CN103458567B - 点亮装置和车辆前照灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种点亮装置和车辆前照灯。切换电路包括与第二光源块并联连接且具有根据输入至控制端子的控制信号而变化的阻抗的有源元件,并且该切换电路通过接通和断开有源元件,使第二光源块在点亮状态和熄灭状态之间切换。切换电路调节有源元件的阻抗,从而使得流向有源元件的电流与切换控制电路所设置的目标值一致。当要接通有源元件时,切换控制电路使目标值随着时间的经过逐渐改变,因此,可以在有源元件从OFF状态向ON状态变换期间,防止过大负载电流流动。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以切换串联连接的多个光源中要点亮的光源的数量的点亮装置和车辆前照灯。
背景技术
近年来,诸如发光二极管(LED)等的固态光源的普及加快,因而使得代替诸如卤素灯等的白炽灯,甚至可以使用例如LED作为车辆前照灯。通过向LED施加超过正向电压(势垒电压)的电压来点亮该LED,但是由于LED具有与恒定电压负载类似的负载特性,所以在源阻抗较低时,正向电流可能持续增大,结果,LED可能击穿。作为该问题的简单解决方案,使用与该LED串联连接的限流电阻器来进行电流限制,但是在诸如车辆前照灯等的要求相对较大光通量的装置中,流向该LED的电流也相对较大,因此采用使用电力转换电路进行恒定电流控制的点亮装置。
此外,通常将诸如车辆前照灯等的应用中所使用点亮装置配置成可以切换多个光源中要点亮的光源的数量,从而使得能够至少在行驶前照灯(远光灯)和会车前照灯(近光灯)之间进行切换。
作为这种类型的点亮装置,已知一种使用串联连接的多个光源、并且包括与一个光源并联连接而与另一光源串联连接的有源元件(开关)的装置(例如,参考日本特开2004-136719(以下称为“文献1”))。在文献1所述的点亮装置中,当未选择一个光源时,或者换句话说,仅点亮另一光源时,使有源元件接通(通电),从而使得一个光源的各端短路。利用文献1所述的结构,在无需向各光源设置单独的电源电路(开关调节器)的情况下,可以点亮和熄灭多个光源中的一部分光源。
顺便提及,利用文献1所述的结构,当为了熄灭光源的一部分而接通有源元件时,电源电路的输出端之间串联连接的光源的数量减少,由此导致所需负载电压的降低。然而,例如,由于设置在输出级的电容器的影响,因而从接通有源元件的时点到输出电压降低的时点,在电源电路中发生时间延迟,结果,紧挨在接通有源元件之后,过大电流可能流向点亮的光源。该过大电流可能导致诸如LED等的固态光源发生劣化或故障。此外,快速负载变化可能导致电源电路发生诸如振铃(ringing)等的不稳定输出。
响应于这些问题,日本特开2008-126958(以下称为“文献2”)所述的点亮装置被配置成:根据积分电路的时间常数逐渐增大有源元件(FET)的控制信号,从而在最终使光源短路之前使有源元件的通电电流逐渐增大。此外,在日本特开2012-28184(以下称为“文献3”)所述的点亮装置中,与电源电路(DC/DC转换器)的输出电力的响应操作相比,更慢地进行用于将使光源短路的有源元件(开关元件)从开放状态切换成短路状态的操作和用于将该有源元件从短路状态切换成开放状态的操作。利用这些结构,可以在使有源元件接通(短路)时避免过大电流流向光源。
然而,有源元件在从断开(OFF)状态变换成接通(ON)状态时的过渡特性在各个有源元件之间有所不同,并且由于元件变动和温度特性,在相同有源元件之间也可能不同。因此,利用诸如文献2和3所述的有源元件的控制信号仅缓慢变化的结构等的结构,在有源元件的接通和断开的切换时难以获得恒定的操作特性。
此外,在控制信号相对远离预定阈值的状态下,典型的有源元件在如下的区域(例如,饱和区域或截止区域;以下称为“死区”)中工作,其中在该区域中,即使在控制信号变化时,导通阻抗也不会极大变化。当有源元件保持处于ON状态或OFF状态时,通常将控制信号保持在足够远离阈值的值,从而使得有源元件在死区中工作。
因此,利用诸如文献2和3所述的使控制信号的变化缓慢的结构等的结构,需要特定时间量来退出死区,因此,在控制信号达到阈值从而使得有源元件的ON/OFF状态开始切换的时点,发生延迟。此时所发生的延迟随着阈值和保持有源元件处于ON状态或OFF状态时的控制信号之间的差的增大而稳定增大。在导通阻抗的变化在有源元件的阈值附近(有源区域)对控制信号的变化高度灵敏的情况下,必须使控制信号的变化进一步缓慢,以确保有源元件的导通阻抗逐渐变化,结果导致延迟增大。
发明内容
考虑到上述情况设计了本发明,并且本发明的目的是提供一种在有源元件的ON/OFF状态的切换期间可以获得恒定的操作特性、并且可以抑制有源元件的ON/OFF状态的切换开始的延迟的点亮装置和车辆前照灯。
根据本发明的点亮装置,包括:电源电路,用于向串联连接第一光源块和第二光源块的光源组供给恒定电流;以及切换电路,其包括并联连接至所述第二光源块的有源元件,并且通过向所述有源元件施加电流以使得所述电流绕过所述第二光源块,来使所述第二光源块熄灭,其中,所述有源元件包括控制端子,具有能够根据输入至所述控制端子的控制信号而改变的阻抗,并且在所述阻抗达到或超过预定值的情况下使所述第二光源块点亮,以及所述切换电路包括:控制单元,用于控制所述有源元件的所述阻抗,以使得流经所述有源元件的电流或者所述有源元件的两端电压与目标值一致;以及切换控制电路,构成为设置所述目标值,并且使所述目标值单调增加使得流经所述有源元件的所述电流按照基于所述目标值的比例随着时间的经过单调增加,或者使所述目标值单调降低使得流经所述有源元件的所述电流按照基于所述目标值的比例随着时间的经过单调降低。
在该点亮装置中,所述控制单元优选地检测流经所述有源元件的电流或者所述有源元件的两端电压作为检测值,并且通过控制所述有源元件的阻抗来反馈控制用作所述检测值的所述电流或所述两端电压,以使得所述检测值与所述目标值一致。
在该点亮装置中,在所述第二光源块从点亮状态变换成熄灭状态的情况下,所述切换控制电路优选地使流经所述有源元件的电流的目标值随着时间的经过按照预定时间常数,从所述有源元件断开时的值增大至所述有源元件接通时的值,以及所述控制单元优选地随着所述目标值的增大来改变所述有源元件的阻抗。
在该点亮装置中,在所述第二光源块从点亮状态变换成熄灭状态的情况下,所述切换控制电路优选地将流经所述有源元件的电流的目标值设置为既定值,其中所述既定值大于所述光源组稳态下点亮时流经所述第一光源块的负载电流、并且小于所述光源组的最大容许电流,以及所述控制单元优选地基于设置为所述既定值的所述目标值来改变所述有源元件的阻抗。
在该点亮装置中,在所述第二光源块从熄灭状态变换成点亮状态的情况下,所述切换控制电路优选地使流经所述有源元件的电流的目标值随着时间的经过按照预定时间常数,从所述有源元件接通时的值降低至所述有源元件断开时的值,以及所述控制单元优选地随着所述目标值的降低来改变所述有源元件的阻抗。
在该点亮装置中,所述电源电路优选地包括检测单元,所述检测单元用于检测流向所述光源组的电流以进行恒定电流控制,以及所述控制单元优选地使用所述检测单元所检测到的电流作为检测值,并且通过控制所述有源元件的阻抗来反馈控制用作所述检测值的电流,以使得所述检测值与所述目标值一致。
在该点亮装置中,在所述第二光源块从点亮状态变换成熄灭状态的情况下,所述切换控制电路优选地使所述有源元件的两端电压的目标值的绝对值随着时间的经过按照预定时间常数,从所述有源元件断开时的值降低至所述有源元件接通时的值,以及所述控制单元优选地随着所述目标值的绝对值的降低来改变所述有源元件的阻抗。
在该点亮装置中,在所述电源电路的输出级和所述光源组之间并联连接的电容器的容抗设置为C、所述有源元件断开的状态下的所述有源元件的两端电压设置为V0、并且流向所述光源组的负载电流设置为I0的情况下,所述切换控制电路优选地在至少C×V0/I0的时间段内,将所述目标值的绝对值从所述有源元件断开时的值降低至所述有源元件接通时的值。
在该点亮装置中,在所述第二光源块从熄灭状态变换成点亮状态的情况下,所述切换控制电路优选地使所述目标值的绝对值随着时间的经过按照预定时间常数,从所述有源元件接通时的值增大至所述有源元件断开时的值,以及所述控制单元优选地随着所述目标值的绝对值的增大来改变所述有源元件的阻抗。
在该点亮装置中,所述电源电路优选地包括过电压控制单元,所述过电压控制单元用于监视所述电源电路的输出电压并且将所述输出电压限制在大于所述光源组稳态下点亮时的最大值的上限值以下,以及所述切换电路优选地响应于所述第二光源块在点亮状态和熄灭状态之间的切换来切换所述上限值。
在该点亮装置中,所述光源组优选地包括串联连接的多个发光二极管。
根据本发明的一种车辆前照灯,包括:上述的点亮装置;以及灯主体,用于安装至车辆。
根据本发明,切换电路的控制单元控制有源元件的阻抗,从而使得流经有源元件的电流或者有源元件的两端电压与切换控制电路所设置的目标值一致。因此,在有源元件的ON/OFF状态的切换期间,可以获得恒定的操作特性,并且可以抑制有源元件的ON/OFF状态的切换开始的延迟。
附图说明
下面更加详细地说明本发明的优选实施例。通过参考以下详细说明和附图,本发明的其它特征和优点将显而易见。
图1是示出根据第一实施例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图2是示出根据第一实施例的点亮装置的操作的图;
图3是示出根据第一实施例的点亮装置的操作的图;
图4是示出根据第一实施例的变形例的点亮装置的操作的图;
