JP2007022104A

JP2007022104A - 車両用灯具の点灯制御装置

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Publication number: JP2007022104A
Application number: JP2005202433A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Ito; 昌康伊藤; Fumitada Shiozu; 文規塩津; Takanori Nanba; 高範難波
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2025-07-12
Also published as: US20070013321A1; US7482765B2; DE102006032247A1; JP4398411B2; DE102006032247B4

Abstract

【課題】各半導体光源または各半導体光源に連なる回路に異常が生じたときに、健全な半導体光源を確実に保護すること。
【解決手段】ＬＥＤ１４〜２０のうちいずれかのＬＥＤの順方向電圧が低下すると、シリーズレギュレータ２４〜３０のＮＭＯＳトランジスタ７０のドレイン電圧が規定電圧よりも高くなり、異常が発生したＬＥＤに接続されたツェナーダイオードＺＤ１が導通し、規定電圧よりも増加した分の電圧が比較増幅器７２の負入力端子に付加され、比較増幅器７２の出力がその分低くなってＮＭＯＳトランジスタ７０のゲート電圧が低下し、ＮＭＳＯトランジスタ７０に流れる電流が減少し、ＬＥＤ１４〜２０のいずれかに電圧降下に伴う異常が生じても、ＬＥＤ１４〜２０を確実に保護することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用灯具の点灯制御装置に係り、特に、半導体発光素子で構成された半導体光源の点灯を制御するように構成された車両用灯具の点灯制御装置に関する。

従来、車両用灯具として、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）などの半導体発光素子を光源に用いたものが知られており、この種の車両用灯具には、ＬＥＤの点灯を制御するための点灯制御装置が実装されている。

点灯制御装置として、ＬＥＤの電流に基づいてＬＥＤに対する出力電圧を制御することができるスイッチングレギュレータを用いたものが知られている。スイッチングレギュレータは、負荷として複数個のＬＥＤが直列または並列に接続されても、各ＬＥＤに規定の電流を流すように出力電圧を制御することができる。

しかし、スイッチングレギュレータの出力がショートしたり、あるいは地絡したりすると、スイッチングレギュレータの負荷が重くなって、過度の電力負担に伴って故障することがある。またスイッチングレギュレータの出力がＬＥＤの断線などによってオープンになると、例えば、フライバック方式のスイッチングレギュレータでは、出力電圧が過度に上昇することがある。

そこで、スイッチングレギュレータの出力側の異常を検出したときに、スイッチングレギュレータの出力電圧を低下させるようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００４−１３４１４７号公報（第３頁〜第８頁、図１、図６、図７）

上記従来技術においては、スイッチングレギュレータの出力側に、ＬＥＤブロックを複数個並列に接続し、各ＬＥＤブロックに、スイッチ素子とシャント抵抗および比較器を含むシリーズレギュレータを直列に接続し、各ＬＥＤブロックの電流が規定の電流となるようにスイッチングレギュレータの出力電圧を制御し、異常時にはスイッチングレギュレータの出力電圧を低下させるようにしているので、一部のＬＥＤが故障しても、健全なＬＥＤを保護することができる。しかし、ＬＥＤブロックごとに異常を検出し、この検出結果を基に各ＬＥＤブロックで異常に対処することについては充分に配慮されていない。

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、互いに並列接続された複数の半導体光源に対して電磁エネルギーを供給する過程で、各半導体光源または各半導体光源に連なる回路に異常が生じたときに、健全な半導体光源を確実に保護することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具の点灯制御装置においては、互いに並列接続された複数の半導体光源を負荷として、電源からの入力電圧を前記各半導体光源に供給するスイッチングレギュレータと、前記各半導体光源と直列接続された複数のシリーズレギュレータと、前記各半導体光源あるいは前記各半導体光源に連なる回路の断線に伴う異常に応答して前記各シリースレギュレータに対する保護制御を実行する保護制御手段とを備え、前記各シリーズレギュレータは、前記各半導体光源の電流を検出する電流検出素子と、前記各半導体光源に直列接続されたスイッチ素子と、前記電流検出素子の検出電流と規定値とを比較し、比較結果に応じて前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する比較器とから構成され、前記スイッチングレギュレータは、前記いずれかの比較器の比較結果に応じて出力電圧を制御し、前記各保護制御手段は、前記各電流検出素子の検出電流の低下に伴って前記比較器の比較結果が異常となったときに前記スイッチ素子をオフ動作させるとともに、前記スイッチ素子のオフ動作を保持してなる構成とした。

（作用）互いに並列接続された複数の半導体光源に規定の電流が流れるように、各シリーズレギュレータを制御するとともに、いずれかのシリーズレギュレータの制御状態に応じてスイッチングレギュレータの出力電圧を制御する過程で、例えば、いずれかの半導体光源あるいは半導体光源に連なる回路の断線（オープン）に伴う異常が発生し、異常の生じた半導体光源に接続された電流検出素子の電流が低下するに伴って比較器の比較結果が異常、例えば、比較器の出力が正常値よりも高くなったときには、保護制御手段の動作により、スイッチ素子がオフ動作するとともに、スイッチ素子のオフ動作が保持され、異常の生じた半導体光源に接続されたシリーズレギュレータをオフ状態に保持することができるため、半導体光源あるいは半導体光源に連なる回路に断線による異常が生じても、健全な半導体光源を確実に保護することができる。

