光源控制裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請是基于2013年6月3日提出的中國國家申請?zhí)枮?01310216840. 7的申請 (光源控制裝置）的分案申請，W下引用其內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及一種對光源進(jìn)行控制的光源控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來，在前照燈等車輛用燈具中，取代現(xiàn)有的具有燈絲的面素?zé)舳褂脡勖?長且消耗功率更低的LED(Li曲tEmittingDiode)等半導(dǎo)體光源。LED的發(fā)光程度即亮度 與流過LED的電流大小相關(guān)，因此，在將L邸用作為光源的情況下，需要用于對流過LED的 電流進(jìn)行調(diào)節(jié)的點(diǎn)燈電路。
[0004] 本申請人在專利文獻(xiàn)1中提出了一種技術(shù)，其為了使前照燈的配光可變、進(jìn)行足 夠精細(xì)的配光控制，作為光源采用LED矩陣，使各LED單獨(dú)點(diǎn)燈/焰燈。在專利文獻(xiàn)1記載 的點(diǎn)燈電路中，與各L邸并聯(lián)地設(shè)有旁路開關(guān)，通過該旁路開關(guān)接通/斷開而實現(xiàn)L邸的單 獨(dú)點(diǎn)燈/焰燈。
[0005] 專利文獻(xiàn)1 ;日本特開2011 - 192865號公報
[0006] 在采用專利文獻(xiàn)1所記載的旁路方式的情況下，L邸周邊的配線比較復(fù)雜。如果 配線復(fù)雜化，則存在發(fā)生接觸不良或斷線等導(dǎo)通不良的可能性增加的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明就是鑒于上述狀況而提出的，其目的在于提供一種即使光源或旁路開關(guān)周 圍的配線發(fā)生導(dǎo)通不良也能夠適當(dāng)?shù)貞?yīng)對的光源控制裝置。
[000引本發(fā)明一個方式設(shè)及光源控制裝置。該光源控制裝置具有：驅(qū)動電路，其生成流過 串聯(lián)連接的多個半導(dǎo)體光源的驅(qū)動電流；第1旁路開關(guān)，其與多個半導(dǎo)體光源中的一部分 并聯(lián)連接；W及第2旁路開關(guān)，其與所述第1旁路開關(guān)串聯(lián)連接，并且與多個半導(dǎo)體光源中 的另一部分并聯(lián)連接。對于將第1旁路開關(guān)和第2旁路開關(guān)之間的連接節(jié)點(diǎn)與多個半導(dǎo)體 光源中的一部分和多個半導(dǎo)體光源中的另一部分之間的連接節(jié)點(diǎn)連接的連接配線，在第1 旁路開關(guān)斷開且第2旁路開關(guān)接通時流過連接配線的電流的極性，與第1旁路開關(guān)接通且 第2旁路開關(guān)斷開時流過連接配線的電流的極性相反。其構(gòu)成為，在連接配線發(fā)生導(dǎo)通不 良的情況下，強(qiáng)制地使第1旁路開關(guān)及第2旁路開關(guān)該兩者接通。
[0009] 根據(jù)該方式，可W在連接配線發(fā)生導(dǎo)通不良的的情況下，強(qiáng)制地使第1旁路開關(guān) 及第2旁路開關(guān)該兩者接通。
[0010] 本發(fā)明的另一方式也是一種光源控制裝置。該裝置具有：驅(qū)動電路，其生成流過串 聯(lián)連接的多個半導(dǎo)體光源的驅(qū)動電流；旁路開關(guān)，其與多個半導(dǎo)體光源中的至少一部分并 聯(lián)連接；主控制電路，其在通常點(diǎn)燈時使旁路開關(guān)周期性地接通/斷開；W及異常檢測輔助 電路，其在旁路開關(guān)斷開時的旁路開關(guān)的兩端電壓低于第1電壓或高于比第1電壓高的第2 電壓的情況下，使電容器保持的電荷的量w第1時間常數(shù)向第1朝向變化，在無法使電容器 保持的電荷的量W第1時間常數(shù)向第1朝向變化的情況下，使電容器保持的電荷的量W比 第1時間常數(shù)長的第2時間常數(shù)向與第1朝向相反的第2朝向變化。主控制電路基于電容 器的兩端電壓判定是否發(fā)生異常，在判定為發(fā)生了異常的情況下，強(qiáng)制地使旁路開關(guān)接通。
[0011] 根據(jù)該方式，可W利用第1時間常數(shù)和第2時間常數(shù)之間差異，判定是否發(fā)生了異 常。
[0012] 此外，上述構(gòu)成要素的任意組合、或者將本發(fā)明的構(gòu)成要素或描述在裝置、方法、 系統(tǒng)等之間相互置換，作為本發(fā)明的方式均是有效的。