图5是示出根据第一实施例的另一变形例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图6是示出根据第二实施例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图7是示出根据第三实施例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图8是示出根据第三实施例的变形例的点亮装置的主要部分的示意性电路图;
图9是示出根据第四实施例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图10是示出根据第四实施例的点亮装置的操作的图;
图11是示出根据第四实施例的点亮装置的操作的图;
图12是示出根据第四实施例的变形例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图13是示出根据第四实施例的变形例的点亮装置的操作的图;
图14是示出根据第四实施例的变形例的点亮装置的操作的图;
图15是示出根据第四实施例的另一变形例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图16是示出根据第五实施例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图17是示出根据第五实施例的变形例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图18是示出根据第五实施例的另一变形例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图19是示出根据第五实施例的另一变形例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图20是示出根据第五实施例的另一变形例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图21是示出根据第五实施例的另一变形例的点亮装置的结构的示意性电路图;
图22是示出采用上述点亮装置的车辆前照灯的断面图;以及
图23是示出使用上述车辆前照灯的车辆的外部立体图。
具体实施方式
第一实施例
如图1所示,根据本实施例的点亮装置10包括:使用直流电源1的输出作为输入向光源组5供应电力的电力转换电路2;控制电力转换电路2的输出控制电路6;以及下述的切换电路4。注意,直流电源1可以是电池等,或者可以是对诸如商用电源等的交流电源的输出电压进行整流和平滑以将输出电压转换成直流电压的电源电路。
光源组5包括第一光源块51和第二光源块52,其中,在各光源块中,串联连接用作固态光源的多个发光二极管(LED)。在图1的例子中,在第一光源块51和第二光源块52各自中串联连接三个LED,并且通过在电力转换电路2的输出端之间串联连接这两个光源块51、52,构成光源组5。这里,连接这两个光源块51、52,从而使得将第一光源块51连接至电力转换电路2的高电位侧,并且将第二光源块52连接至电力转换电路2的低电位(电路接地端)侧。
电力转换电路2包括DC/DC转换电路(转换器),其中该转换器用于将来自直流电源1的直流电压转换成具有使得光源组5稳定点亮所需的大小的直流电压。与DC/DC转换电路有关的技术众所周知,因此这里省略对电力转换电路2的具体结构的说明。作为代表性的DC/DC转换电路的例子,可以使用斩波转换器、反激式转换器和正向转换器等。
这种类型的电力转换电路2至少包括电感器元件(未示出)、开关元件(未示出)、整流元件(未示出)和平滑元件(电容器24),并且使用开关元件以高频率连接/断开从直流电源1向电感器元件所供应的电力。利用开关元件所进行的开关操作,电力转换电路2使经由整流元件从与负载(光源组5)串联连接的电感器元件向该负载所输出的电压相对于输入电压进行升压和降压。例如,电感器元件是电感器(线圈)或变压器。
设置在电力转换电路2的输出级的平滑电容器24降低输出电压的纹波。此外,在诸如LED等的与以大体恒定的电压(正向电压)工作的恒定电压负载相似的负载连接至电力转换电路2的输出时,即使输出电压的微小纹波也可能导致在输出电流中出现相对较大的纹波。因此,图1所示的点亮装置10采用下面的结构,在该结构中,在电力转换电路2和光源组5之间插入电感器元件(附图中为“电感器3”)。
输出控制电路6包括:用于生成命令值的命令值生成单元61;用于计算电力转换电路2的输出值与命令值之间的误差的误差放大单元62;用于驱动电力转换电路2的开关元件的PWM信号生成单元63;以及用于抑制过电压输出的过电压控制单元64。
误差放大单元62将通过检测单元65所检测到的电力转换电路2的输出电流(输出值)和命令值生成单元61所输出的预定命令值Ib之间的误差(命令值-输出值)的比例积分计算所获得的结果作为PWM命令信号输出给PWM信号生成单元63。PWM信号生成单元63根据PWM命令信号,对用于驱动电力转换电路2的开关元件的PWM信号的单个周期内的H(高)电平时间段的比例和频率进行调节。
换句话说,输出控制电路6进行脉冲宽度调制(PWM)控制,以使用PWM信号生成单元63所生成的PWM控制信号来调节开关元件的占空比和开关频率,从而使电力转换电路2的输出电流保持在预定命令值Ib。通过这样使用电力转换电路2进行恒定电流控制,流向点亮装置10的光源组5的电流保持恒定,结果,稳定地点亮光源组5。简而言之,电力转换电路2和输出控制电路6构成了用于向光源组5提供恒定电流的电源电路。注意,从点亮装置10流向用作负载的光源组5的电流(或者换句话说,电力转换电路2的输出电流)在以下被称为负载电流。
此外,当在光源组5从输出端子断开(接触不良)的情况下或者在光源组5中发生开路故障导致负载阻抗较大增加的情况下、点亮装置10进行恒定电流控制以试图使负载电流保持恒定值时,输出电压可能变得过大。因此,过电压控制单元64监视电力转换电路2的输出电压,并且强制降低PWM信号的占空比或增大开关周期以使输出电压保持在上限值以下,其中该上限值大于光源组5的稳态点亮期间的最大值。这里,过电压控制单元64向PWM信号生成单元63发出用以强制调节占空比和开关周期(频率)的指示。结果,可以防止点亮装置10的电力转换电路2的输出电压变得过大。
顺便提及,对根据本实施例的点亮装置10进行配置,以使得在电力转换电路2的操作期间,一直点亮光源组5中的第一光源块51,而选择性地点亮第二光源块52。换句话说,在点亮装置10中,可以通过切换电路4在点亮状态和熄灭状态之间切换串联连接的光源块51、52的其中一个光源块(第二光源块52)。
切换电路4包括:短路用的有源元件41,其作为第二光源块52的旁路;电流检测电路45,用于检测流向有源元件41的电流;目标值生成单元43,用于生成目标值;以及误差放大器42,用于计算检测值和目标值之间的误差。切换电路4还包括下述的切换控制电路44。
有源元件41包括控制端子并具有可以根据输入至该控制端子的控制信号而变化的阻抗,并且与第二光源块52并联连接而与第一光源块51串联连接。在本实施例中,有源元件41由N沟道型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)构成。在有源元件41中,通过输入至用作控制端子的栅极的控制信号来改变漏极-源极阻抗。有源元件41的漏极连接至第一光源块51和第二光源块52之间的连接点,而源极连接至第二光源块52的阴极侧端子。
因此,在有源元件41的阻抗(导通阻抗)等于或超过预定值时,有源元件41点亮第二光源块52。换句话说,在有源元件41处于OFF时,切换电路4通过将电力转换电路2的输出电流提供给光源块51、52这两者,来点亮第一光源块51和第二光源块52这两者。另一方面,当有源元件41接通时,切换电路4通过使用有源元件41使电力转换电路2的输出电流绕过第二光源块52以使得流向第二光源块52的电流大体变成零,来熄灭第二光源块52并仅点亮第一光源块51。
电流检测电路45设置在由第二光源块52和有源元件41所构成的并联电路的有源元件41侧,以检测从第一光源块51分流至第二光源块52和有源元件41的负载电流中流向有源元件41的电流。换句话说,电流检测电路45所检测到的流经有源元件41的电流和流经第二光源块52的电流的总和对应于流经第一光源块51的电流(或者换句话说,对应于负载电流)。电流检测电路45检测有源元件41的各个端之间(这里为漏极和源极之间)流过的电流的大小,并且将所检测到的电流的大小作为检测值输出给误差放大器42。
目标值生成单元43生成用作流向有源元件41的电流的目标大小的目标值Ia(或者换句话说,流经有源元件41的电流的目标值Ia),并且将所生成的目标值Ia输出给误差放大器42。这里,输出目标值Ia的大小是可变的,并且目标值生成单元43在接收到来自切换控制电路44的设置信号时,确定目标值Ia的大小。下面说明切换控制电路44的操作。
误差放大器42将从目标值生成单元43所输入的目标值Ia和从电流检测电路45所输入的检测值之间的误差(目标值-检测值)放大k(其中,k为常数)倍,并且将放大后的误差作为控制信号输出给有源元件41的用作控制端子的栅极。因此,有源元件41的阻抗根据误差放大器42的输出而变化。注意,在误差放大器42的输出端和有源元件41的栅极之间插入电阻器46。
因此,当电流检测电路45的检测值小于目标值Ia时,误差放大器42的输出增大,由此导致有源元件41的栅极电压(控制信号)的增大,结果,有源元件41的导通阻抗(阻抗)降低,因而导致流经有源元件41的电流增大。另一方面,当电流检测电路45的检测值大于目标值Ia时,误差放大器42的输出降低,由此导致有源元件41的栅极电压(控制信号)的降低,结果,有源元件41的导通阻抗增大,因而导致流经有源元件41的电流降低。因此,切换电路4对流向有源元件41的电流进行反馈控制,从而使得检测值与目标值Ia一致。
