CN101275726B

CN101275726B - 发光装置

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Publication number: CN101275726B
Application number: CN2008100741766A
Authority: CN
Inventors: 矶部晃一; 野寄靖史; 盐津文规
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2028-02-27
Also published as: DE102008016153B4; JP2008251227A; US7964987B2; US20080238344A1; DE102008016153A1; CN101275726A; JP4926784B2

Abstract

发光装置，检测连接到多个半导体光源的各电极上的部位中，多个检测对象部位的接地。在配置在DC/DC变换器(12)的输出端子(30、32)间的LED(1)～LED(5)中，在作为检测对象的LED(1)、LED(2)的两端连接电阻(R1)，电阻(R1)两端作为连接LED(1)的阳极与LED(2)的阴极的检测对象部位，电阻(R1)的一端通过连接点(38)连接接地检测电路(16)。由于连接到电阻(R1)两端、并连接输出端子(30)或者连接点的检测对象部位接地时，连接点的电压(V1)降低到接地电位，所以通过用接地检测电路(16)检测此电压变化，能够检测连接输出端子(30)或连接点的检测对象部位的接地。

Description

发光装置

技术领域

本发明涉及发光装置，特别涉及用半导体发光元件构成车用灯具光源，具备用于点亮半导体发光元件的点亮电路的发光装置。

背景技术

以往，众所周知，作为车用灯具，将LED(Light Emitting Diode)等半导体发光元件用于光源，此类车用灯具中安装了用于控制LED点亮的点亮控制电路。

作为点亮控制电路，使用开关调节器(switching regulator)，该开关调节器能够基于LED的电流控制对LED的输出电压。即使对开关调节器串联或并联连接多个LED，开关调节器也能够控制输出电压，使得流过各LED的电流为规定电流。

但是，若开关调节器的输出短路，或者接地(地絡)，则开关调节器的负荷就会变重，伴随过度的功率负担而发生故障。另外，如果开关调节器的输出因为断线而开路，例如在回扫式(flyback)开关调节器中输出电压会过度上升。

因此，提出了检测出开关调节器的输出端的异常后，降低开关调节器的输出电压的方法(参照专利文献1)。

【专利文献1】日本特开2004-134147号公报(第2页-第4页、图1)

在上述以往技术中，开关调节器的输出端子接地时，设为开关调节器的输出端发生异常，但即使在各LED间的任意一个部位发生接地，也不能够检测该接地。

即，在以往技术中，采用了以LED块整体作为开关调节器的负荷，当LED块整体发生异常时，降低开关调节器的输出电压的方式，所以即使各LED间的任意一个部位发生接地，也不能够检测该接地。

发明内容

本发明是鉴于上述以往技术的课题而完成，其目的在于，检测出与多个半导体光源的各电极连接的部位中多个检测对象部位的接地。

为了解决所述课题，技术方案1的发光装置构成为，包括：光源块，多个半导体光源互相串联连接；电阻，与构成所述光源块的多个半导体光源中的任意一个半导体光源并联连接，并连接在连接到所述多个半导体光源的各电极的部位中的两个检测对象部位；以及接地检测电路，连接在所述两个检测对象部位中接地电位侧的检测对象部位，所述光源块，其一端连接在所述电源上，另一端接地，所述接地检测电路，基于所述接地电位侧的检测对象部位的电压，检测所述两个检测对象部位的任意一个发生接地。

(作用)若连接在多个半导体光源的各电极上的两个检测对象部位中的任意一个发生接地，则发生接地的检测对象部位的电压变成接地电位，所以通过用接地检测电路检测出检测对象部位的电压变成接地电位的变化，能够检测出连接在多个半导体光源的各电极的部位中两个检测对象部位的任意一个发生接地。另外，不必与各半导体光源并联设置电阻，只给作为检测对象的特定的半导体光源设置电阻从而检测接地，所以比起给全部的半导体电源并联设置电阻，能够降低元件个数以及成本。

技术方案2的发光装置构成为，在如技术方案1所述的发光装置中，所述多个半导体光源中与所述电阻并联的半导体光源和所述电阻，配置在与配置其他半导体光源的主体部件不同的主体部件上，连接与所述电阻并联连接的半导体光源和所述电阻的电路的一部分被安装涂层部件。

