CN106413178B - 点灯电路及使用该点灯电路的车辆用灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种点灯电路,其能够抑制过电流。降压转换器(20d)具有输出电感器(L2),经由输出电感器(L2)将驱动电流(IDRV)供给至光源(2),进行反馈控制以使驱动电流(IDRV)接近于目标电流(IREF)。保护电路(60)如果检测到降压转换器(20d)的输出端子从开路状态恢复为正常状态,则在停止时间的期间,将降压转换器(20d)的通断停止。
Description
技术领域
本发明涉及在汽车等中使用的车辆用灯具,特别地,涉及其故障检测。
背景技术
以前,作为车辆用灯具、特别是前照灯的光源,卤素灯、HID(High IntensityDischarge)灯曾经是主流,但近年来取代它们,使用了LED(发光二极管)、激光二极管等半导体光源的车辆用灯具的开发不断发展。
对使用了半导体光源的车辆用灯具要求如下功能,即,对由半导体光源的开路破坏、线束脱落、配线的断线等引起的开路异常进行检测,并通知车辆侧。图1(a)、(b)是具有点灯电路的车辆用灯具的电路图,该点灯电路具有开路异常检测功能。此外,它们是本发明人事先研究出的电路,不得被认定为公知技术。图1(a)的点灯电路10r具有降压转换器(Buck转换器)20以及开路检测电路30r。经由开关6,来自蓄电池4的电压VBAT被供给至点灯电路10r。降压转换器20对电压VBAT进行降压,将输出电压VOUT供给至光源2。降压转换器20通过未图示的转换器控制器进行反馈控制,以使流过光源2的驱动电流IDRV接近于对光源2的目标光量进行规定的目标值IREF。
图1(a)的开路检测电路30r具有比较器32r和电流检测用的感测电阻RS。感测电阻RS插入至驱动电流IDRV的路径上,在其两端间产生与驱动电流IDRV成正比的电压降(电流检测信号)VIS。比较器32r将电流检测信号VIS与规定的阈值电压VTH进行比较。在图1(a)的车辆用灯具1r正常时,正常的驱动电流IDRV流过感测电阻RS,产生超过阈值电压VTH的电压降VIS。反之,如果发生开路异常,则由于驱动电流IDRV变得不再流动,因此电压降VIS实质上变为零,变得比阈值电压VTH低。因此,比较器32r的输出信号在VIS>VTH时具有表示正常的第1电平(例如高电平),在VIS<VTH时具有表示异常的第2电平(例如低电平)。
图1(b)的开路检测电路30s具有电阻R11、R12和比较器32s。电阻R11、R12对降压转换器20的输出电压VOUT进行分压。比较器32s将分压后的输出电压(电压检测信号)VVS与阈值电压VTH进行比较。
在图1(b)的车辆用灯具1s正常时,输出电压VOUT被反馈控制为最适于向光源2供给目标电流IREF的电压电平。如果发生开路异常,则驱动电流IDRV变得不再流动,但降压转换器20的控制器为了使驱动电流IDRV接近于目标值IREF,使通断(switching)的占空比增加,由此输出电压VOUT上升。其结果,电压检测信号VVS超过阈值电压VTH。
因此,比较器32s的输出信号在VVS<VTH时具有表示正常的第1电平(例如高电平),在VVS>VTH时具有表示开路异常的第2电平(低电平)。
专利文献1:日本特开2004-134147号公报
1.本发明人对图1(a)、(b)的点灯电路10r、10s进行了研究,其结果认识到以下的课题。
在激光二极管为光源2的车辆用灯具中,为了进行维护或测试,要求使光源2以低亮度进行发光的低亮度模式(测试模式)。在该情况下,在图1(a)的点灯电路10r中,需要将阈值电压VTH设定得比低亮度模式下的电压检测信号VIS低,但由于在低亮度模式下流过光源2的驱动电流IDRV是微弱的,电压检测信号VIS极小,因此必须将阈值电压VTH设定得非常低,容易受到误差的影响。
有时由串联连接的多个LED、和与几个LED并联地设置的几个旁路开关构成光源2。如果使用该光源2,则能够与旁路开关的接通或断开相应地,对与之并联的LED的点灯、熄灯进行控制。在这里,在将正在点灯的LED的个数设为N时,由于降压转换器20的输出电压VOUT由
VOUT≈VF×N
给出,因此输出电压VOUT相应于点灯数量N而动态地变动。在图1(b)的点灯电路10s中,在输出电压VOUT动态地变动的情况下,难以适当地确定阈值电压VTH。
2.另外,关于开路故障,本发明人认识到以下的课题。
由于半导体光源承受过电流的性能弱,特别是在激光二极管中,过电流可能引起COD(Catastrophic optical damage)的故障,因此即使只是瞬时,也需要防止流过超过绝对最大额定值的电流,与其他光源相比,要求更为苛刻的过电流保护。
