[發明專利]具有可選輸出電壓范圍的轉換器

有效

• 申請號: 201880033773.6
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN110651421B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 大衛·巴德金;讓-菲利普·阿爾夫;意蘭祝·喬里治;梁錦桃
• 申請（專利權）人: 法雷奧照明公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳曉兵

本發明提出了一種轉換器，該轉換器使得可以在能夠基于一個相同的輸入電壓提供不同的輸出電壓的多種轉換器架構之間選擇性地進行切換。本發明的特點在于，各種架構彼此共享至少一些電子部件，從而降低了根據本發明的轉換器的生產成本。所提出的轉換器對于機動車輛的照明模塊特別有利，其中，在機動車輛的照明模塊中存在很大的空間限制，但是需要較寬的輸出電壓范圍以能夠向變化的且大量的電致發光光源(LED)供電。

技術領域

本發明涉及電轉換器。具體地，本發明涉及一種能夠在較寬取值范圍上生成輸出電壓的轉換器，這尤其在包含多個光源(例如，發光二極管(LED))的用于機動車輛的照明模塊的情況下是有利的。

背景技術

使用諸如發光二極管(LED)的基于半導體元件的光源來執行機動車輛的各種照明功能變得越來越普遍。這些功能可以包括例如日間行車燈、位置燈、轉向指示燈或近光燈。眾所周知，需要一種用于驅動電源的設備來向執行給定照明功能的一組LED供電。這樣的驅動設備通常包括電壓轉換器，基于由車輛內部的諸如電池之類的源傳送的DC輸入電壓，該電壓轉換器能夠生成具有適于向一組LED供電的值的輸出電壓。當至少等于閾值的電壓(稱為正向電壓)施加到其端子時，LED發光。LED發射的光通量的強度通常隨著流過其的高于直流電的閾值的電流的平均強度而增加。

已知的轉換器類型包括SEPIC(單端初級電感轉換器)、反激式、升壓式和降壓式轉換器。這種轉換器包括開關元件，例如晶體管，其狀態在開路值和閉路值之間周期性地切換。施加到開關的閉合占空比D影響輸出電壓的值和輸出電流的平均值。對于SEPIC的示例，輸出電壓V_OUT等于V_IN乘以比率D/(1-D)。

構成封閉的自主系統的機動車輛中的這種轉換器的輸入電壓V_IN通常被限制在6V至20V之間。這暗示了關于使用已知轉換器架構可實現的輸出電壓值的固有限制。在SEPIC的示例中，對于輸入端的6V的最小電壓和0.9的占空比D_max，為光源供電的最大輸出電壓的上限為54V。類似地，對于輸入端的20V的最大電壓和0.2的占空比D_min，轉換器的最小輸出電壓的下限為5V。

但是，為了產生越來越復雜的照明功能或特定的光學標記，有必要使用相同的驅動裝置向大量的LED供電，其中LED的數量可以根據激活的照明功能而變化。為了確保所涉及的LED得到供電，機動車輛的照明模塊內所需的正向電壓值可能超過使用本領域已知的轉換器架構可獲得的輸出電壓的范圍。

發明內容

本發明的一個目的是克服現有技術帶來的至少一個問題。更具體地，本發明的一個目的是提供一種轉換器，其能夠選擇性地提供超過使用已知轉換器架構可獲得的輸出電壓值的輸出電壓值。

本發明的一個主題是一種轉換器，用于選擇性地將輸入電壓轉換為不同的至少第一輸出電壓和第二輸出電壓。所述轉換器的特點在于，其包括選擇器組件，該選擇器組件使得可以在使用第一電子電路和使用至少第二電子電路之間進行切換，第一電子電路和第二電子電路分別允許提供第一輸出電壓和第二輸出電壓。第二電子電路包括第一電子電路的至少一部分。

優選地，第二電子電路可以包括第一電子電路。

選擇器組件可以優選地包括至少一個開關。該開關可以優選地包括晶體管，例如場效應晶體管(MOSFET，用于金屬氧化物半導體場效應晶體管)。

優選地，第一電子電路可以是SEPIC(單端初級電感轉換器)電路，并且第二電子電路可以是升壓式SEPIC電路。

優選地，第一電子電路可以包括：輸入端子；第一電感器L1，將輸入端子連接到第一節點N1；第一電容器C1，其端子將第一節點N1連接到第二節點N2；第一二極管D1，其陽極連接到第二節點N2且其陰極連接到第三節點；以及所述第三節點，連接到轉換器的輸出端子。第一電子電路可以進一步包括將第一節點N1連接到地的第一開關Q1、將節點N2連接到地的第二電感器L2和將第三節點N3連接到地的第二電容器C2。