(作用)用与配置其他半导体光源的主体部件不同的主体部件配置多个半导体光源中并联连接电阻的一部分半导体光源时，在根据与电源的距离等假设发生接地的情况下，通过在连接一部分半导体光源与电阻的电路的一部分安装涂层部件，即使连接一部分半导体光源与电阻的电路的一部分在安装时被夹在灯具内的其他元件和车身等，也可防止连接一部分半导体光源与电阻的电路的一部分发生接地。还有，即使是配置一部分半导体光源与电阻的主体部件是可动式部件，主体部件可动时，也能够防止连接一部分半导体光源与电阻的电路的一部分发生接地。

技术方案3的发光装置构成为，在如技术方案1所述的发光装置中，对应于连接所述多个半导体光源的各半导体光源间的连接点，设置多个所述电阻，所述多个电阻构成连接所述电源与所述接地检测电路的电阻体，同时，以连接到所述各半导体光源的电极的部位分别作为检测对象部位，通过所述各检测对象部位互相串联连接。

(作用)连接在多个半导体光源的各电极上的各检测对象部位中的任意一个发生接地时，发生接地的检测对象部位的电压变成接地电位，同时，连接在接地检测电路的检测对象部位电压也变成接地电位，因此，通过用接地检测电路检测此电压变化，能够检测出在连接多个半导体光源的各电极的各检测对象部位的任意一个发生接地。

由以上说明可明白，根据技术方案1，可以检测连接多个半导体光源的各电极的部位中两个检测对象部位的任意一个发生接地。

根据技术方案2，可防止连接与电阻并联连接的一部分半导体光源与电阻的电路的一部分发生接地。

根据技术方案3，可检测连接在多个半导体光源的各电极上的各检测对象部位的任意一个发生了接地。

附图说明

图1是表示本发明第1实施例的发光装置的块结构图。

图2是DC/DC变换器的电路结构图。

图3是形成在托架(bracket)上的主体部件上安装了LED时的截面图。

图4是用于说明输出端子与连接点中的电压、电流状态的波形图。

图5是表示本发明第2实施例的发光装置的块结构图。

图6是表示本发明第3实施例的发光装置的块结构图。

符号说明

10 发光装置

12 DC/DC变换器

14 光源块

16 接地检测电路

56 比较器

88 反转电路

90 运算放大器

R1-R4、R11-R16 电阻

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一实施方式。图1是表示本发明一实施例的发光装置的块结构图，图2是DC/DC变换器的电路结构图，图3是形成在托架上的主体(body)部件上安装了LED时的截面图，图4是说明输出端子与连接点中的电压、电流状态的波形图，图5是表示本发明第2实施例的发光装置的块结构图，图6是表示本发明第3实施例的发光装置的块结构图。

在图1中，发光装置10包括DC/DC变换器12、电阻R1、光源块14和接地检测电路16而构成。DC/DC变换器12与电阻R1及接地检测电路16安装在电路板18上。光源块14备有互相串联连接的LED1、LED2、LED3、LED4和LED5，其中LED1和LED2安装在配置在灯具内的主体部件20上，LED3～LED5安装在配置在灯具内的主体部件22上。

DC/DC变换器12，例如如图2所示，作为回扫式开关调节器，包括线圈L1、电容C1、C2、C3和NMOS晶体管Q1、变压器T1、二极管D1、控制电路24而构成，电容C1的两端连接在输入端子26、28上，电容C3的两端连接在输出端子30、32上。输入端子26通过开关34连接在车载电池(直流电源)36的正极端子，输入端子28与车载电池36的负极端子相连接，同时接地。输出端子30与光源块14的LED1的阳极相连接，输出端子32与光源块14的LED5的阴极相连接。

控制电路24，例如，由IC(Integrated Circuit)构成，具有运算器的功能，按照程序生成开关信号(脉冲信号)，以生成的开关信号(脉冲信号)作为控制信号施加在NMOS晶体管Q1上，例如，控制NMOS晶体管Q1的开关动作，使得输出端子30的电压成为一定的电压。

