燈是車輛前燈系統中的一個或多個發光二極體(LED)；其中第一電流感測部件是與所述第一旁路開關關聯的本徵體二極體，並且其中第二電流感測部件是與所述第二旁路開關關聯的本徵體二極體。
8.權利要求2-6中任一項的設備，其中第一輸入通道是低射束輸入通道，其中第二輸 入通道是高射束輸入通道，其中電流感測部件是低射束電流感測部件，其中附加電流感測 部件是高射束電流感測部件，其中旁路開關是低射束電流感測部件，其中附加旁路開關是 高射束電流感測部件。
9.權利要求8的設備，其中控制器包括第一控制器輸入、第二控制器輸入和控制器輸 出，所述第一控制器輸入連接到低射束電流感測部件以接收低射束可測量信號，所述第二 控制器輸入連接到高射束電流感測部件以接收高射束可測量信號，所述控制器輸出連接到 低射束和高射束旁路開關以提供單個模式控制信號來控制所述旁路開關的模式，並且所述 設備還包括連接在控制器和低射束旁路開關之間的反相部件，所述反相部件對提供給低射 束旁路開關的模式控制信號進行反相。
10.權利要求9的設備，還包括連接在反相器和低射束旁路開關之間的低射束過電壓保護部件，用於調節反相的模式 控制信號以經由控制器提供給低射束旁路開關；以及連接在控制器和高射束旁路開關之間的高射束過電壓保護部件，用於調節模式控制信 號以經由控制器提供給低射束旁路開關。
全文摘要
一種設備，包括多個輸入通道，其選擇性地連接到功率源(102)以提供電流給燈。對於每個輸入通道，該設備包括連接到輸入通道的相應的電流感測部件(202、204)，以及與電流感測部件並聯連接的相應旁路開關(206、208)。每個電流感測部件根據由相應輸入通道提供的電流產生可測量信號。該設備包括連接到電流感測部件和旁路開關的控制器(302)。控制器根據可測量信號來識別提供電流給燈的輸入通道並且基於被識別的輸入通道來控制旁路開關。特別地，當相應的輸入通道是被識別的通道時控制器在閉合模式下操作每個旁路開關。
文檔編號H05B37/02GK102007816SQ200980113632
公開日2011年4月6日 申請日期2009年4月2日 優先權日2008年4月18日
發明者G·P·布沙 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司