請求項２に係る車両用灯具の点灯制御装置においては、互いに並列接続された複数の半導体光源を負荷として、電源からの入力電圧を前記各半導体光源に供給するスイッチングレギュレータと、前記各半導体光源と直列接続された複数のシリーズレギュレータと、前記各半導体光源の地絡に伴う異常に応答して前記スイッチングレギュレータに対する制御を実行するスイッチングレギュレータ制御手段とを備え、前記各シリーズレギュレータは、前記各半導体光源の電流を検出する電流検出素子と、前記各半導体光源に直列接続されたスイッチ素子と、前記電流検出素子の検出電流と規定値とを比較し、比較結果に応じて前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する比較器とから構成され、前記スイッチングレギュレータは、前記いずれかの比較器の比較結果に応じて出力電圧を制御し、前記スイッチングレギュレータ制御手段は、前記各電流検出素子の検出電流の低下に伴って前記比較器の比較結果が異常となったときに前記スイッチングレギュレータの出力電圧が正常状態にあることを条件に、前記スイッチングレギュレータの動作を停止してなる構成とした。

（作用）互いに並列接続された複数の半導体光源に規定の電流が流れるように、各シリーズレギュレータを制御するとともに、いずれかのシリーズレギュレータの制御状態に応じてスイッチングレギュレータの出力電圧を制御する過程で、例えば、いずれかの半導体光源の地絡に伴う異常が生じ、異常の生じた半導体光源に接続されたシリーズレギュレータに属する電流検出素子の検出電流の低下に伴って比較器の比較結果が異常になったとき、例えば、比較器の出力が正常値よりも高くなったときには、スイッチングレギュレータの出力電圧が正常状態にあることを条件に、スイッチングレギュレータの動作を停止するようにしたため、半導体光源の地絡に伴う異常が生じても、スイッチングレギュレータの動作を停止することで、健全な半導体光源を確実に保護することができる。

請求項３に係る車両用灯具の点灯制御装置においては、互いに並列接続された複数の半導体光源を負荷として、電源からの入力電圧を前記各半導体光源に供給するスイッチングレギュレータと、前記各半導体光源と直列接続された複数のシリーズレギュレータと、前記各半導体光源の電圧降下に伴って前記各スイッチ素子の印加電圧が規定電圧よりも増加したことを検出する複数の電圧降下検出手段とを備え、前記各シリーズレギュレータは、前記各半導体光源の電流を検出する電流検出素子と、前記各半導体光源に直列接続されたスイッチ素子と、前記電流検出素子の検出電流と規定値とを比較し、比較結果に応じて前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する比較器とから構成され、前記スイッチングレギュレータは、前記いずれかの比較器の比較結果に応じて出力電圧を制御し、前記各比較器は、前記各電流検出素子の検出電流に前記各電圧降下検出手段の検出出力が付加されたときに、その増加分に応じて前記スイッチ素子の電流を低下させてなる構成とした。

（作用）互いに並列接続された複数の半導体光源に規定の電流が流れるように、各シリーズレギュレータを制御するとともに、いずれかのシリーズレギュレータの制御状態に応じてスイッチングレギュレータの出力電圧を制御する過程で、例えば、いずれかの半導体光源の電圧降下に伴ってスイッチ素子の印加電圧が規定電圧よりも増加して高くなったことが検出されたときには、半導体光源の順方向電圧が低下したか、あるいは半導体光源の両端がショートしたとして、電圧降下の生じた半導体光源に接続されたスイッチ素子の印加電圧の増加分に対応した電流が電流検出素子の検出電流に付加される。この結果、比較器は、電流検出素子の検出電流の増加分に応じてスイッチ素子の電流を低下させるように、出力が変化するため、半導体光源に電圧降下に伴う異常が生じても半導体光源を確実に保護することができるとともに、異常の生じた半導体光源を減光点灯状態に維持することができ、安全性の向上に寄与することができる。

請求項４に係る車両用灯具の点灯制御装置においては、互いに並列接続された複数の半導体光源を負荷として、電源からの入力電圧を前記各半導体光源に供給するスイッチングレギュレータと、前記各半導体光源と直列接続された複数のシリーズレギュレータと、前記各半導体光源あるいは前記各半導体光源に連なる回路の断線に伴う異常に応答して前記各シリースレギュレータに対する保護制御を実行する保護制御手段と、前記各半導体光源の地絡に伴う異常に応答して前記スイッチングレギュレータに対する制御を実行するスイッチングレギュレータ制御手段とを備え、前記各シリーズレギュレータは、前記各半導体光源の電流を検出する電流検出素子と、前記各半導体光源に直列接続されたスイッチ素子と、前記電流検出素子の検出電流と規定値とを比較し、比較結果に応じて前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する比較器とから構成され、前記スイッチングレギュレータは、前記いずれかの比較器の比較結果に応じて出力電圧を制御し、前記各保護制御手段は、前記各電流検出素子の検出電流の低下に伴って前記比較器の比較結果が異常となる時間が第１の時間経過したときに前記スイッチ素子をオフ動作させるとともに、前記スイッチ素子のオフ動作を保持してなり、前記スイッチングレギュレータ制御手段は、前記各電流検出素子の検出電流の低下に伴って前記比較器の比較結果が異常となる時間が前記第１の時間よりも短い第２の時間経過したときに前記スイッチングレギュレータの出力電圧が正常状態にあることを条件に、前記スイッチングレギュレータの動作を停止してなる構成とした。