线圈L1、电容C1、C2构成除去电源线的开关噪声的π型噪声滤波器，平滑来自输入端子26的直流电压，并把平滑后的直流电压施加在变压器T1的初级测。变压器T1上被施加直流电压时，NMOS晶体管Q1按照开关信号进行开关动作，例如，如果NMOS晶体管Q1导通，则被平滑了的直流电压以电磁能的形式蓄积在变压器T1的初级线圈，接着，如果NMOS晶体管Q1截止，蓄积的电磁能从变压器T1的次级线圈释放。释放出的电磁能由二极管D1整流，同时，在电容C3中被平滑，变换为直流电压。

即，输入到DC/DC变换器12上的直流电能变换成电磁能之后，变换为直流电能，提供给LED1～LED5。还有，作为DC/DC变换器12，除了回扫式开关调节器以外，可以使用升压型变换器(boost converter)或降压型变换器(buck converter)。

光源块14，其一端通过输出端子30、DC/DC变换器12、输入端子26、开关34与车载电池36连接，另一端与输出端子32共同接地。组成光源块14的LED1～LED5，作为半导体光源，插入到DC/DC变换器12的输出环路中。

LED1～LED5中LED1的阳极与输出端子30连接，LED2和LED3的连接点(连接端子)38与电阻R1的一端相连。连接LED1的阳极和输出端子30的电路的导线40上安装具有绝缘性的涂层(coat)部件42，连接连接点38和LED2的阴极的电路的导线44上安装具有绝缘性的涂层部件46，连接连接点38和LED3的阳极的电路的导线48上安装涂层部件50。

LED1和LED2安装在与安装了LED3～LED5的主体部件22不同的主体部件20上，主体部件20、22，例如，如图3所示，作为用树脂形成的托架50的单元安装部分，分为上下两部分形成在托架50上。根据安装在主体部件20上的LED1和LED2的发光所产生的照射光通过抛物柱形状的反射器52照射到车辆的斜前方，根据安装在主体部件22上的LED3～LED5的发光所产生的照射光通过抛物柱形状的反射器54照射到车辆的更斜前方。

此时，因导线40、44、48上分别装有涂层部件42、46、50，所以，在进行把主体部件20、22配置在灯具内的作业时，即使导线40、44、48被夹在灯具内的其他元件和车体等上，也可防止导线40、44、48通过灯具内的其他元件和车体等而接地。

再有，作为光源块14，不限于单一的，也可并列连接多个光源块来使用。另外，发光二极管LED1～LED5也可作为车头灯、停止信号&车尾灯、雾灯、方向指示灯等各种车辆用灯具的光源构成。

电阻R1，其一端连接输出端子30，另一端连接连接点38，与LED1和LED2并联。即，电阻R1，在连接各LED1～LED5的各电极的部位中，将连接LED1的阳极和输出端子30的导线40、通过连接点38连接LED2的阴极和LED3的阳极的导线44、48分别作为检测对象部位，其两端与连接各检测对象部位的输出端子30和连接点38相连。

接地检测电路16包括比较器56、电阻R11、R12、R13、R14，电阻R11的一端连接Vref，电阻R12的一端接地，电阻R13的一端与连接点38连接，同时与电阻R1相接，电阻R14的一端接地。把Vref用电阻R11和电阻R12分压后的电压作为基准电压Vth输入到比较器56，同时，把基准点38的电压V1用电阻R13和电阻R14分压后的电压作为接地检测用电压Vs输入到比较器56上。比较器56比较接地检测用电压Vs和基准电压Vth，把对应于该比较结果的电压从输出端子58输出。

例如，DC/DC变换器12和光源块14处于正常状态时，如图4的时间t0所示，连接点38的电压V1和输出端子30的电压V2表示设定的电压值，各LED1～LED5的电流If表示设定的电流值。此时，分压电压V1所得到的接地检测用电压Vs比基准电压Vth高，从比较器56的输出端子58输出表示正常状态的电压，灯60处于熄灭状态。

另一方面，输出端子30接地(短路)时，如图4中时间t1所示，连接点38上的电压V1，随着电压V2的下降而降到大约0V，各LED1～LED5的电流If急速上升。此时，分压电压V1得到的接地检测用电压Vs降到低于基准电压Vth，从比较器56的输出端子58输出表示异常状态的电压，灯60点亮。根据灯60点亮，能够报告司机等发生了接地。