换句话说,切换电路4的电流检测电路45、误差放大器42、目标值生成单元43和电阻器46一起构成了用于对流向有源元件41的电流进行反馈控制的控制单元。该控制单元检测流经有源元件41的电流作为检测值,并且控制有源元件41的阻抗以使得检测值与目标值Ia一致。注意,该控制单元不局限于使用检测值来反馈控制电流的结构,并且可以采用如下的任意结构:对有源元件41的阻抗进行控制以使得流经有源元件41的电流与目标值Ia一致。
这里,切换控制电路44在接收到来自操作单元(未示出)的输入之后,通过将设置信号输出给目标值生成单元43,按照如下来设置目标值生成单元43所生成的目标值Ia的大小,其中,该操作单元用于接收来自人的操作输入。
当点亮第二光源块52、并且有源元件41处于OFF时,切换控制电路44将目标值Ia设置成不大于近似为零的数值的预定值(负值)。此时,负载电流是直流,并且因此不会落至零以下。因此,误差放大器42的输出落至零以下,并且由于误差放大器42的输出被输入至用作控制端子的栅极,所以有源元件41保持处于OFF状态。
另一方面,当对操作单元进行操作以接通有源元件41从而使得所点亮的第二光源块52熄灭时,切换控制电路44改变目标值Ia以使其从近似零开始逐渐增大。此时,误差放大器42通过根据目标值Ia和检测值之间的比较结果调节有源元件41的栅极电压(控制信号),来对流向有源元件41的电流进行反馈控制以使该电流与目标值Ia一致。
简而言之,当对操作单元进行操作以接通有源元件41从而使得熄灭第二光源块52时,如图2所示,切换控制电路44使目标值Ia从操作单元的操作时刻T1开始随着时间的经过,按照预定时间常数从近似零开始单调增加。因而,在切换电路4中,流经有源元件41的电流以基于目标值Ia的上升率随着时间的经过单调增加,因此,在从OFF状态向ON状态切换时,对有源元件41进行软切换。注意,在图2中,横轴示出时间轴,并且纵轴示出目标值Ia。
当有源元件41以这样的方式从OFF状态向ON状态变换时,流向第二光源块52的负载电流的一部分分流至有源元件41侧,其中,所分流部分的量对应于目标值Ia。然而,注意,电流持续流向第二光源块52,直到有源元件41完全处于ON为止,因此,将第二光源块52的两端电压(正向电压)施加至有源元件41的两端。
当目标值Ia紧邻负载电流值Ib附近时,几乎所有负载电流都流向有源元件41,因此,在有源元件41的两端剩余了比构成第二光源块52的LED的势垒电压(正向电压)更小的电压。这里,负载电流值Ib是光源组5的稳态点亮期间的负载电流的值,并且与从命令值生成单元61所输出的命令值Ib相同。即使目标值Ia从该状态开始进一步增大,流经有源元件41的电流也不会增大至电力转换电路2的输出电流(负载电流)以上,因此,通过误差放大器42的作用进一步增大有源元件41的栅极电压,从而使得有源元件41完全接通。换句话说,有源元件41在饱和区域工作,从而在该时点,有源元件41的两端电压大体为零。
因此,当有源元件41从OFF状态向ON状态变换时,切换控制电路44使目标值Ia从近似零(有源元件41处于OFF时的值)开始按照预定时间常数单调增大至被设置在负载电流值Ib以上的既定值(有源元件41处于ON时的值)。
此外,切换控制电路44优选将有源元件41从OFF状态切换成ON状态时的目标值Ia的变化速度设置为低于电力转换电路2的输出的响应(即,输出电压的变化速度)。换句话说,当有源元件41向ON状态变换时,所点亮的光源块的数量减少,由此导致所需负载电压的快速降低。然而,电力转换电路2的输出电压无法快速变化至降低后的负载电压,因此生成冲击电流。然而,通过将目标值Ia的上升速度设置成低于电力转换电路2的输出的响应,点亮装置10可以可靠地防止冲击电流流向光源组5。注意,这里,负载电压是用作负载的光源组5的两端电压。
当对操作单元进行操作以将有源元件41断开从而使得第二光源块52从熄灭状态变换成点亮状态时,切换控制电路44将目标值Ia设置在近似零以下。因此,误差放大器42的输出快速降低至近似零以下,从而导致有源元件41的栅极电压的快速降低,结果,有源元件41快速变换成OFF状态。此时,尽管切换控制电路44将目标值Ia快速降低至零以下从而使得有源元件41快速断开,但是电力转换电路2的输出电压保持为低,因此,不会有过大电流流过,并且在光源组5中不会生成应力。
换句话说,由于处于ON状态的有源元件41的两端电压大体为零,所以当熄灭第二光源块52时,施加至光源组5的电压(电力转换电路2的输出电压)降低至第一光源块51的正向电压。即使有源元件41从该状态快速断开,电力转换电路2的输出电压也保持低于光源组5的工作电压(通过将第二光源块52的正向电压与第一光源块51的正向电压相加所获得的电压),因此不会有过大负载电流流向光源组5。
然而,当如上所述将目标值Ia快速降低至零以下、并且电力转换电路2的输出电压低于光源组5的工作电压时,电力转换电路2的输出电压可能不足,结果,点亮的第一光源块51可能瞬时熄灭。换句话说,第一光源块51可能瞬时熄灭,直到电力转换电路2的输出电压增大至光源组5的工作电压为止,结果,在点亮装置10中可能发生闪烁。为了防止点亮的第一光源块51这样瞬时熄灭,可以对切换控制电路44进行配置,以使得在有源元件41从ON状态切换成OFF状态时,如图3所示,目标值Ia按照预定时间常数单调降低。
更具体地,当对操作单元进行操作以使有源元件41断开从而使得点亮第二光源块52时,如图3所示,切换控制电路44可以使目标值Ia从操作单元的操作时刻T2开始随着时间的经过,按照预定时间常数从既定值单调降低至近似零以下。换句话说,在图3的例子中,切换控制电路44使目标值Ia按照预定时间常数,从有源元件41处于ON时的值单调降低至有源元件41处于OFF时的值。响应于此,切换电路4使流经有源元件41的电流按照基于目标值Ia的减少率随着时间的经过单调降低。
这里,有源元件41的两端所生成的电压(或者换句话说,施加至第二光源块52的电压)随着有源元件41的导通阻抗的增大而增大,因此,流经有源元件41的电压中的减小部分开始流向第二光源块52,从而使得第二光源块52逐渐点亮。此时,有源元件41的两端电压相对缓慢地增大,因此,可以防止电力转换电路2的输出电压相对于光源组5的工作电压的不足,从而抑制第一光源块51的电流的降低(光通量降低)。注意,在图3中,横轴示出时间轴,并且纵轴示出目标值Ia。
此外,当切换控制电路44通过逐渐降低目标值Ia而将有源元件41从ON状态向OFF状态切换时,优选将目标值Ia的变化速度设置成低于电力转换电路2的输出的响应(即,输出电压的变化速度)。换句话说,当有源元件41向OFF状态变换时,点亮的光源块的数量增大,由此导致所需负载电压的增大。然而,电力转换电路2的输出电压不会瞬间增大至负载电压,因此点亮的光源块瞬时熄灭(减光)。然而,通过将目标值Ia的降低速度设置成低于电力转换电路2的输出的响应,点亮装置10可以可靠地防止所点亮的光源块的瞬时熄灭(减光)。
如上所述,利用根据本实施例的点亮装置10,切换电路4检测流向有源元件41的电流,并且通过调节有源元件41的阻抗来对电流进行反馈控制,从而使得该电流与切换控制电路44所设置的目标值Ia一致。这里,当接通有源元件41时,切换电路4使流向有源元件41的电流的目标值Ia随着时间的经过而逐渐增大,因此,可以在有源元件41从OFF状态向ON状态变换期间,防止过大负载电流流过。
换句话说,点亮装置10可以在有源元件41从OFF变换成ON时,防止过大冲击电流流向光源组5。此外,切换电路4使目标值Ia以比电力转换电路2的输出的响应更缓慢的速度增大,因此,可以防止接通有源元件41时在电力转换电路2的输出中所发生的诸如振铃等的不稳定现象。
注意,为了切换所点亮的光源块的数量,可以针对各光源块设置单独的电力转换电路。然而,在这种情况下,需要多个电力转换电路,因而导致点亮装置的大小、电路复杂性和成本的增大。另一方面,在根据本实施例的点亮装置10中,将多个光源块51、52串联连接至单个电力转换电路2的输出,因此,使用与光源块中的一部分(第二光源块52)并联连接的有源元件41来切换所点亮的光源块的数量。因此,利用根据本实施例的点亮装置10,可以避免大小、电路复杂性和成本的增大。
顺便提及,在本实施例中作为有源元件41所使用的MOSFET,在栅极电压中存在阈值电压,并且在栅极电压处于阈值电压附近的有源区域中,导通阻抗响应于栅极电压的变化而极大改变。然而,只要在栅极电压和阈值电压之间存在特定电压差,这种类型的有源元件41就可以完全切换ON状态或OFF状态,从而使得在导通阻抗响应于栅极电压的变化表现出极小的变化的死区(饱和区域或截止区域)中工作。
在本实施例中,切换电路4进行工作,以使得与目标值Ia相对应的电流流向有源元件41,因此,在流经有源元件41的电流近似表现为无变化的死区中,误差放大器42的输出快速变化,从而使得近似不需要时间来退出死区。换句话说,利用根据本实施例的切换电路4,可以抑制操作单元的操作和控制信号(栅极电压)达到阈值之后有源元件41的ON/OFF状态的切换开始之间的延迟(由于有源元件41的死区所引起的延迟)。
此外,切换电路4进行工作从而使得与目标值Ia相对应的电流流向有源元件41,因此,尽管有源元件41的过渡特性在从OFF状态向ON状态的变换期间根据元件变化和温度特性而改变,但是可以抑制该变化的影响。注意,即使在有源元件41的阈值附近(有源区域)、导通阻抗的变化相对于控制信号的变化的灵敏度发生变化的情况下,该变化对切换电路4的用于防止过大冲击电流流过的功能的响应也较小。