[001引發(fā)明的效果
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供即使光源或旁路開關(guān)周圍的配線發(fā)生導(dǎo)通不良也能夠適當(dāng) 應(yīng)對的光源控制裝置。
【附圖說明】
[0015] 圖1是表示實施方式所設(shè)及的半導(dǎo)體光源控制裝置及與其連接的部件的結(jié)構(gòu)的 電路圖。
[0016] 圖2是表示圖1的滯后幅度設(shè)定電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0017] 圖3是表示驅(qū)動電壓的絕對值和補(bǔ)償電壓之間的關(guān)系的曲線圖。
[0018] 圖4是表示圖1的降頻轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0019] 圖5是表示圖1的第2旁路電路及第3旁路電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0020] 圖6的（a)至（C)是表示驅(qū)動電流的時間變化的曲線圖。
[0021] 圖7是表示PWM減光時的第2旁路開關(guān)驅(qū)動信號及第2異常檢測信號的變化的時 序圖。
[0022] 圖8是表示對比例所設(shè)及的半導(dǎo)體光源點(diǎn)燈電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[002引圖9的（a)至（C)是表示第1、第2及第3變形例所設(shè)及的半導(dǎo)體光源控制裝置的 結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0024] 圖10是表示第4變形例所設(shè)及的半導(dǎo)體光源控制裝置及與其連接的部件的結(jié)構(gòu) 的電路圖。
[0025] 圖11是表示第5變形例所設(shè)及的半導(dǎo)體光源控制裝置的第2旁路電路的結(jié)構(gòu)的 電路圖。
[0026] 圖12是表示第2L邸發(fā)生斷線的情況下的第2點(diǎn)燈焰燈控制信號的變化的時序 圖。
[0027] 標(biāo)號的說明
[002引 6車載蓄電池，8電源開關(guān)，100半導(dǎo)體光源控制裝置，102反激調(diào)節(jié)器，104降頻轉(zhuǎn) 換器，106控制電路，108電流檢測電阻，128輸出電容器，142續(xù)流二極管，144電感器。
【具體實施方式】
[0029] 下面，對各附圖所示的相同或等同的構(gòu)成要素、部件、信號，標(biāo)注相同標(biāo)號而適當(dāng) 地省略重復(fù)說明。另外，在各附圖中，將對于說明不重要的部件的一部分省略而進(jìn)行表示。 另外，針對電壓、電流或電阻等標(biāo)注的標(biāo)號，根據(jù)需要而有時用于表示各個電壓值、電流值 或電阻值。
[0030] 在本說明書中，所謂"部件A與部件B連接的狀態(tài)"，除了部件A和部件B物理地直 接連接的情況之外，還包括部件A和部件B經(jīng)由不會對電氣連接狀態(tài)產(chǎn)生影響的其它部件 而間接連接的情況。相同地，所謂"部件C設(shè)置在部件A和部件B之間的狀態(tài)"，除了部件A 和部件C、或者部件B和部件C直接連接的情況之外，還包括經(jīng)由不會對電氣連接狀態(tài)產(chǎn)生 影響的其它部件而間接連接的情況。
[0031] 實施方式所設(shè)及的半導(dǎo)體光源控制裝置生成流過串聯(lián)連接的多個半導(dǎo)體光源即 LED的驅(qū)動電流。與各L邸并聯(lián)地設(shè)置旁路開關(guān)。如果旁路開關(guān)接通（斷開），則對應(yīng)的 L邸成為焰燈（點(diǎn)燈）狀態(tài)。在相鄰的2個L邸間的連接節(jié)點(diǎn)、和對應(yīng)的2個旁路開關(guān)間的 連接節(jié)點(diǎn)之間設(shè)置有旁路用連接配線。半導(dǎo)體光源控制裝置構(gòu)成為，在旁路用連接配線發(fā) 生斷線或接觸不良時，強(qiáng)制使該旁路用連接配線所連接的2個旁路開關(guān)接通。由此，在發(fā)生 上述導(dǎo)通不良的情況下，能夠使相關(guān)的L邸成為焰燈狀態(tài)。