（作用）互いに並列接続された複数の半導体光源に規定の電流が流れるように、各シリーズレギュレータを制御するとともに、いずれかのシリーズレギュレータの制御状態に応じてスイッチングレギュレータの出力電圧を制御する過程で、例えば、いずれかの半導体光源あるいは半導体光源に連なる回路の断線（オープン）に伴う異常が発生し、異常の生じた半導体光源に接続された電流検出素子の電流が低下するに伴って比較器の比較結果が異常、例えば、比較器の出力が正常値よりも高くなる時間が第１の時間経過したときには、保護制御手段の動作により、スイッチ素子がオフ動作するとともに、スイッチ素子のオフ動作が保持され、異常の生じた半導体光源に接続されたシリーズレギュレータをオフ状態に保持することができるため、半導体光源あるいは半導体光源に連なる回路に断線による異常が生じても、健全な半導体光源を確実に保護することができる。

また、いずれかの半導体光源の地絡に伴う異常が生じ、異常の生じた半導体光源に接続されたシリーズレギュレータに属する電流検出素子の検出電流の低下に伴って比較器の比較結果が異常になったとき、例えば、比較器の出力が正常値よりも高くなる時間が前記第１の時間よりも短い第２の時間経過したときには、スイッチングレギュレータの出力電圧が正常状態にあることを条件に、スイッチングレギュレータの動作を停止するようにしたため、半導体光源の地絡に伴う異常が生じたときには、半導体光源あるいは半導体光源に連なる回路に断線による異常が生じたときよりも速くスイッチングレギュレータの動作を停止することで、健全な半導体光源を確実に保護することができる。

請求項５に係る車両用灯具の点灯制御装置においては、請求項１、２、３または４のうちいずれか１項に記載の車両用灯具の点灯制御装置において、前記スイッチングレギュレータは、電源からの入力電圧を主スイッチのオンまたはオフ動作時に電磁エネルギーとしてトランスに蓄積し、前記トランスに蓄積された電磁エネルギーを前記主スイッチのオンまたはオフ動作時に前記トランスの二次側から前記各半導体光源に放出してなり、前記トランスは、複数の２次巻線を備えており、前記複数の２次巻線の巻数の比は、前記各２次巻線に接続される半導体光源の電圧降下の比に対応づけて設定されてなる構成とした。

（作用）トランスの各２次巻線の巻数の比は、各２次巻線に接続される半導体光源の電圧降下の比に対応づけて設定されているため、各シリーズレギュレータに接続される半導体光源の数や半導体光源の電圧降下（順方向電圧）が異なる場合でも、各シリーズレギュレータにおけるロス（電力損失）を少なくすることができる。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係る車両用灯具の点灯制御装置によれば、半導体光源あるいは半導体光源に連なる回路に断線による異常が生じても、健全な半導体光源を確実に保護することができる。

請求項２に係る車両用灯具の点灯制御装置によれば、半導体光源の地絡に伴う異常が生じても、健全な半導体光源を確実に保護することができる。

請求項３に係る車両用灯具の点灯制御装置によれば、半導体光源に電圧降下に伴う異常が生じても半導体光源を確実に保護することができるとともに、異常の生じた半導体光源を減光点灯状態に維持することができ、安全性の向上に寄与することができる。

請求項４に係る車両用灯具の点灯制御装置によれば、半導体光源あるいは半導体光源に連なる回路に断線による異常が生じても、健全な半導体光源を確実に保護することができるとともに、半導体光源の地絡に伴う異常が生じたときには、半導体光源あるいは半導体光源に連なる回路に断線による異常が生じたときよりも速く、健全な半導体光源を確実に保護することができる。

請求項５によれば、各シリーズレギュレータに接続される半導体光源の数や半導体光源の電圧降下（順方向電圧）が異なる場合でも、各シリーズレギュレータにおけるロス（電力損失）を少なくすることができる。

次に、本発明の実施形態を実施例にしたがって説明する。図１は、本発明の第１実施例を示す車両用灯具の点灯制御装置の回路構成図、図２は、出力電圧制御回路の回路構成図、図３は、出力電圧制御回路の動作を説明するための波形図、図４は、シリーズレギュレータと電圧降下検出回路および保護制御回路の回路構成図、図５は、スイッチングレギュレータ制御回路の回路構成図、図６は、本発明の第２実施例を示す車両用灯具の点灯制御装置の回路構成図である。

これらの図において、車両用灯具の点灯制御装置１２は、車両用灯具（発光装置）の一要素として、４個のＬＥＤ１４、１６、１８、２０に対して、１つのスイッチングレギュレータ２２、４個のシリーズレギュレータ２４、２６、２８、３０、４個の電圧降下検出回路３２、３４、３６、３８、４個の保護制御回路４０、４２、４４、４６、１個のスイッチングレギュレータ制御回路４８を備えて構成されている。