因此,利用根据本实施例的点亮装置10,在有源元件41的ON/OFF状态的切换期间,可以获得恒定的操作特性,并且可以抑制有源元件41的ON/OFF状态的切换开始的延迟。
作为本实施例的变形例,当接通有源元件41以熄灭第二光源块52时,可以对切换控制电路44进行配置,以使得如图4所示,使目标值Ia在操作单元的操作时刻T1相对快速地增大。注意,在这种情况下,将增大后的目标值Ia设置在既定值,其中,该既定值大于光源组5的稳态点亮期间的负载电流的值(负载电流值)Ib、并且小于光源组5的最大容许电流Ic。
根据本变形例,保持点亮的第一光源块51的电流瞬间增大超过负载电流值Ib,但是由于电流被抑制为低于光源组5的最大容许电流Ic,所以可以在没有诸如光源组5的劣化和击穿等的不利影响的情况下获得切换速度的提高。此外,根据本变形例,在将第二光源块52从点亮状态向熄灭状态变换的切换操作期间,可以降低有源元件41的损失,因此可以降低有源元件41的大小。
在本实施例的另一变形例中,如图5所示,可以对点亮装置10进行配置,以使得将电力转换电路2的高电位侧输出端连接至电路接地端,由此电力转换电路2的输出处于电路接地端的负电位侧。在这种情况下,在点亮装置10中可以采用与图1相似的使用P沟道型MOSFET作为有源元件41并且将误差放大器42配置成能够进行负输出的电路结构。然而,在图5中,也可以采用具有良好的导通阻抗特性的N沟道型FET作为有源元件41。
在图5的例子中,切换电路4还包括:减法电路421,用于输出通过从控制电源Ec的输出电压值减去误差放大器42的输出值所获得的信号;PNP型晶体管423,其由减法电路421的输出进行控制;以及电阻器422、424。此外,在图5的例子中,将第二光源块52连接至电力转换电路2的高电位侧输出(电路接地端),并且将第一光源块51连接至低电位侧输出。将有源元件41并联连接至第二光源块52,同时将有源元件41的漏极连接至电力转换电路2的高电位侧输出(电路接地端)。
将晶体管423的用作控制端子的基极连接至减法电路421的输出端。晶体管423和电阻器422串联连接,并且插入在控制电源Ec和有源元件41的栅极之间。电阻器424连接在有源元件41的栅极和漏极之间。
接着简要说明具有图5所示的结构的点亮装置10的操作。
在要熄灭所点亮的第二光源块52时,点亮装置10使得切换控制电路44将目标值Ia从近似零以下的预定值开始增大,以使所断开的有源元件41接通。这里,电流检测电路45在有源元件41处于OFF状态时的检测值为零,因此,当目标值Ia增大时,误差放大器42的输出也增大。
此时,将通过从控制电源Ec的输出电压值减去误差放大器42的输出值所获得的信号输入至晶体管423的基极。因此,在发射极中生成通过将基极-发射极电压叠加在基极电压上所获得的电压,从而使得与该电压和控制电源Ec的输出电压之间的差成比例的电流流向电阻器422、并且大体相同的电流从晶体管423的集电极流向电阻器424。结果,将电阻器424的两端所生成电压施加至有源元件41的栅极,从而有源元件41的导通阻抗降低,因而使得有源元件41变换成ON状态。
另一方面,当流经有源元件41的电流增大超过目标值Ia时,误差放大器42的输出降低,并且晶体管423的基极电压增大,从而导致流向电阻器422的电流的降低和有源元件41的栅极电压的相应降低。结果,有源元件41的导通阻抗增大。
注意,当在该点亮装置10中将第二光源块52从熄灭状态变换成点亮状态时,切换控制电路44将目标值Ia大体降低成零。
此外,根据本实施例的点亮装置的具体电路不局限于图1和5的例子所示的结构,只要提供了能够检测流向有源元件的电流并且调节有源元件的阻抗以使得该电流与切换控制电路所设置的目标值一致的切换电路即可。此外,在上述例子中,通过一个端子将设置了有源元件的光源块(第二光源块)连接至电路接地端,但是不局限于该结构。作为代替,可以通过三个以上串联连接的光源块来构成光源组,并且在这种情况下,可以对切换电路进行配置,以使得有源元件并联连接至串联连接的光源块中的中间光源块以绕过该光源块。
注意,在上述点亮装置中,使用MOSFET作为有源元件,但是本发明不局限于该例子,作为代替,可以使用诸如与MOSFET不同的晶体管或者绝缘栅双极晶体管(IGBT)等的其它有源元件。
第二实施例
如图6所示,根据本实施例的点亮装置10与根据第一实施例的点亮装置10的不同在于:用于检测流向有源元件41的电流的电流检测电路兼用作用于控制电力转换电路2的输出的检测单元65。下面,向与第一实施例相同的结构分配相同的附图标记,并且适当省略对其的说明。
注意,在图6的例子中,电力转换电路2由反激式转换器构成。对电力转换电路2进行配置,以使得反激式变压器21的一次绕组和开关元件22的串联电路连接在直流电源1的输出端之间、而二极管23和电容器24串联连接在反激式变压器21的二次绕组的两端之间。检测单元65检测在电容器24的负极和电路接地端之间流动的电流。
在本实施例中,误差放大器42将从目标值生成单元43所输入的目标值Ia和从检测单元65所输入的检测值之间的误差(目标值-检测值)放大k倍(其中,k是常数),并且将放大后的误差作为控制信号输出至有源元件41的用作控制端子的栅极。根据该结构,误差放大器42在接收到检测单元65所检测到的电力转换电路2的输出电流(负载电流)时,控制有源元件41的控制信号(栅极电压),因此无法将流向有源元件41的电流控制到负载电流以下。因此,当切换控制电路44将目标值Ia降低至负载电流以下时,切换电路4错误地断开有源元件41。
在本实施例中,响应于该问题,当有源元件41接通时,如图4所示,切换控制电路44将目标值Ia快速切换成预定值,其中,该预定值被设置成大于负载电流值Ib、并且小于光源组5的最大容许电流Ic。因此,当切换电路4将有源元件41变换成ON状态时,可以将累积在电力转换电路2的平滑电容器24中的电荷流经第一光源块51时所生成的冲击电流抑制得低于光源组5的最大容许电流Ic。
所有其它结构和功能与第一实施例相同。
第三实施例
如图7所示,根据本实施例的点亮装置10与根据第一实施例的点亮装置10的不同在于:代替误差放大器42和电流检测电路45,使用电流镜(currentmirror)电路将流向有源元件41的电流控制成目标值Ia。下面,向与第一实施例相同的结构分配相同的附图标记,并且适当省略对其的说明。
在图7的例子中,将第二光源块52连接至电力转换电路2的高电位侧输出,并且将第一光源块51连接至低电位侧输出(电路接地端)。在图7所示的结构中,有源元件41由PNP型晶体管构成,并且与另一PNP型晶体管425和电阻器411、424一起构成电流镜电路。
更具体地,将包括有源元件41和电阻器411的串联电路并联连接至第二光源块52。相互连接晶体管425和有源元件41各自的基极,而使晶体管425的集电极和基极短路。在有源元件41的发射极和第二光源块52的正极侧(阳极侧)端子之间插入电阻器411,并且在晶体管425的发射极和第二光源块52的正极侧(阳极侧)端子之间插入电阻器424。
此外,NPN型晶体管423和电阻器422串联连接在晶体管425的集电极和第一光源块51的负极侧(阴极侧)端子之间。将晶体管423的基极连接至目标值生成单元43的输出。
根据上述结构,切换电路4经由晶体管423的基极将目标值Ia施加至电阻器422,从而使得与目标值Ia成比例的电流流向电阻器422。因此,在切换电路4中,使与目标值Ia成比例的电流经由晶体管423的集电极和晶体管425的发射极流向电阻器424。
因此,在切换电路4中,当电阻器424、411的阻抗值分别设置成R424和R411时,通过电流镜电路的作用,使得晶体管425的发射极的R424/R411倍的电流流向有源元件41的发射极。因此,同样地,利用根据本实施例的切换电路4,可以将流向有源元件41的电流控制成目标值Ia。
因此,通过如第一实施例中所述那样控制目标值Ia,切换控制电路44可以抑制有源元件41从OFF状态向ON状态变换时的冲击电流以及有源元件41从ON状态向OFF状态变换时光源组5的瞬时减光或熄灭这两者。
此外,作为本实施例的变形例,如图8所示,可以从切换电路4中省略晶体管425。此外,可以对切换电路4进行配置,以使得将用于模拟有源元件41的基极-发射极电压的二极管串联连接至电阻器424。
注意,在图7的例子中,使用晶体管来构成用于将流向有源元件41的电流控制成目标值Ia的电流镜电路,但是电流镜电路不局限于该结构,并且作为代替可以使用例如FET。此外,在图7和8所示的结构中,将电流镜电路设置在相对于电路接地端的高电位侧上,但是也可以将电流镜电路设置在电路接地端侧,并且如图5所示,可以将电力转换电路2的输出施加至用作负电位侧的点亮装置10。
所有其它结构和功能与第一实施例相同。
第四实施例
根据本实施例的点亮装置10与根据第一实施例的点亮装置10的不同在于:检测有源元件41的两端电压,因此,将有源元件41的阻抗调节成两端电压与切换控制电路44所设置的目标值一致。下面,向与第一实施例相同的结构分配相同的附图标记,并且适当省略对其的说明。
在本实施例中,如图9所示,对切换电路4进行配置,以检测第二光源块52的两端电压(或者换句话说,有源元件41的两端电压)、并且根据有源元件41的两端电压的目标值Va来反馈控制该两端电压。更具体地,对误差放大器42进行配置,以将从目标值生成单元43所输入的目标值Va和有源元件41的两端电压的检测值之间的误差(检测值-目标值)放大k倍(其中,k是常数),并且将放大后的误差作为控制信号输出至有源元件41的用作控制端子的栅极。注意,本实施例与第一实施例的不同在于:代替电流目标值Ia,目标值生成单元43生成电压目标值Va;但是与第一实施例的相同之处在于:目标值Va的大小是可变的并且在接收到来自切换控制电路44的设置信号时确定目标值Va的大小。