[0032] 圖1是表示實施方式所設(shè)及的半導(dǎo)體光源控制裝置100及與其連接的部件的結(jié)構(gòu) 的電路圖。半導(dǎo)體光源控制裝置100向串聯(lián)連接的多個（N個）車載用LED2 - 1至2 -N 供給驅(qū)動電流lout,使該些L邸點(diǎn)燈。N為大于或等于2的自然數(shù)。半導(dǎo)體光源控制裝置 100及N個LED2 - 1至2 -N搭載于車頭燈等車輛用燈具中。半導(dǎo)體光源控制裝置100 與車載蓄電池6、電源開關(guān)8連接。
[0033] 車載蓄電池6產(chǎn)生12V(或24V)的直流蓄電池電壓（電源電壓）Vbat。電源開關(guān) 8是設(shè)置為用于對N個LED2 - 1至2 -N整體的接通/斷開進(jìn)行控制的繼電器開關(guān)，與車 載蓄電池6串聯(lián)地設(shè)置。如果電源開關(guān)8接通，則從車載蓄電池6的正極端子，將蓄電池電 壓Vbat作為輸入電壓而向半導(dǎo)體光源控制裝置100供給。車載蓄電池6的負(fù)極端子與固 定電壓端子連接、即進(jìn)行接地。
[0034] 各LED 2 - 1至2-N并列且逆向地與靜電保護(hù)齊納二極管252 - 1至252-N 連接。目P，第1靜電保護(hù)齊納二極管252-1的負(fù)極與第1LED 2-1的正極連接，第1靜 電保護(hù)齊納二極管252-1的正極與第1LED 2-1的負(fù)極連接。對于第2靜電保護(hù)齊納 二極管252-2至第N靜電保護(hù)齊納二極管252-N，也同樣地進(jìn)行連接。靜電保護(hù)齊納二 極管保護(hù)所對應(yīng)的LED不會因靜電而導(dǎo)致故障。
[0035] 半導(dǎo)體光源控制裝置100具有開關(guān)調(diào)節(jié)器即反激調(diào)節(jié)器102、降頻轉(zhuǎn)換器104、控 制電路106、電流檢測電阻108、N個旁路電路270 - 1至270 -N和旁路驅(qū)動電路112?？?制電路106對反激調(diào)節(jié)器102及降頻轉(zhuǎn)換器104進(jìn)行控制，包含反激驅(qū)動電路134、降頻轉(zhuǎn) 換器驅(qū)動電路136和滯后幅度設(shè)定電路138。旁路驅(qū)動電路112通過微型計算機(jī)實現(xiàn)。
[0036] 反激調(diào)節(jié)器102是電壓調(diào)節(jié)器，將輸入的蓄電池電壓Vbat變換為目標(biāo)電壓Vt并 輸出。反激調(diào)節(jié)器102的高電平側(cè)的輸出端子為接地側(cè)，因此，目標(biāo)電壓Vt是施加于反激 調(diào)節(jié)器102的低電平側(cè)的輸出端子的電壓，具有負(fù)極性。反激調(diào)節(jié)器102包含輸入電容器 114、第1開關(guān)元件116、輸入變壓器124、輸出二極管126、輸出電容器128、電壓檢測二極管 130和電壓檢測電容器132。
[0037] 輸入電容器114與車載蓄電池6并聯(lián)設(shè)置，對蓄電池電壓Vbat進(jìn)行平滑化。更具 體地說，輸入電容器114設(shè)置在輸入變壓器124附近，實現(xiàn)針對反激調(diào)節(jié)器102的開關(guān)動作 進(jìn)行電壓平滑化的功能。
[003引輸入變壓器124的一次繞組118及第1開關(guān)元件116串聯(lián)連接，該串聯(lián)電路相對于 車載蓄電池6與輸入電容器114并聯(lián)連接。例如第1開關(guān)元件116由N通道MOSFET(Metal OxideSemiconductorFieldEffectTransistor)構(gòu)成。輸入變壓器 124 的二次繞組 120 的一端與輸出電容器128的一端連接，二次繞組120的另一端與輸出二極管126的正極連 接。輸出電容器128的另一端與輸出二極管126的負(fù)極連接。輸出電容器128的一端與反 激調(diào)節(jié)器102的低電平側(cè)的輸出端子連接，施加目標(biāo)電壓Vt。輸出電容器128的另一端與 反激調(diào)節(jié)器102的高電平側(cè)的輸出端子連接。
[0039] 對第1開關(guān)元件116的控制端子（柵極）施加通過反激驅(qū)動電路134生成的矩形 波形狀的前段控制信號S1。第1開關(guān)元件116在前段控制信號S1有效（assert)時即高電 平時接通，在取消時即低電平時斷開。
[0040] 輸入變壓器124的電壓檢測用繞組122、電壓檢測二極管130及電壓檢測電容器 132構(gòu)成正極電壓檢測電路，該正極電壓檢測電路用于對目標(biāo)電壓Vt的大小作為正極性電 壓而進(jìn)行檢測。電壓檢測用繞組122的一端接地，另一端與電壓檢測二極管130的正極連 接。電壓檢測二極管130的負(fù)極與電壓檢測電容器132的一端連接。電壓檢測電容器132 的另一端接地。在電壓檢測電容器132的一端施加與目標(biāo)電壓Vt的絕對值對應(yīng)的正電壓。 該電壓作為檢測電壓Vd而被供給至反激驅(qū)動電路134。