ＬＥＤ１４、１６、１８、２０は、半導体発光素子で構成された半導体光源として、互いに並列に接続されているとともに、スイッチングレギュレータ２２の出力側に、各シリーズレギュレータ２４、２６、２８、３０と直列になって接続されている。これらＬＥＤ１４、１６、１８、２０としては、互いに直列に接続された複数個のものを用いたり、あるいは互いに並列に接続された複数個のものを用いたりすることもできる。また、各ＬＥＤ１４、１６、１８、２０は、ヘッドランプ、ストップ＆テールランプ、フォグランプ、ターンシグナルランプなどの各種車両用灯具の光源として構成することができる。

スイッチングレギュレータ２２は、コンデンサＣ１、Ｃ２、トランスＴ１、ダイオードＤ１、ＮＭＯＳトランジスタ５０、出力電圧制御回路５２を備えて構成されている。コンデンサＣ１はトランスＴ１の１次側に並列に接続されており、コンデンサＣ１の一端側は電源入力端子５４を介して車載バッテリ（直流電源）５６のプラス端子に接続され、他端側は電源入力端子５８を介して車載バッテリ５６をマイナス端子に接続されているとともに、接地されている。ＮＭＯＳトランジスタ５０はトランスＴ１の１次側に直列に接続されており、ドレインが一次巻線に接続され、ソースが接地され、ゲートが出力電圧制御回路５２に接続されている。トランスＴ１の２次側にはダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２が並列に接続されており、ダイオードＤ１とコンデンサＣ２との接続点は出力端子６０に接続され、出力端子６０は、ＬＥＤ１４、１６、１８、２０のアノード側に接続されている。

ＮＭＯＳトランジスタ５０は、出力電圧制御回路５２から出力されるオンオフ信号（スイッチング信号）に応答してオンオフ動作する主スイッチとして構成されている。ＮＭＯＳトランジスタ５０がオン動作したときには、車載バッテリ５６からの入力電圧が電磁エネルギーとしてトランスＴ１に蓄積され、ＮＭＯＳトランジスタ５０のオフ動作時に、トランスＴ１に蓄積された電磁エネルギーがトランスＴ１の２次側からダイオードＤ１を介して各ＬＥＤ１４、１６、１８、２０に放出されるようになっている。この場合、スイッチングレギュレータ２２は、シリーズレギュレータ２４、２６、２８、３０から出力電圧制御回路５２にフィードバックされる電圧のうち最も高い電圧に合わせるように、出力電圧を最大電圧に制御するようになっている。

具体的には、出力電圧制御回路５２は、図２に示すように、比較器（コンパレータ）６２、エラーアンプ６４、鋸波発生器６６、基準電圧６８、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、コンデンサＣ３、ダイオードＤ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５を備えて構成されており、比較器６２の出力端子ｔ１はＮＭＯＳトランジスタ５０のゲートに接続され、比較器６４の出力端子ｔ２はスイッチングレギュレータ制御回路４８に接続され、ダイオードＤ２〜Ｄ５のアノードに接続された入力端子ｔ３〜ｔ６はシリーズレギュレータ２４、２６、２８、３０に接続されている。

エラーアンプ６４は、シリーズレギュレータ２４、２６、２８、３０からフィードバックされる電圧をダイオードＤ２〜Ｄ５を介して正入力端子に取り込み、取り込んだ電圧のうち最大の電圧と基準電圧６８との差に応じた電圧をしきい値Ｖｔｈとして、比較器６２の正入力端子に出力するようになっている。比較器６２は、鋸波発生器６６から鋸波（鋸波信号）Ｖｓを取り込み、鋸波Ｖｓとしきい値Ｖｔｈとを比較し、比較結果に応じたオンオフ信号（スイッチング信号）をＮＭＯＳトランジスタ５０のゲートに出力するようになっている。このとき、オンオフ信号をプリアンプを介して出力しても良い。

例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、しきい値Ｖｔｈのレベルが鋸波Ｖｓのレベルのほぼ中間にあるときにはオンデューティ５０％のオンオフ信号を出力するようになっている。この場合、シリーズレギュレータ２４、２６、２８、３０からフィードバックされる電圧のいずれかが高くなり、しきい値Ｖｔｈのレベルが高くなったときには、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、比較器６２からは、オンデューティが５０％よりも高いオンデューティのオンオフ信号が出力される。逆に、シリーズレギュレータ２４、２６、２８、３０からフィードバックされる電圧が低くなり、しきい値Ｖｔｈのレベルが低下したときには、図３（ｅ）、（ｆ）に示すように、比較器６２からは、オンデューティが５０％よりも低いオンデューティのオンオフ信号が出力されるようになっている。なお、鋸波発生器６６の代わりに、三角波信号を発生する三角波発生器を用いることもできる。