简而言之,当有源元件41的两端电压低于目标值Va时,误差放大器42的输出降低,因此,误差放大器42增大有源元件41的导通阻抗,从而使得有源元件41的两端电压增大。另一方面,当有源元件41的两端电压高于目标值Va时,误差放大器42的输出增大,因此,误差放大器42降低有源元件41的导通阻抗,从而使得有源元件41的两端电压降低。因此,切换电路4对有源元件41的两端电压进行反馈控制,从而使得该两端电压的检测值与目标值Va一致。
换句话说,在切换电路4中,误差放大器42、目标值生成单元43和电阻器46一起构成了用于对有源元件41的两端电压进行反馈控制的控制单元。该控制单元检测有源元件41的两端电压作为检测值,并且控制有源元件41的阻抗以使得检测值与目标值Va一致。然而,注意,本发明不局限于控制单元使用该检测值来反馈控制两端电压的结构,只要将有源元件41的阻抗控制成使得有源元件41的两端电压与目标值Va一致即可。
这里,切换控制电路44在接收到来自操作单元(未示出)的输入之后,通过将设置信号输出给目标值生成单元43,按照如下来设置目标值生成单元43所生成的目标值Va的大小,其中该操作单元接收来自人的操作输入。
当点亮第二光源块52、并且有源元件41处于OFF时,切换控制电路44将目标值Va设置成不小于电力转换电路2的输出电压的预设上限值Vb的值。此时,有源元件41的两端电压不会升高至该上限值Vb以上,因此,误差放大器42的输出保持在零以下,从而在误差放大器42的输出被输入至用作控制端子的栅极时、使得有源元件41保持处于OFF状态。结果,可以在第二光源块52中发生开路故障时防止有源元件41发生故障。注意,利用过电压控制单元64来设置电力转换电路2的输出电压的上限值Vb。
另一方面,当对操作单元进行操作以接通有源元件41从而使得所点亮的第二光源块52熄灭时,切换控制电路44改变目标值Va以使其逐渐降低。这里,如图10所示,切换控制电路44使目标值Va从操作单元的操作时刻T1开始随着时间的经过,按照预定时间常数从不小于上限值Vb的值(有源元件41处于OFF时的值)单调降低至近似零(有源元件41处于ON时的值)。在切换电路4中,当目标值Va降低至有源元件41的两端电压以下时,从切换电路4的误差放大器42输出与误差相对应的信号,并且将该信号施加至有源元件41的栅极,从而使得有源元件41在有源区域内工作。结果,电流开始流向有源元件41。在有源元件41中,通过反馈控制来调节有源元件41的导通阻抗,从而使得有源元件41的两端电压与目标值Va一致,因此,有源元件41的两端电压根据目标值Va而降低。注意,在图10中,横轴示出时间轴,并且纵轴示出目标值Va。
此时在切换电路4中,使流经有源元件41的电流按照基于目标值Va的上升率随着时间的经过而单调增大,因此,在从OFF状态切换成ON状态时,对有源元件41进行软切换。通过这样使切换电路4根据目标值Va逐渐降低有源元件41的两端电压,可以将流向第二光源块52的负载电流逐渐分流至有源元件41侧,从而防止过大负载电流流过。
此外,切换控制电路44优选将有源元件41从OFF状态切换成ON状态时的目标值Va的降低速度设置成低于电力转换电路2的输出的响应(即,输出电压的变化速度)。换句话说,当有源元件41向ON状态变换时,所点亮的光源块的数量降低,从而导致所需负载电压的快速降低。然而,电力转换电路2的输出电压无法快速改变至降低后的负载电压,因此生成冲击电流。然而,通过将目标值Va的降低速度设置成低于电力转换电路2的输出的响应,点亮装置10可以可靠地防止冲击电流流向光源组5。
更具体地,切换控制电路44优选对目标值Va的降低速度进行设置,以使得目标值Va从有源元件41处于OFF时的值(不小于上限值Vb的值)降低至零所需的时间至少为C×V0/I0。这里,“C”表示电力转换电路2的输出级和光源组5之间并联连接的电容器(包括平滑电容器24)的容抗,“V0”表示有源元件41处于OFF状态时的有源元件41的两端电压,并且“I0”表示负载电流。
另一方面,当对操作单元进行操作以使有源元件41断开从而使得第二光源块52从熄灭状态切换成点亮状态时,如图11所示,切换控制电路44使目标值Va从操作单元的操作时刻T2起随着时间的经过,从零开始增大。在有源元件41中,通过反馈控制来调节有源元件41的导通阻抗,从而使得有源元件41的两端电压与目标值Va一致,因此,有源元件41的两端电压根据目标值Va增大。注意,在图11中,横轴示出时间轴,并且纵轴示出目标值Va。
此时,在有源元件41的导通阻抗较小、并且有源元件41的两端电压低于第二光源块52的工作开始电压的状态下,整个负载电流流向有源元件41。另一方面,当有源元件41的两端电压根据目标值Va的增大而达到第二光源块52的工作开始电压时,负载电流中的一部分流向有源元件41,同时电流还开始逐渐流向第二光源块52。当目标值Va超过第二光源块52的点亮电压(正向电压)时,有源元件41完成向OFF状态的变换。
这里,第一光源块51的两端电压取值为通过从电力转换电路2的输出电压减去第二光源块52的两端电压(或者换句话说,有源元件41的两端电压)所获得的值。因此,如上所述,通过使切换电路4根据目标值Va相对缓慢地增大有源元件41的两端电压,可以防止发生下面的状况:与光源组5的工作电压相比,电力转换电路2的输出电压不足。结果,可以抑制有源元件41变换成OFF状态时第一光源块51的两端电压的降低,因此,可以抑制第一光源块51的电流降低(光通量降低)。
此外,切换控制电路44优选将有源元件41从ON状态切换成OFF状态时的目标值Va的上升速度设置成低于电力转换电路2的输出的响应(即,输出电压的变化速度)。换句话说,当有源元件41向OFF状态变换时,所点亮的光源块的数量增大,从而导致所需负载电压的增大。然而,电力转换电路2的输出电压无法瞬间升高至负载电压,因此,所点亮的光源块瞬时熄灭(减光)。然而,通过将目标值Va的增大速度设置成低于电力转换电路2的输出的响应,点亮装置10可以可靠地防止所点亮的光源块的瞬时熄灭(减光)。
如上所述,在根据本实施例的点亮装置10中,切换电路4检测有源元件41的两端电压,然后通过调节有源元件41的阻抗来反馈控制两端电压,从而使得所检测到的电压与切换控制电路44所设置的目标值Va一致。这里,当有源元件41接通时,切换电路4使有源元件41的两端电压的目标值Va随着时间的经过而逐渐增大,因此,可以在有源元件41从OFF状态向ON状态变换期间,防止过大负载电流流过。
换句话说,点亮装置10可以在有源元件41从OFF变换成ON时,防止过大冲击电流流向光源组5。此外,切换电路4使目标值Va以比电力转换电路2的输出的响应更缓慢的速度增大,因此,可以防止接通有源元件41时在电力转换电路2的输出中所发生的诸如振铃等的不稳定现象。
此外,在有源元件41断开时,切换电路4相对缓慢地增大有源元件41的两端电压,因此,可以防止发生下面的状况:与光源组5的工作电压相比,电力转换电路2的输出电压不足。结果,可以抑制第一光源块51中的电流降低(光通量降低)。
作为本实施例的变形例,如图12所示,可以对点亮装置10进行配置,以使得电力转换电路2的高电位侧输出端连接至电路接地端,从而使得电力转换电路2的输出用作电路接地端的负电位侧。
在图12的例子中,切换电路4还包括由误差放大器42的输出进行控制的PNP型晶体管423、以及电阻器422、424。此外,在图12的例子中,第二光源块52连接至电力转换电路2的高电位侧输出(电路接地端),并且第一光源块51连接至低电位侧输出。有源元件41并联连接至第二光源块52,而有源元件41的漏极连接至电力转换电路2的高电位侧输出(电路接地端)。
晶体管423的用作控制端子的基极连接至误差放大器42的输出端。晶体管423和电阻器422串联连接,并且插入在控制电源Ec以及有源元件41的栅极之间。电阻器424连接在有源元件41的栅极和源极之间。
接着简要说明具有图12所示的结构的点亮装置10的操作。
类似于图9所示的结构,在有源元件41从OFF变换成ON或者从ON变换成OFF时,点亮装置10根据目标值Va对有源元件41的两端电压进行反馈控制。
更具体地,在有源元件41的两端电压变得低于(绝对值大于)目标值Va时,误差放大器42的输出降低。当误差放大器42的输出降低至控制电源Ec的输出电压值以下时,将通过从控制电源Ec的输出电压值减去误差放大器42的输出和晶体管423的基极-发射极电压所获得的电压施加至电阻器422。与该电压相对应的电流经由晶体管423的集电极流向电阻器424,从而使得将电阻器424中所生成的电压施加至有源元件41的栅极。因此,有源元件41进行工作以使得有源元件41的导通阻抗降低,结果,有源元件41的两端电压的绝对值降低。
另一方面,当有源元件41的两端电压变得高于(绝对值小于)目标值Va时,误差放大器42的输出增大。因此,晶体管423的发射极电压增大,由此导致与控制电源Ec的输出电压值的电压差的降低和晶体管423的集电极电流的相应降低。因此,有源元件41的栅极电压降低,因而有源元件41进行工作从而使得有源元件41的导通阻抗增大。结果,有源元件41的两端电压的绝对值增大。