另外，当输出端子30以外的部位，例如除了输出端子32的部位且与连接点38连接的部位(LED2的阴极、LED3的阳极和包含导线44、48的LED2、LED3之间)发生接地时，连接点38上的电压比正常时降低，分压电压V1得到的接地检测用电压Vs降到低于基准电压Vth，因此与连接点38连接的部位发生接地时，能够确实地检测出此接地。

另外，当因发生导线40脱落或者断线，输出端30处于开路(开放)状态时，如图4的时间t2所示，电压V1和电压V2同时变得比正常时高，各LED1～LED5电流If变成0A。此时，分压电压V1所得到的接地检测用电压Vs比基准电压Vth要高，且比正常时的电压高，因此在接地检测电路16中，不检测输出端30处于开路状态，能够区别开路接地。

在有必要检测出输出端子30处于开路状态时，通过与接地检测电路16同样的电路结构，作为比较器56采用以下的比较器：在分压电压V1得到的电压Vs为基准电压Vth以下时输出表示正常的电压，在分压电压V1得到的电压Vs超过基准电压Vth时输出表示异常状态的电压，通过将该电路作为开路检测电路与接地检测电路16并联连接到连接点38，能够检测出输出端子30成为开路状态。

根据本实施例，以与输出端子30或者连接点38连接的部位为检测对象部位，在输出端子30和连接点38上连接电阻R1，用接地检测电路16监视连接点38的电压V1，分压电压V1所得到的接地检测用电压Vs比基准电压Vth低时，能够确实地检测出连接到各LED1～LED5的各电极上的部位中连接到输出端子30或者连接点38的检测对象部位发生了接地。

另外，根据本实施例，导线40、44、48上分别安装有涂层部件42、46、50，因此，安装时即使导线40、44、48被夹在灯具内的其他元件和车体等，也可防止导线40、44、48接地。还有，主体部件20即使是可动式的，因为导线40、44、48分别安装有涂层部件42、46、50，因此主体部件20可动时，能够防止导线40、44、48接地。

另外，根据本实施例，因为只给作为检测对象的特定的LED1、2设置电阻R1来检测接地，比起给LED1～LED5分别并列设置电阻，可以减少部件的个数及成本。

其次，参照图5说明本发明的第2实施例。本实施例是，除去接地电位的电极，为了以连接到各LED1～LED5的各电极(阳极、阴极)的部位作为用于接地检测的检测对象部位，对应于分别连接到各LED之间的连接点设置多个电阻，通过各个连接点，把多个电阻作为连接DC/DC变换器12的输出端子30与接地检测电路16的电阻体，互相串联连接，其他的结构与第1实施例相同。

具体的，通过连接端子65、导线66来连接LED1、LED2间的连接点62与电阻R1、R2间的连接点64。LED2、LED3之间的连接点38与电阻R2、电阻R3间的连接点68在电路板18上互相连接。通过连接端子73、导线74来连接LED3、LED4间的连接点70与电阻R3、电阻R4间的连接点72。通过连接端子79、导线80连接LED4、LED5间的连接点76与电阻R4、电阻R13间的连接点78。导线66、74、80与导线40、44、48相同，分别安装有绝缘性涂层部件82、84、86。

连接点78的电压V1，用电阻R13和电阻R14分压，输入到比较器56。比较器56，监视连接点78的电压V1，当分压电压V1所得到的接地检测用电压Vs比基准电压Vth还要低时，设为输出端子30或光源块14中的任何一个检测对象部位发生接地，点亮灯60。

例如，连接到输出端子30或连接点62、38、70、76上的检测对象部位的任何一个接地时，伴随着接地，电压V1下降，分压电压V1所得到的接地检测用电压Vs会下降到比基准电压Vth还要低，因此，通过接地检测用电压Vs下降到比基准电压Vth还要低，能够检测接地。

即，即使连接到各LED1～LED5的各电极(阳极、阴极)上的检测对象部位中与输出端子30或连接点62、38、70、76连接上的检测对象部位中的任意一个接地，由于伴随此接地，电压V1下降到约0V，分压电压V1所得到的接地检测用电压Vs下降为比基准电压Vth还要低，因此能够确实地检测到接地。