シリーズレギュレータ２４、２６、２８、３０は、図４に示すように、スイッチ素子としてのＮＭＯＳトランジスタ７０、比較増幅器７２、基準電圧７４、抵抗Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６を備えて構成されており、ＮＭＯＳトランジスタ７０は、ドレインがＬＥＤ１４〜２０のカソードに接続され、抵抗Ｒ６とともにＬＥＤ１４〜２０に直列に接続されている。抵抗Ｒ６は、各ＬＥＤ１４〜２０に流れる電流を検出する電流検出素子として構成されており、抵抗Ｒ６の両端に生じる電圧は、抵抗Ｒ５を介して比較増幅器７２の負入力端子に印加されるようになっている。比較増幅器７２は、負入力端子に印加された電圧と規定値としての基準電圧７４とを比較し、この比較結果に応じた電圧を抵抗Ｒ４を介してＮＭＯＳトランジスタ７０のゲートに印加して、ＮＭＯＳトランジスタ７０のオンオフ動作を制御するようになっている。すなわち、比較増幅器７２は、ＮＭＯＳトランジスタ７０に規定電流が流れるように、抵抗Ｒ６の両端に生じる電圧と基準電圧７４とを比較し、この比較結果にしたがってＮＭＯＳトランジスタ７０のオンオフ動作を制御するようになっており、各ＮＭＯＳトランジスタ７０のオンオフ状態はそのゲート電圧によって出力電圧制御回路５２の入力端子ｔ３〜ｔ６にフィードバックされるようになっている。

各シリーズレギュレータ２４〜３０には、図４に示すように、電圧降下検出回路３２〜３８が接続されているとともに保護制御回路４０〜４６が接続されている。電圧降下検出回路３２〜３８は、抵抗Ｒ７、ツェナーダイオードＺＤ１を備えて構成されている。抵抗Ｒ７とツェナーダイオードＺＤ１は互いに直列に接続されており、抵抗Ｒ７の一端側は比較増幅器７２の負入力端子に接続され、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードはＮＭＯＳトランジスタ７０のドレインに接続されている。

各電圧降下検出回路３２〜３８は、ＬＥＤ１４〜２０の電圧降下に伴う異常、例えば、ＬＥＤ１４〜２０の順方向電圧Ｖｆの低下に伴って、ＮＭＯＳトランジスタ７０の印加電圧であるドレイン電圧が規定電圧よりも増加して高くなったことを検出する電圧降下検出手段として構成されている。ＮＭＯＳトランジスタ７０のドレイン電圧が規定電圧よりも高くなったときにはツェナーダイオードＺＤ１が導通し、規定電圧よりも増加した分の電圧が比較増幅器７２の負入力端子に付加される。ＮＭＯＳトランジスタ７０のドレイン電圧が規定電圧よりも高くなると、比較増幅器７２の出力がその分低くなり、ＮＭＯＳトランジスタ７０のゲート電圧の低下に伴って、ＮＭＳＯトランジスタ７０に流れる電流を減少（低下）させることができるようになっている。すなわち、比較増幅器７２は、ＮＭＯＳトランジスタ７０のドレイン電圧が規定電圧よりも高くなったときには、負入力端子に付加される電圧の増加分に応じてＮＭＯＳトランジスタ７０の電流を低下させるように、出力が低くなる。この場合、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ７の抵抗比を調整することで、ＮＭＯＳトランジスタ７０に流れる電流をリニアに低下させることができる。

保護制御回路４０〜４６は、図４に示すように、ツェナーダイオードＺＤ２、抵抗Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、コンデンサＣ４、ＮＰＮトランジスタ７６を備えて構成されており、ツェナーダイオードＺＤ２のカソードは比較増幅器７２の出力側に接続され、ＮＰＮトランジスタ７６のコレクタはＮＭＯＳトランジスタ７０のゲートに接続されている。抵抗Ｒ８とコンデンサＣ４から定まる時定数は、ＮＰＮトランジスタ７６の立ち上がり時間を規定する第１の時間として設定されている。

各保護制御回路４０〜４６は、ＬＥＤ１４〜２０または各ＬＥＤ１４〜２０に連なる回路の断線（オープン）に伴う異常に応答してシリーズレギュレータ２４〜３０に対する保護制御を実行する保護制御手段として構成されている。

具体的には、ＬＥＤ１４〜２０またはＬＥＤ１４〜２０に連なる回路の断線に伴う異常が生じると、抵抗Ｒ６に電流が流れなくなることに伴って、比較増幅器７２の出力が規定電圧よりも高くなる。比較増幅器７２の出力電圧が規定電圧よりも高くなるとツェナーダイオードＺＤ２が導通し、コンデンサＣ４が充電される。コンデンサＣ４が抵抗Ｒ８とコンデンサＣ４から定まる時定数にしたがって充電される過程で、コンデンサＣ４の両端の電圧がＮＰＮトランジスタ７６のしきい値を超えると、断線に伴う異常となる時間が第１の時間を経過したとしてＮＰＮトランジスタ７６がオンになり、ＮＭＯＳトランジスタ７０のゲートがＮＰＮトランジスタ７６を介して接地される。これによりＮＭＯＳトランジスタ７０がオフになる。この結果、比較増幅器７２の出力がハイレベルに保持されるとともに、ＮＭＯＳトランジスタ７０のゲートがローレベルに保持され、ＮＭＯＳトランジスタ７０がオフ状態に保持されることになる。この場合、異常の生じたＬＥＤに接続されたＮＭＯＳトランジスタ７０のみがオフ状態に保持され、健全なＬＥＤに接続されたＮＭＯＳトランジスタ７０はオン状態に保持されているため、スイッチングレギュレータ２２による保護制御を行うことなく、健全なＬＥＤを確実に保護することができる。