然而,注意,在图12所示的点亮装置10中,所检测到的电压(有源元件41的两端电压)具有负电位,因此,如图13和14所示,目标值Va同样具有负电位特性。更具体地,当有源元件41从OFF切换成ON时,如图13所示,切换控制电路44使目标值Va(负值)从操作单元的操作时刻T1开始随着时间的经过,从比上限值Vb(负值)更小的值增大至零。另一方面,当有源元件41从ON切换成OFF时,如图14所示,切换控制电路44使目标值Va(负值)从操作单元的操作时刻T2开始随着时间的经过,从零降低至比上限值Vb(负值)更小的值。注意,在图13和14中,横轴示出时间轴,并且纵轴示出目标值Va。
此外,图12所示的点亮装置10具有用于根据有源元件41的ON/OFF切换操作可变地控制电力转换电路2的输出电压的上限值Vb的另一功能。更具体地,将切换控制电路44配置成向过电压控制单元64输出表示上限值Vb的大小的可变信号。
这里,当点亮装置10的光源组5处于与输出端子接触不良的状态时,光源组5和输出端子可以重复地相互接触和脱离,因此,通过降低上限值Vb和光源组5的点亮电压(负载电压)之间的电压差,可以降低接触期间所生成的电流应力。然而,根据有源元件41是处于ON还是处于OFF,来点亮不同数量的光源块,从而导致负载电压的差,因此,当上限值Vb恒定时,上限值Vb和负载电压之间的电压差无法保持得较小。结果,接触期间所生成的电流应力增大。响应于该问题,切换控制电路44通过在有源元件41的接通或断开时切换上限值Vb,来使上限值Vb和负载电压之间的电压差保持得较小。
用于根据有源元件41的ON/OFF切换操作可变地控制电力转换电路2的输出电压的上限值Vb的该功能不局限于本实施例,并且还可以应用于其它实施例。
图15示出本实施例的另一变形例,其中在该变形例中,串联连接的第一光源块~第三光源块51、52、53中的第二光源块52和第三光源块53各自可以在点亮状态和熄灭状态之间进行切换。图15所示的点亮装置10具有与图12所示的点亮装置10相同的基本结构和相同的功能,因此,下面省略对该点亮装置10的详细说明。注意,将光源组5配置成从电力转换电路2的高电位输出(电路接地端)侧开始依次串联连接第二光源块52、第一光源块51和第三光源块53。
在图15所示的例子中,切换电路4包括多个有源元件41、47,并且被配置成使用有源元件41在点亮状态和熄灭状态之间切换第二光源块52、并且使用有源元件47在点亮状态和熄灭状态之间切换第三光源块53。换句话说,在切换电路4中,将一个有源元件(第一有源元件)41并联连接至第二光源块52,并且将另一有源元件(第二有源元件)47并联连接至第三光源块53。
作为用于控制有源元件47的构成元件,切换电路4包括误差放大器48、目标值生成单元49、晶体管463和电阻器462、464。这些构成元件分别对应于用于控制有源元件41的误差放大器42、目标值生成单元43、晶体管423和电阻器422、424。切换控制电路44分别向目标值生成单元43和目标值生成单元49输出设置信号,其中,目标值生成单元43生成第二光源块52的两端电压的目标值Va1,并且目标值生成单元49生成第三光源块53的两端电压的目标值Va2。
根据该结构,有源元件41、47各自的操作与具有图12所示的结构的有源元件41操作的相同。
所有其它结构和功能与第一实施例相同。
第五实施例
如图16所示,根据本实施例的点亮装置10与根据第四实施例的点亮装置10的不同在于:不具有用于将有源元件41的两端电压检测为检测值、并且将该检测值与目标值Va进行比较的结构。下面,向与第四实施例相同的结构分配相同的附图标记,并且适当省略对其的说明。
换句话说,将根据第四实施例的点亮装置10配置成检测有源元件41的两端电压、并且将有源元件41的两端电压反馈控制为目标值Va,而图16所示的点亮装置10不进行该反馈控制。在图16的例子中,点亮装置10具有发射极输出器结构,其中在该结构中,有源元件41由PNP型晶体管构成,并且有源元件41的基极连接至目标值生成单元43的输出。利于该结构,在用作有源元件41的晶体管中,通过将晶体管的基极-发射极电压叠加在施加至基极的电压上所获得的电压表现为发射极电压。
这里,切换控制电路44以与第四实施例相同的方式来设置施加至有源元件41的基极的目标值Va的大小。换句话说,当点亮第二光源块52、并且有源元件41处于OFF时,切换控制电路44将目标值Va设置成不小于电力转换电路2的输出电压的预设上限值Vb的值。另一方面,当接通有源元件41以使所点亮的第二光源块52熄灭时,切换控制电路44改变目标值Va,从而使得目标值Va随着时间的经过逐渐降低(参考图10)。当断开有源元件41以使第二光源块52从熄灭状态变换成点亮状态时,切换控制电路44使目标值Va从零开始随着时间的经过而增大(参考图11)。
因此,利用根据本实施例的点亮装置10,在有源元件41从OFF变换成ON时,可以防止过大冲击电流流向光源组5。此外,当断开有源元件41时,点亮装置10相对缓慢地增大有源元件41的两端电压,因此,可以防止发生下面的状况:与光源组5的工作电压相比,电力转换电路2的输出电压不足。结果,可以抑制第一光源块51中的电流降低(光通量降低)。
注意,在图16的例子中,使用晶体管作为有源元件41,但是点亮装置10不局限于该结构,并且可以采用使用诸如FET等的其它元件作为有源元件41的结构以及诸如op-amp等的运算放大器电路与有源元件41组合的电压输出器电路结构等。
作为本实施例的变形例,如图17所示,可以使用MOSFET作为有源元件41来构成点亮装置10。
在图17的例子中,电力转换电路2的高电位侧输出端连接至电路接地端,从而使得电力转换电路2的输出处于电路接地端的负电位侧。在这种情况下,可以使用P沟道型MOSFET作为点亮装置10的有源元件41,但是在图17中,采用具有良好导通阻抗特性的N沟道型MOSFET作为有源元件41。此外,在图17的例子中,第二光源块52连接至电力转换电路2的高电位侧输出(电路接地端),并且第一光源块51连接至低电位侧输出。有源元件41并联连接至第二光源块52,而有源元件41的漏极连接至电力转换电路2的高电位侧输出(电路接地端)。
在图17所示的切换电路4中,在控制电源Ec和电路接地端之间,设置包括电阻器431、NPN型晶体管432和电阻器433的串联电路。将晶体管432的用作控制端子的基极连接至目标值生成单元43的输出。晶体管432的集电极经由电阻器431连接至控制电源Ec,并且发射极经由电阻器433连接至电路接地端。
此外,在切换电路4中,在控制电源Ec和电力转换电路2的低电位侧输出端之间设置了包括电阻器434、PNP型晶体管435和电阻器436的串联电路。晶体管435的用作控制端子的基极连接至晶体管432的集电极。晶体管435的发射极经由电阻器434连接至控制电源Ec,并且集电极经由电阻器436连接至电力转换电路2的低电位侧输出端。
用作有源元件41的FET构成了源极输出器电路,其中在该电路中,FET的漏极连接至电力转换电路2的高电位侧输出(电路接地端)、并且FET的源极连接至光源块51、52之间的连接点。注意,在有源元件41的源极和晶体管435的集电极之间插入有二极管437。
接着说明如图17所示进行配置的点亮装置10的操作。
在源极输出器电路的情况下,根据栅极电压来调节FET的源极电压。在图17中,有源元件41的栅极经由电阻器436连接至电力转换电路2的低电位输出(负电位),从而使得当流经电阻器436的电流大体为零时,将电力转换电路2的输出(负电位)施加至栅极,由此获得反向偏压作为栅极电压。因此,用作有源元件41的FET保持处于OFF状态,从而使得第二光源块52保持处于点亮状态。
另一方面,当目标值Va大体从零开始增大时,将与目标值Va相对应的电压施加至晶体管432的基极,从而使得与目标值Va相对应的电流流向连接至发射极的电阻器433。此外,与电阻器433的电流大体相等的电流流向电阻器431,结果导致在电阻器431中发生与目标值Va相对应的电压下降。将通过从控制电源Ec减去电阻器431的电压下降所获得的电压施加至晶体管435的基极,同时在发射极中生成比基极电压高与基极-发射极电压相对应的量的电压(发射极电压)。
结果,与控制电源Ec的输出和晶体管435的发射极电压之间的差相对应的电流流向连接至晶体管435的发射极的电阻器434。此外,与流向电阻器434的电流大体相等的电流经由晶体管435的集电极而流向电阻器436,从而使得在电阻器436中生成与该电流相对应的电压下降。简而言之,电阻器436中所生成电压与目标值Va成比例。
这里,有源元件41的栅极电压是通过将电阻器436的两端电压叠加在电力转换电路2的输出电压(负电位)上所获得的电压,因此,在目标值Va增大时,有源元件41的栅极电压增大。在有源元件41中,当栅极电压Vs1增大得比光源块51、52之间的连接点的电位高与栅极电压的阈值电压相对应的量时,阻抗开始降低,从而使得源极电压降低得比栅极电压低与阈值电压相对应的量。当目标值Va进一步增大从而使得栅极电压增大至相对于电路接地端不小于有源元件41的阈值电压的值时,完全接通用作有源元件41的FET并且负载电流主要流向有源元件41,从而使得第二光源块52熄灭。
在第二光源块52要从熄灭状态向点亮状态变换的情况下,目标值Va逐渐降低,因而在有源元件41中,栅极电压降低以使得阻抗增大,从而使得源极电压成为基于栅极电压的源极电压。结果,负载电流开始流向第二光源块52。当目标值Va进一步降低时,有源元件41完全断开,因而点亮第二光源块52。
所有其它结构和功能与第四实施例相同。
另外,作为本实施例的变形例,可以如图18所示配置点亮装置10。
在图16的例子中,有源元件41并联连接至电路接地端附近的低电位侧的光源块(图16中的“第二光源块52”)。另一方面,在图18的例子中,有源元件41并联连接至高电位侧的光源块(图18中的“第二光源块52”)。在图18的例子中,有源元件41是NPN型晶体管,并且由于有源元件41的发射极连接至光源块51、52之间的连接点,所以点亮装置10控制第二光源块52的点亮或熄灭。