[0041] 反激驅(qū)動電路134基于檢測電壓Vd，進(jìn)行用于將目標(biāo)電壓Vt保持為大致恒定的電 壓反饋控制。反激驅(qū)動電路134對前段控制信號S1的頻率及占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，W使得目標(biāo) 電壓Vt接近于例如一100V左右的設(shè)定電壓。
[0042] 降頻轉(zhuǎn)換器104設(shè)置在反激調(diào)節(jié)器102的后段，包含第2開關(guān)元件140、續(xù)流二極 管142和電感器144,但不包含輸出電壓平滑用的電容器。
[0043] 第2開關(guān)元件140例如由N通道M0S陽T構(gòu)成。對第2開關(guān)元件140的控制端子施 加通過降頻轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路136生成的矩形波形狀的后段控制信號S2。第2開關(guān)元件140 在后段控制信號S2為高電平時接通，在低電平時斷開。第2開關(guān)元件140的漏極與輸出電 容器128的高電平側(cè)即反激調(diào)節(jié)器102的高電平側(cè)的輸出端子連接。第2開關(guān)元件140的 源極與續(xù)流二極管142的負(fù)極連接。
[0044] 續(xù)流二極管142的正極與電感器144的一端連接。續(xù)流二極管142的正極和電感 器144的一端間的連接節(jié)點(diǎn)，與輸出電容器128的低電平側(cè)即反激調(diào)節(jié)器102的低電平側(cè) 的輸出端子連接。電感器144的另一端與N個LED2 - 1至2 -N的負(fù)極側(cè)連接。
[0045] 電流檢測電阻108設(shè)置在驅(qū)動電流lout的路徑上。電流檢測電阻108的一端與第 2開關(guān)元件140的源極和續(xù)流二極管142的負(fù)極之間的連接節(jié)點(diǎn)連接。電流檢測電阻108 的另一端接地，并且與N個LED2-1至2-N的正極側(cè)連接。電流檢測電阻108中產(chǎn)生 與驅(qū)動電流lout成正比的電壓降Vm。
[0046] 由于N個LED2-1至2-N的正極側(cè)接地，所W在N個LED2 - 1至2 -N的 負(fù)極側(cè)即電感器144的另一端施加負(fù)極性的驅(qū)動電壓Vout。在通常點(diǎn)燈時，驅(qū)動電壓Vout 成為大小與處于發(fā)光狀態(tài)（=對應(yīng)的旁路開關(guān)斷開）的L邸數(shù)量XI個L邸的正向電壓降 Vf相當(dāng)?shù)呢?fù)電壓。
[0047] 降頻轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路136基于電壓降Vm，進(jìn)行用于將驅(qū)動電流lout保持在規(guī)定電 流范圍內(nèi)的電流反饋控制。作為降頻轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路136,如果驅(qū)動電流lout的大小超過 規(guī)定的電流上限值Ithl，則斷開第2開關(guān)元件140,如果驅(qū)動電流lout的大小低于比電流 上限值Ithl還小的電流下限值Ith2,則接通第2開關(guān)元件140。作為降頻轉(zhuǎn)換器驅(qū)動電路 136,如果驅(qū)動電流lout的大小超過電流上限值Ithl，則將后段控制信號S2置為低電平，如 果驅(qū)動電流lout的大小低于電流下限值Ith2,則將后段控制信號S2置為高電平。
[0048] 滯后幅度設(shè)定電路138基于驅(qū)動電壓Vout，對電流上限值Ithl和電流下限值 Ith2之差即滯后幅度AI進(jìn)行設(shè)定。滯后幅度設(shè)定電路138在驅(qū)動電壓Vout的絕對值低 于比目標(biāo)電壓Vt的絕對值還小的電壓闊值Vth的情況下，使滯后幅度AI隨著驅(qū)動電壓 Vout的絕對值變大而增大，在驅(qū)動電壓Vout的絕對值超過電壓闊值Vth的情況下，使滯后 幅度AI隨著驅(qū)動電壓Vout的絕對值變大而減小。
[0049] 圖2是示出滯后幅度設(shè)定電路138的結(jié)構(gòu)的電路圖。滯后幅度設(shè)定電路138具有 第1運(yùn)算放大器146、第1二極管148、第1電阻150、第2電阻152、第3電阻1