一方、スイッチングレギュレータ制御回路４８は、図５に示すように、ＮＰＮトランジスタ７８、８０、ツェナーダイオードＺＤ３、ＺＤ４、ＺＤ５、ＺＤ６、ＺＤ７、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、コンデンサＣ５を備えて構成されており、ツェナーダイオードＺＤ３のカソードはスイッチングレギュレータ２２の出力端子６０に接続され、ＮＰＮトランジスタ８０のコレクタは出力電圧制御回路５２の出力端子ｔ２に接続され、ＮＰＮトランジスタ８０のベースには、ＬＥＤ１４〜２０のうちいずれかのＬＥＤのカソード側が地絡したか否かを２値判定するために、抵抗Ｒ１７を介してツェナーダイオードＺＤ４、ＺＤ５、ＺＤ６、ＺＤ７が接続されている。各ツェナーダイオードＺＤ４〜ＺＤ７のカソードに接続された入力端子ｔ７〜ｔ１０は、各シリーズレギュレータ２４〜３０における比較増幅器７２の出力側に接続されている。抵抗Ｒ１８、コンデンサＣ５はＮＰＮトランジスタ８０の立ち上がり動作時間となる第２の時間を規定する時定数を構成するようになっており、第２の時間は、保護制御回路４０〜４６に設定された第１の時間よりも短い時間に設定されている。すなわちＬＥＤ１４〜２０の断線に伴う異常よりも地絡に伴う異常に対してより速く保護制御を実行するために、第２の時間が第１の時間よりも短く設定されている。

ＬＥＤ１４〜２０のいずれかのカソード側が地絡すると、スイッチングレギュレータ２２の出力電圧は、地絡が生じたＬＥＤの順方向電圧Ｖｆにクランプされる。いずれかのＬＥＤの地絡に伴う異常が生じると、地絡した部位のＬＥＤに接続されたＮＭＯＳトランジスタ７０には電流が流れなくなり、抵抗Ｒ６の両端に生じる電圧の低下に伴って比較増幅器７２の出力電圧が規定電圧よりも高くなる。シリーズレギュレータ２４〜３０のいずれかに属する比較増幅器７２の出力電圧が規定電圧よりも高くなると、ツェナーダイオードＺＤ４〜ＺＤ７のうち地絡の生じたＬＥＤに接続されたツェナーダイオードが導通する。

このときＮＰＮトランジスタ７８は、スイッチングレギュレータ２２の出力電圧が正常状態にあることを条件に、すなわち、スイッチングレギュレータ２２の出力電圧が、地絡の生じたＬＥＤの順方向電圧Ｖｆにクランプされ、ツェナーダイオードＺＤ３が非導通状態にあって、ＮＰＮトランジスタ７８がオフになっていることを条件に、ツェナーダイオードＺＤ４〜ＺＤ７のうち導通したツェナーダイオードを介してコンデンサＣ５が充電される。コンデンサＣ５の両端の電圧がＮＰＮトランジスタ８０のしきい値を超えると、地絡に伴う異常の発生した時間が第２の時間を経過したとして、ＮＰＮトランジスタ８０がオンになり、出力電圧制御回路５２のエラーアンプ６４の出力が出力端子ｔ２、ＮＰＮトランジスタ８０を介して接地され、スイッチングレギュレータ２２の動作が即座に停止される。

本実施例によれば、シリーズレギュレータ２４〜３０におけるいずれかのＮＭＯＳトランジスタ７０のドレイン電圧が規定電圧よりも高くなったときには、ＬＥＤ１４〜２０のうちいずれかのＬＥＤの順方向電圧が低下したか、あるいはいずれかのＬＥＤの両端がショートしたとして、異常が発生したＬＥＤに接続されたツェナーダイオードＺＤ１が導通し、規定電圧よりも増加した分の電圧が比較増幅器７２の負入力端子に付加され、比較増幅器７２の出力がその分低くなってＮＭＯＳトランジスタ７０のゲート電圧が低下し、ＮＭＳＯトランジスタ７０に流れる電流が減少するので、ＬＥＤ１４〜２０のいずれかに電圧降下に伴う異常が生じても、ＬＥＤ１４〜２０を確実に保護することができるとともに、異常の生じたＬＥＤを減光点灯状態に維持することができ、安全性の向上に寄与することができる。

また、本実施例によれば、ＬＥＤ１４〜２０またはＬＥＤ１４〜２０に連なる回路の断線に伴う異常が生じると、シリーズレギュレータ２４〜３０のいずれかの比較増幅器７２の出力が規定電圧よりも高くなってツェナーダイオードＺＤ２が導通して、コンデンサＣ４が充電され、コンデンサＣ４の両端の電圧がＮＰＮトランジスタ７６のしきい値を超えると、断線に伴う異常となる時間が第１の時間を経過したとしてＮＰＮトランジスタ７６がオンになり、ＮＭＯＳトランジスタ７０のゲートがＮＰＮトランジスタ７６を介して接地され、異常の生じたＬＥＤに接続されたＮＭＯＳトランジスタ７０のみがオフ状態に保持され、健全なＬＥＤに接続されたＮＭＯＳトランジスタ７０はオン状態に保持されるので、スイッチングレギュレータ２２による保護制御を行うことなく、健全なＬＥＤを確実に保護することができる。