根据本实施例，即使连接到输出端子30或光源块14内的连接点62、38、70、76上的检测对象部位(连接到各LED1～LED5的电极上的部位)中的任意一个接地，也能够确实地检测到该接地。

另外，根据本实施例，导线40、44、48、66、74、80上分别安装有涂层部件42、46、50、82、84、86，因此装配时，即使导线40、44、48、66、74、80被灯具内的其他部件或车体等夹持，也能够防止导线40、44、48、66、74、80发生接地。

其次，参照图6说明本发明的第3实施例。本实施例，以DC/DC变换器12作为产生负电压的开关调节器来构成，输出端子32接地，从输出端子30输出负电压，连接点38的电压V1，反转其极性后，作为接地检测用电压Vs输入到接地检测电路16，其他的结构与第1实施例相同。

具体的，接地检测电路16，备有比较器56、电阻R11、R12，输入端子连接到反转电路88上。反转电路88，备有运算放大器90、电阻R15、R16，运算放大器90，正输入端子接地，负输入端子通过电阻R15连接到连接点38，负输入端子和输出端子通过电阻R16连接。当连接点30的电压V1通过电阻R15输入到正输入端子时，运算放大器90把该负电压反转放大，作为正极性的接地检测用电压Vs而从输出端子输出。

接地检测电路16的比较器56，比较基于运算放大器90的输出的接地检测用电压Vs和基准电压Vth，从输出端子58输出对应该比较结果的电压。

例如，DC/DC变换器12和光源块14处于正常状态时，基于运算放大器90的输出的接地检测用电压Vs高于基准电压Vth，从比较器56的输出端子58输出表示正常状态的电压。

另一方面，连接到输出端子30或连接点38上的检测对象部位接地(短路)时，在连接点38上的电压V1变成约0V，接地检测用电压Vs变为低于基准电压Vth，从比较器56的输出端子58输出表示异常状态的电压，灯60点亮。根据灯60的点亮，能够向司机等报告发生了接地。

根据本实施例，用接地检测电路16监视连接点38的电压V1，在反转电压V1所得的接地检测用电压Vs低于基准电压Vth时，能够确实地检测出连接到输出端子30或各LED1～LED5的各电极上的检测对象部位的任意一个发生了接地。

再有，以DC/DC变换器12作为产生负电压的开关调节器来构成，输出端子32接地，从输出端子30输出负电压，连接点38的电压V1，反转其极性后，输入到接地检测电路16，此结构也可适用于第2实施例。

另外，在各实施例中，叙述了以DC/DC变换器12作为直流电源的一个元件使用，来自电池36的直流电能通过DC/DC变换器12提供给LED1～LED5的结构，也可以采用把来自电池36的直流电能直接提供给LED1～LED5的结构。

另外，在第1实施例和第2实施例中，叙述了用电阻R13和电阻R14分压电压V1，将通过分压得到的电压Vs输入给比较器56的方法，但根据比较器56的结构，也能够直接输入电压V1。

Claims

1.一种发光装置，包括：

光源块，多个半导体光源互相串联连接；

电阻，与构成所述光源块的多个半导体光源中的任意一个半导体光源并联连接，并连接在连接到所述多个半导体光源的各电极的部位中的两个检测对象部位；以及

接地检测电路，连接在所述两个检测对象部位中接地电位侧的检测对象部位，

所述光源块，其一端连接在电源上，另一端接地，

所述接地检测电路，基于所述接地电位侧的检测对象部位的电压，检测所述两个检测对象部位的任意一个发生接地，

其中，所述部位由导线与在导线上安装的绝缘性涂层部件组成。

2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述多个半导体光源中与所述电阻并联的半导体光源和所述电阻，配置在与配置其他半导体光源的主体部件不同的主体部件上，连接与所述电阻并联的半导体光源和所述电阻的电路的一部分被安装涂层部件。

3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于：对应于连接所述多个半导体光源的各半导体光源间的连接点，设置多个所述电阻，所述多个电阻构成连接所述电源与所述接地检测电路的电阻体，同时，以连接到所述各半导体光源的电极的部位分别作为检测对象部位，通过所述各检测对象部位互相串联连接。