在图18的例子中,电力转换电路2的高电位侧输出端经由电阻器436连接至有源元件41的用作控制端子的基极,并且电流信号源451连接在有源元件41的基极和电路接地端之间。从电流信号源451所输出的电流Id是与作为目标值生成单元43的电压信号的目标值Va成比例的电流。
作为有源元件41的晶体管构成了发射极输出器电路,其中在该晶体管中,将基极连接至目标值生成单元43的输出(换句话说,电流信号源451)。根据该结构,作为有源元件41的晶体管的发射极电压表示为比基极电压低了基极-发射极电压的电压。
当电流信号源451的电流设置为Id、电阻器436的阻抗设置为R436、并且电力转换电路2的输出电压设置为V2时,有源元件41的基极电压变成Vs2=V2-R436×Id。当电流Id较小并且大体为零时,将电力转换电路2的输出电压V2在没有任何变化的情况下施加至有源元件41的基极。并且在忽略有源元件41的基极-发射极电压时,在有源元件41的发射极出现大体等于电力转换电路2的输出电压V2的电压,或者换句话说,有源元件41处于ON状态,并且第二光源块52变换成熄灭状态。
在点亮第二光源块52的情况下,当切换控制电路44逐渐增大目标值Va时,电流信号源451的电流Id逐渐增大,因此电阻器436处的电压下降逐渐增大。另一方面,点亮装置10以恒定电流控制来控制诸如LED等的恒定电压型负载。因此,第一光源块51的两端电压大体稳定。结果,有源元件41的发射极电压大体稳定。
有源元件41的发射极电压大体等于有源元件41的基极电压,在有源元件41的基极电压Vs2和电力转换电路2的输出电压V2之间生成了由于电阻器436的电压下降而产生的电压差。有源元件41的集电极连接至电力转换电路2的高电位侧输出端,当有源元件41的阻抗变高时,在有源元件41的集电极-发射极之间生成了大体与电阻器436处的电压下降的电压差相等的电压。结果,将该电压施加至第二光源块52,将有源元件41从ON状态向OFF状态切换。
此外,在目标值Va进一步增大、并且电阻器436处的电压下降所产生的电压差高于第二光源块52的点亮电压时,将有源元件41完全设置成OFF状态,第二光源块52完成向点亮状态的切换。
另一方面,在熄灭第二光源块52的情况下,在切换控制电路44逐渐降低目标值Va时,电流信号源451的电流Id逐渐降低。因此,电阻器436处的电压下降逐渐降低。有源元件41的阻抗逐渐降低。结果,将有源元件41从OFF状态向ON状态切换,第二光源块52的两端电压降低,将第二光源块52切换成熄灭状态。
注意,在图18中,电阻器436连接至电力转换电路2的高电位侧输出端,此外如下的电源可以叠加在高电位侧输出端并连接至电阻器436,其中该电源用于输出至少高了用作有源元件41的晶体管的基极-发射极电压的电压。在这种情况下,有效地减轻了有源元件41的ON状态下的损失。
接着,作为本实施例的变形例,说明图19所示的点亮装置10。
在图19的例子中,有源元件41是N沟道型MOSFET,并且用作有源元件41的FET构成了源极输出器电路,其中在该FET中,将漏极连接至电力转换电路2的电路接地侧输出端、并且将源极连接至光源块51、52之间的连接点。另外,电力转换电路2的高电位侧输出端连接至电路接地端,从而使得电力转换电路2的输出相对于电路接地端具有负电位。
在图19的例子中,由晶体管435和电阻器434构成电流信号源。当忽略晶体管435的基极-发射极电压时,将晶体管435的基极电压施加至连接于晶体管435的发射极的电阻器434。使得与由于晶体管435的发射极电压而流向电阻器434的电流大体相等的电流流向晶体管435的集电极。
将目标值生成单元43所生成的目标值(电压信号)Va施加至晶体管432的基极,并且将与晶体管432的基极电压大体相等的发射极电压以及控制电源Ec的输出电压之间的电压差施加至电阻器433。将该电压差施加至电阻器433。因此,电流从晶体管432的发射极流向晶体管432的集电极,并且将该电流提供至电阻器431。结果,与目标值Va成比例的电流流向电阻器436。目标值Va相对于控制电源Ec的输出电压越低,则该电流变得越高。另一方面,当目标值Va等于或超过控制电源Ec的输出电压时,该电流大体变成零。
在目标值Va大体等于控制电源Ec的输出电压时,由于来自控制电源Ec的电流大体为零,所以作为有源元件41的FET的栅极电压Vs1大体等于控制电源Ec的输出电压。结果,用作有源元件41的FET完全变换成ON状态,第二光源块52变成熄灭状态。
另一方面,当目标值Va低于控制电源Ec的输出电压时,使得与控制电源Ec的输出电压和目标值Va之间的电压差成比例的电流作为晶体管432的集电极电流流过。此外,在晶体管435的发射极中生成了由于该集电极电流而在电阻器431中所产生的电压。此外,在晶体管435的集电极中,或者换句话说,在电阻器436中,使得与晶体管435的发射极电压和电阻器434的阻抗相对应的电流Ie作为电流信号源的输出电流流过。当控制电源Ec的输出电压设置为Vc、并且电阻器436的阻抗设置为R436时,有源元件41的栅极电压变成Vs1=Vc-R436×Ie。电流Ie与目标值Va成比例。
接着说明图19的例子的点亮装置10的操作。
首先,在点亮第二光源块52的情况下,当切换控制电路44逐渐降低目标值Va时,目标值Va和控制电源Ec的输出电压之间的电压差逐渐增大。因此,晶体管432的集电极电压逐渐增大。此外,晶体管435的集电极电流(或者换句话说,电流Ie)逐渐增大。电阻器436处的电压下降随着电流Ie的增加而增大。因此,有源元件41的栅极电压Vs1降低。
当阈值电压设置为Vth时,有源元件41的源极电压变成Vs1-Vth。另外,有源元件41的源极电压等于第二光源块52的两端电压。
因此,当栅极电压Vs1随着目标值Va的减少而降低时,有源元件41的阻抗增大。结果,有源元件的源极电压降低(按照负电位水平为增大),第二光源块52的两端电压增大,并且第二光源块52开始点亮。当第二光源块52的负载电压(或者换句话说,两端电压)设置为V52、并且栅极电压Vs1降低至(Vth-V52)以下时,有源元件41完全变换成OFF状态,并且第二光源块52点亮。
另一方面,在第二光源块52熄灭的情况下,当切换控制电路44逐渐增大目标值Va时,目标值Va和控制电源Ec的输出电压之间的电压差逐渐降低。因此,晶体管432的集电极电流逐渐降低。此外,晶体管435的集电极电流(或者换句话说,电流Ie)逐渐降低。电阻器436处的电压下降随着电流Ie的降低而变小。因此,有源元件41的栅极电压Vs1从第二光源块52的两端电压所确定的预定负电位开始相对地增大。
有源元件41的源极电压为Vs1-Vth。因此,当栅极电压Vs1随着目标值Va的增加而增大时,有源元件41的阻抗降低。结果,电流开始流向有源元件41。此外,当栅极电压Vs1超过阈值电压Vth时,有源元件41完全变换成ON状态,并且第二光源块52熄灭。
设置二极管437以防止超过耐受电压的反向电压被施加至用作有源元件41的FET的栅极。
接着,作为本实施例的变形例,说明图20所示的点亮装置10。
相对于图18的点亮装置10,图20的点亮装置10具有相互调换电阻器436的位置和电流信号源451的位置的结构,其中电阻器436用于将电流信号改变成电压信号,并且电流信号源451用于调节施加至有源元件41的用作控制端子的基极的控制电压。
通过目标值生成单元43的目标值(电压信号)Va和电力转换电路2的输出电压V2来调节图20中的电流Id。换句话说,当输出电压V2增大时,电流Id增大。另一方面,当输出电压V2降低时,电流Id降低。
加法器452将通过使输出电压V2乘以k所获得的电压与目标值Va相加,并且将相加后的值作为调节信号输出给电流信号源451。电流信号源451将相对于调节信号利用转换系数α1而转换得到的电流提供至电阻器436。
当忽略用作有源元件41的晶体管的基极-发射极电压时,有源元件41的基极电压Vs2大体等于发射极电压。因此,施加至电阻器436的电压大体等于第一光源块51的两端电压V51。另外,电力转换电路2的输出变成恒定电流输出以使LED负载稳定地点亮并始终使第一光源块51点亮,第一光源块51的两端电压V51变成大体恒定的电压。因此,当电阻器436的阻抗设置为R436时,第一光源块51的两端电压变成V51=α1×(Va+k×V2)×R436。此外,输出电压V2变成V2=[(V51/R436)-α1×Va]/(α1×k)。
有源元件41的集电极-发射极电压(或者换句话说,第二光源块52的两端电压)为V2-V51。第一光源块51的两端电压V51大体处于恒定电压状态。因此,有源元件41的集电极-发射极电压能够与目标值Va成比例。
因此,通过逐渐增大目标值Va,电力转换电路2的输出电压V2能够与目标值Va成比例地逐渐降低。第二光源块52的两端电压降低了与输出电压V2的降低量相同的电压。通过进一步增大目标值Va,有源元件41完全变成ON状态,并且第二光源块52能够向熄灭状态变换。
另一方面,通过逐渐降低目标值Va,第二光源块52的两端电压能够逐渐增大,并且第二光源块52能够向点亮状态变换。
接着,作为本实施例的变形例,说明图21所示的点亮装置10。
在图21的例子中,有源元件41是N沟道型MOSFET,并且用作有源元件41的FET被配置成源极输出器电路,其中在该FET中,漏极连接至电力转换电路的电路接地侧输出端、并且源极连接至光源块51、52之间的连接点。另外,电力转换电路2的高电位侧输出端连接至电路接地端,从而使得电力转换电路2的输出相对于电路接地端具有负电位。另外,相对于图19的例子,图21的例子具有相互调换作为电流信号源进行工作的晶体管435的位置和用于将电流信号改变成电压信号的电阻器436的位置的结构。