さらに、本実施例によれば、ＬＥＤ１４〜２０のいずれかのカソード側が地絡すると、スイッチングレギュレータ２２の出力電圧が、地絡が生じたＬＥＤの順方向電圧Ｖｆにクランプされ、地絡した部位のＬＥＤに接続されたＮＭＯＳトランジスタ７０には電流が流れなくなり、抵抗Ｒ６の両端に生じる電圧の低下に伴って比較増幅器７２の出力電圧が規定電圧よりも高くなり、ツェナーダイオードＺＤ４〜ＺＤ７のうち地絡の生じたＬＥＤに接続されたツェナーダイオードが導通し、スイッチングレギュレータ２２の出力電圧が正常状態にあることを条件に、ツェナーダイオードＺＤ４〜ＺＤ７のうち導通したツェナーダイオードを介してコンデンサＣ５が充電され、コンデンサＣ５の両端の電圧がＮＰＮトランジスタ８０のしきい値を超えると、地絡に伴う異常の発生した時間が第２の時間を経過したとして、ＮＰＮトランジスタ８０がオンになり、出力電圧制御回路５２の出力端子ｔ２がＮＰＮトランジスタ８０を介して接地され、スイッチングレギュレータ２２の動作が即座に停止されるので、ＬＥＤ１４〜２０の断線に伴う異常よりも地絡に伴う異常に対してより速く保護制御が実行され、ＬＥＤ１４〜２０のうち健全なＬＥＤを確実に保護することができる。

なお、本実施例では、ＮＭＯＳトランジスタ７０のゲート電圧を出力電圧制御回路５２の入力端子ｔ３〜ｔ６にフィードバックしているが、この代わりに、比較増幅器７２の出力を出力電圧制御回路５２の入力端子ｔ３〜ｔ６にフィードバックすることもできる。即ち、ＮＭＯＳトランジスタ７０のオンの状態を示す信号であれば活用できる。

次に、本発明の第２実施例を図６にしたがって説明する。本実施例は、トランスＴ１の代わりに、複数の２次巻線Ｌ２１、Ｌ２２を有するトランスＴ２を用い、各２次巻線Ｌ２１、Ｌ２２の巻数の比を、各２次巻線Ｌ２１、Ｌ２２に接続されるＬＥＤ１６、１８、２０、ＬＥＤ１４の電圧降下（順方向電圧）の比に対応づけて設定したものであり、他の構成は図１のものと同様である。

具体的には、トランスＴ１の２次巻線Ｌ２１にはダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２が接続され、出力端子６０にはＬＥＤ１６、１８、２０が接続されている。トランスＴ１の２次巻線Ｌ２２にはダイオードＤ６を介してコンデンサＣ６が並列に接続されており、ダイオードＤ６とコンデンサＣ６との接続点は出力端子８２に接続され、出力端子８２は、ＬＥＤ１４に接続されている。そしてＬＥＤ１４の順方向電圧Ｖｆを８Ｖとし、ＬＥＤ１６、１８、２０の順方向電圧Ｖｆをそれぞれ１６Ｖとしたときには、２次巻線Ｌ２２対２次巻線Ｌ２１の巻数の比は１対２に設定されることになる。

上記構成を採用すると、トランスＴ２の２次側に順方向電圧Ｖｆの異なるＬＥＤ１４〜２０が接続されても、各２次巻線Ｌ２１、Ｌ２２からは順方向電圧Ｖｆに応じた電圧が出力されるため、ロス（電力損失）を少なくすることができる。

前記各実施例では、スッチングレギュレータ２２として、フライバック方式を用いたものについて述べたが、フォワード方式や他の方式のものにも本発明を適用することができる。

本発明の第１実施例を示す車両用灯具の点灯制御装置の回路構成図である。出力電圧制御回路の回路構成図である。出力電圧制御回路の動作を説明するための波形図である。シリーズレギュレータと電圧降下検出回路および保護制御回路の回路構成図である。スイッチングレギュレータ制御回路の回路構成図である。本発明の第２実施例を示す車両用灯具の点灯制御装置の回路構成図である。

符号の説明

１２車両用灯具の点灯制御装置
１４、１６、１８、２０ＬＥＤ
２２スイッチングレギュレータ
２４、２６、２８、３０シリーズレギュレータ
３２、３４、３６、３８電圧降下検出回路
４０、４２、４４、４６保護制御回路
４８スイッチングレギュレータ制御回路
５０ＮＭＯＳトランジスタ
５２出力電圧制御回路
６２比較器
６４エラーアンプ
６６鋸波発生器
７０ＮＭＯＳトランジスタ
７２比較増幅器
７６、７８、８０ＮＰＮトランジスタ
Ｔ１、Ｔ２トランス
Ｌ２１、Ｌ２２２次巻線