在忽略晶体管435的基极-发射极电压、并且晶体管435是电流放大率无限大的理想晶体管的情况下,在将晶体管435的基极电压和控制电源Ec的输出电压之间的电压差施加至电阻器434时,输出基于该电压差的电流作为来自晶体管435的集电极的电流Ie。利用流向电阻器431的电流所生成的电压下降的量来确定晶体管435的基极电压。当电阻器431的阻抗设置为R431、并且电阻器439的阻抗设置为R439时,流向电阻器431的电流由于控制电源Ec的输出电压和电力转换电路2的输出电压V2之间的电压差,变成通过将晶体管432的集电极电路中流向电阻器431的电流(Va/R433)×[R439/(R431+R439)]叠加在流向电阻器431和电阻器439的电流(Vc-V2)/(R431+R439)所获得的电流。电流Ie变成流向电阻器431的电流的(R431/R434)倍。
在图21的例子中,当目标值Va增大时,电流Ie与目标值Va成比例地增大,并且当输出电压V2降低时,电流Ie降低。
有源元件41具有源极输出器电路结构。因此,将通过使有源元件41的阈值电压Vth叠加在第一光源块51的两端电压V51上所获得的电压施加至电阻器436。因此,当阈值电压设置成Vth、电阻器431的阻抗设置成R431、电阻器433的阻抗设置成R433、电阻器434的阻抗设置成R434、电阻器436的阻抗设置成R436、并且电阻器439的阻抗设置成R439时,有源元件41的栅极电压变成Vs1=V51+Vth=Ie×R436=R436×(R431/R434)×[(Vc-V2)+R439×(Va/R433)]/(R431+R439)。此外电力转换电路2的输出电压变成V2=(V51+Vth)×(R434/R436)×(1+R439/R431)-Va×(R439/R433)-Vc。第一光源块51的两端电压V51是大体恒定的电压。因此,电力转换电路2的输出电压V2与目标值Va成比例。
通过V2-V51来确定第二光源块52的两端电压,因而根据电力转换电路2的输出电压V2的变化而改变。因此,在图21的例子中,如图20的例子那样,能够根据目标值Va来调节第二光源块52的两端电压。通过利用切换控制电路44增大目标值Va,有源元件41完全变换成ON状态,使得第二光源块52能够变换成熄灭状态。另一方面,通过利用切换控制电路44逐渐降低目标值Va,能够使得第二光源块52的两端电压逐渐增大,并且使得第二光源块52能够变换成点亮状态。
在上述各实施例中,使用将误差乘以k的比例控制电路作为用于控制有源元件的误差放大器。然而,本发明不局限于该结构,并且为了提高有源元件被保持在ON状态或OFF状态时的控制电压的稳定性,例如可以使用包含积分电路的比例积分控制电路来构造误差放大器。还可以使用包含积分电路和微分电路这两者的比例积分微分控制电路来构造误差放大器,其中,微分电路用于进一步抑制有源元件的ON/OFF切换期间的电流变化。
注意,上述实施例所公开的结构仅是例子,并且可以根据期望进行修改,只要其功能和操作在概念上保持一致即可。例如,在上述实施例中,采用LED作为光源组中使用的固态光源的例子,但是代替地,还可以使用诸如直流驱动有机电致发光(EL)等的固态光源。
顺便提及,使用以上各实施例所述的点亮装置10作为例如诸如车辆前照灯等的灯。在车辆前照灯8中,如图22所示,将安装有光源块51、52的散热体82和控制光源块51、52的光输出的配光的反射板81容纳在灯主体83中,并且将点亮装置10设置在灯主体83的下表面上。通过经由电源线13从用作直流电源1的车载电池所提供的电力来使点亮装置10工作。
这里,将用于接通和断开点亮装置10的电源的电源开关11设置在连接至直流电源1的正极输出的电源线13上。此外,将用作通过接通和断开有源元件来使第二光源块52点亮和熄灭的操作单元的切换开关12设置在用于将直流电源1的正极输出连接至点亮装置10的信号线14上。换句话说,信号线14连接至切换电路4的切换控制电路44,并且切换电路4根据切换开关12的ON/OFF状态来工作以使有源元件41接通和断开。
在车辆前照灯8中,第一光源块51用作会车前照灯(近光灯),并且第二光源块52用作行驶前照灯(远光灯)。因此,通过响应于切换开关12的操作而使第二光源块52在点亮状态和熄灭状态之间进行切换,点亮装置10可以在仅会车前照灯以及会车前照灯和行驶前照灯两者之间进行切换。根据上述各实施例的点亮装置10可被良好地用作在两种配光模式(即,仅会车前照灯的配光模式以及会车前照灯和行驶前照灯的组合的配光模式)之间进行切换的点亮装置。注意,车辆前照灯8不局限于这两种配光模式(即,会车前照灯的配光模式以及会车前照灯和行驶前照灯的组合的配光模式),并且根据车辆,还可以包括与不同行驶状态相对应的附加的配光模式。
图23是示出左右成对安装上述车辆前照灯8的车辆9的外部透视图。注意,采用点亮装置10的灯不局限于车辆前照灯8,并且可以是车辆9的尾灯等或者其它灯。
以上说明了本发明的几个优选实施例,但是在不脱离本发明的原本精神和范围的情况下,或者换句话说,在不脱离权利要求书的情况下,本技术领域技术人员可以进行各种修正和变形。
Claims (12)
1.一种点亮装置,包括:
电源电路,用于向串联连接第一光源块和第二光源块的光源组供给恒定电流;以及
切换电路,其包括并联连接至所述第二光源块的有源元件,并且通过向所述有源元件施加电流以使得所述电流绕过所述第二光源块,来使所述第二光源块熄灭,
其中,所述有源元件包括控制端子,具有能够根据输入至所述控制端子的控制信号而改变的阻抗,并且在所述阻抗达到或超过预定值的情况下使所述第二光源块点亮,以及
所述切换电路包括:
控制单元,用于控制所述有源元件的所述阻抗,以使得流经所述有源元件的电流或者所述有源元件的两端电压与目标值一致;以及
切换控制电路,构成为设置所述目标值,并且使所述目标值单调增加使得流经所述有源元件的所述电流按照基于所述目标值的上升率随着时间的经过单调增加,或者使所述目标值单调降低使得流经所述有源元件的所述电流按照基于所述目标值的减少率随着时间的经过单调降低。
2.根据权利要求1所述的点亮装置,其中,所述控制单元检测流经所述有源元件的电流或者所述有源元件的两端电压作为检测值,并且通过控制所述有源元件的阻抗来反馈控制用作所述检测值的所述电流或所述两端电压,以使得所述检测值与所述目标值一致。
3.根据权利要求1或2所述的点亮装置,其中,在所述第二光源块从点亮状态变换成熄灭状态的情况下,所述切换控制电路使流经所述有源元件的电流的目标值随着时间的经过按照预定时间常数,从所述有源元件断开时的值增大至所述有源元件接通时的值,以及
所述控制单元随着所述目标值的增大来改变所述有源元件的阻抗。
4.根据权利要求1或2所述的点亮装置,其中,在所述第二光源块从点亮状态变换成熄灭状态的情况下,所述切换控制电路将流经所述有源元件的电流的目标值设置为既定值,其中所述既定值大于所述光源组稳态下点亮时流经所述第一光源块的负载电流、并且小于所述光源组的最大容许电流,以及
所述控制单元基于设置为所述既定值的所述目标值来改变所述有源元件的阻抗。
5.根据权利要求3所述的点亮装置,其中,在所述第二光源块从熄灭状态变换成点亮状态的情况下,所述切换控制电路使流经所述有源元件的电流的目标值随着时间的经过按照预定时间常数,从所述有源元件接通时的值降低至所述有源元件断开时的值,以及
所述控制单元随着所述目标值的降低来改变所述有源元件的阻抗。
6.根据权利要求4所述的点亮装置,其中,所述电源电路包括检测单元,所述检测单元用于检测流向所述光源组的电流以进行恒定电流控制,以及
所述控制单元使用所述检测单元所检测到的电流作为检测值,并且通过控制所述有源元件的阻抗来反馈控制用作所述检测值的电流,以使得所述检测值与所述目标值一致。
7.根据权利要求1或2所述的点亮装置,其中,在所述第二光源块从点亮状态变换成熄灭状态的情况下,所述切换控制电路使所述有源元件的两端电压的目标值的绝对值随着时间的经过按照预定时间常数,从所述有源元件断开时的值降低至所述有源元件接通时的值,以及
所述控制单元随着所述目标值的绝对值的降低来改变所述有源元件的阻抗。
8.根据权利要求7所述的点亮装置,其中,在所述电源电路的输出级和所述光源组之间并联连接的电容器的容抗设置为C、所述有源元件断开的状态下的所述有源元件的两端电压设置为V0、并且流向所述光源组的负载电流设置为I0的情况下,
所述切换控制电路在至少C×V0/I0的时间段内,将所述目标值的绝对值从所述有源元件断开时的值降低至所述有源元件接通时的值。
9.根据权利要求7所述的点亮装置,其中,在所述第二光源块从熄灭状态变换成点亮状态的情况下,所述切换控制电路使所述目标值的绝对值随着时间的经过按照预定时间常数,从所述有源元件接通时的值增大至所述有源元件断开时的值,以及
所述控制单元随着所述目标值的绝对值的增大来改变所述有源元件的阻抗。
10.根据权利要求1或2所述的点亮装置,其中,所述电源电路包括过电压控制单元,所述过电压控制单元用于监视所述电源电路的输出电压并且将所述输出电压限制在大于所述光源组稳态下点亮时的最大值的上限值以下,以及
所述切换电路响应于所述第二光源块在点亮状态和熄灭状态之间的切换来切换所述上限值。
11.根据权利要求1或2所述的点亮装置,其中,所述光源组包括串联连接的多个发光二极管。
12.一种车辆前照灯,包括:
根据权利要求1至11中任一项所述的点亮装置;以及
灯主体,用于安装至车辆。
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