Claims

互いに並列接続された複数の半導体光源を負荷として、電源からの入力電圧を前記各半導体光源に供給するスイッチングレギュレータと、前記各半導体光源と直列接続された複数のシリーズレギュレータと、前記各半導体光源あるいは前記各半導体光源に連なる回路の断線に伴う異常に応答して前記各シリースレギュレータに対する保護制御を実行する保護制御手段とを備え、前記各シリーズレギュレータは、前記各半導体光源の電流を検出する電流検出素子と、前記各半導体光源に直列接続されたスイッチ素子と、前記電流検出素子の検出電流と規定値とを比較し、比較結果に応じて前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する比較器とから構成され、前記スイッチングレギュレータは、前記いずれかの比較器の比較結果に応じて出力電圧を制御し、前記各保護制御手段は、前記各電流検出素子の検出電流の低下に伴って前記比較器の比較結果が異常となったときに前記スイッチ素子をオフ動作させるとともに、前記スイッチ素子のオフ動作を保持してなる車両用灯具の点灯制御装置。
互いに並列接続された複数の半導体光源を負荷として、電源からの入力電圧を前記各半導体光源に供給するスイッチングレギュレータと、前記各半導体光源と直列接続された複数のシリーズレギュレータと、前記各半導体光源の地絡に伴う異常に応答して前記スイッチングレギュレータに対する制御を実行するスイッチングレギュレータ制御手段とを備え、前記各シリーズレギュレータは、前記各半導体光源の電流を検出する電流検出素子と、前記各半導体光源に直列接続されたスイッチ素子と、前記電流検出素子の検出電流と規定値とを比較し、比較結果に応じて前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する比較器とから構成され、前記スイッチングレギュレータは、前記いずれかの比較器の比較結果に応じて出力電圧を制御し、前記スイッチングレギュレータ制御手段は、前記各電流検出素子の検出電流の低下に伴って前記比較器の比較結果が異常となったときに前記スイッチングレギュレータの出力電圧が正常状態にあることを条件に、前記スイッチングレギュレータの動作を停止してなる車両用灯具の点灯制御装置。
互いに並列接続された複数の半導体光源を負荷として、電源からの入力電圧を前記各半導体光源に供給するスイッチングレギュレータと、前記各半導体光源と直列接続された複数のシリーズレギュレータと、前記各半導体光源の電圧降下に伴って前記各スイッチ素子の印加電圧が規定電圧よりも増加したことを検出する複数の電圧降下検出手段とを備え、前記各シリーズレギュレータは、前記各半導体光源の電流を検出する電流検出素子と、前記各半導体光源に直列接続されたスイッチ素子と、前記電流検出素子の検出電流と規定値とを比較し、比較結果に応じて前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する比較器とから構成され、前記スイッチングレギュレータは、前記いずれかの比較器の比較結果に応じて出力電圧を制御し、前記各比較器は、前記各電流検出素子の検出電流に前記各電圧降下検出手段の検出出力が付加されたときに、その増加分に応じて前記スイッチ素子の電流を低下させてなる車両用灯具の点灯制御装置。
互いに並列接続された複数の半導体光源を負荷として、電源からの入力電圧を前記各半導体光源に供給するスイッチングレギュレータと、前記各半導体光源と直列接続された複数のシリーズレギュレータと、前記各半導体光源あるいは前記各半導体光源に連なる回路の断線に伴う異常に応答して前記各シリースレギュレータに対する保護制御を実行する保護制御手段と、前記各半導体光源の地絡に伴う異常に応答して前記スイッチングレギュレータに対する制御を実行するスイッチングレギュレータ制御手段とを備え、前記各シリーズレギュレータは、前記各半導体光源の電流を検出する電流検出素子と、前記各半導体光源に直列接続されたスイッチ素子と、前記電流検出素子の検出電流と規定値とを比較し、比較結果に応じて前記スイッチ素子のオンオフ動作を制御する比較器とから構成され、前記スイッチングレギュレータは、前記いずれかの比較器の比較結果に応じて出力電圧を制御し、前記各保護制御手段は、前記各電流検出素子の検出電流の低下に伴って前記比較器の比較結果が異常となる時間が第１の時間経過したときに前記スイッチ素子をオフ動作させるとともに、前記スイッチ素子のオフ動作を保持してなり、前記スイッチングレギュレータ制御手段は、前記各電流検出素子の検出電流の低下に伴って前記比較器の比較結果が異常となる時間が前記第１の時間よりも短い第２の時間経過したときに前記スイッチングレギュレータの出力電圧が正常状態にあることを条件に、前記スイッチングレギュレータの動作を停止してなる車両用灯具の点灯制御装置。
請求項１、２、３または４のうちいずれか１項に記載の車両用灯具の点灯制御装置において、前記スイッチングレギュレータは、電源からの入力電圧を主スイッチのオンまたはオフ動作時に電磁エネルギーとしてトランスに蓄積し、前記トランスに蓄積された電磁エネルギーを前記主スイッチのオンまたはオフ動作時に前記トランスの二次側から前記各半導体光源に放出してなり、前記トランスは、複数の２次巻線を備えており、前記複数の２次巻線の巻数の比は、前記各２次巻線に接続される半導体光源の電圧降下の比に対応づけて設定されてなることを特徴とする車両用灯具の点灯制御装置。