在点灯电路10r(或者10s)和光源2的连接器触点,有时发生反复进行接触(正常状态)、非接触(开路状态)的震颤。在开路状态下,由于点灯电路10r(10s)的电流检测信号VIS为零,因此占空比增加,以使驱动电流IDRV接近于目标值IREF。其结果,输出电容器的电压增加。然后,如果连接器触点恢复为接触状态,则过量地蓄积于输出电容器的电荷流入至光源2,产生过电流。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其例示某种方式的目的之一在于,提供一种能够对开路异常适当地进行检测的点灯电路。另外,本发明例示某种方式的目的之一在于,提供一种能够抑制过电流的点灯电路。
1.本发明的某种方式涉及一种点灯电路。点灯电路具有:降压转换器,其将驱动电流供给至光源,进行反馈控制以使驱动电流接近于目标电流;以及开路检测电路,其将降压转换器的输入电压和输出电压的电位差,与规定的阈值电压进行比较。
如果降压转换器的负载变为开路异常,则驱动电流变为零,为了使驱动电流增加,在输出电压上升的方向施加反馈,如果发生开路异常,则降压转换器的输入输出间的电位差接近于零。根据该方式,能够基于降压转换器的输入输出间的电位差而对开路异常进行检测。
开路检测电路也可以包含PNP型双极晶体管,该PNP型双极晶体管的发射极与降压转换器的输入端子连接,基极与降压转换器的输出端子连接。由于双极晶体管的导通、截止与异常检测的结果相对应,不需要电压转换器,因此能够降低成本。
开路检测电路也可以还含有第1电阻,该第1电阻设置于双极晶体管的集电极和接地之间。
开路检测电路也可以还含有P沟道FET(Field Effect Transistor),该P沟道FET的源极与降压转换器的输入端子连接,栅极与降压转换器的输出端子连接。在该情况下,由于FET的导通、截止与异常检测的结果相对应,不需要电压转换器,因此能够降低成本。
开路检测电路也可以还包含钳制元件,该钳制元件设置于FET的栅极源极间。由此,能够将栅极源极间电压抑制得比耐压低。
开路检测电路也可以还具有第2电阻,该第2电阻设置于FET的漏极和接地之间。
2.本发明的其他方式也涉及一种点灯电路。点灯电路具有:转换器,其具有输出电感器,经由输出电感器将驱动电流供给至光源,进行反馈控制以使驱动电流接近于目标电流;以及保护电路,其如果检测到转换器的输出端子从开路状态恢复为正常状态,则在停止时间的期间,将转换器的通断停止。
如果变为开路状态,则由于驱动电流的检测值为零,因此转换器的占空比增加,输出电压上升。然后,如果恢复为正常状态,则蓄积于输出电感器的过量的电荷经由输出电感器而供给至光源。由于输出电感器与输出电容器一起形成共振电路,受到了限制的共振电流流过光源,因此过电流被抑制。
如果该共振电流被叠加至通过反馈控制而生成的驱动电流,则可能变成过电流,然而在从开路状态向正常状态恢复时,通过使通断转换器的通断动作的重新开始发生延迟,从而在共振电路的电流变小后产生驱动电流,因此能够抑制过电流。
保护电路也可以在转换器的输出电压急剧地降低时判定为向正常状态的恢复。“输出电压急剧地下降的情况”包含如下情况等,即:输出电压的斜率超过了规定的阈值、规定时间的输出电压的变化幅度超过了规定的阈值、输出电压变化规定幅度所需的时间比规定的阈值短。由此,能够对从开路状态起的正常状态的恢复进行检测。
保护电路也可以在经过停止时间后使转换器的通断的占空比缓慢地上升。由此,在重新开始通断后,由于驱动电流缓慢地增加,因此能够进一步抑制过电流。
保护电路也可以在停止时间的期间,将目标电流设为零,在经过停止时间后,使目标电流缓慢地上升。
保护电路也可以是,如果检测到转换器的输出端子已从短路状态恢复为正常状态的情况,则在停止时间的期间将转换器的通断停止。
由此,由于在从短路状态向正常状态恢复时,通过使通断转换器的通断动作的重新开始发生延迟,从而在共振电路的电流变小后产生驱动电流,因而能够抑制过电流。
保护电路也可以在转换器的输出电压急剧地上升时判定为从短路状态向正常状态恢复。由此,能够对从短路状态起的正常状态的恢复进行检测。
保护电路也可以包含接受输出电压的微分电路或者高通滤波器。保护电路也可以是,如果微分电路或者高通滤波器的输出信号超过规定值,则判定为向正常状态的恢复。
保护电路也可以包含:电容器,其一端接地;充电电阻,其与电容器的另一端连接,向电容器施加对正常状态下的前述目标电流进行规定的目标电压;以及放电开关,其与电容器并联地设置。也可以是,如果保护电路检测到向正常状态的恢复,则放电开关接通。
转换器也可以是降压型。点灯电路也可以还具有开路检测电路,该开路检测电路将转换器的输入电压和输出电压的电位差,与规定的阈值电压进行比较。
本发明的其他方式涉及车辆用灯具。车辆用灯具具有光源、和驱动光源的上述任意的点灯电路。
发明的效果
根据本发明的某种方式,能够对开路异常适当地进行检测。另外,根据本发明的某种方式,能够抑制过电流。
附图说明
图1(a)、(b)是具有点灯电路的车辆用灯具的电路图,该点灯电路具有开路异常检测功能。
图2是第1实施方式所涉及的车辆用灯具的电路图。
图3是图2的点灯电路的动作波形图。
图4(a)、(b)是表示车辆用灯具的具体的结构例的电路图。
图5(a)、(b)是表示车辆用灯具的其他结构例的电路图。
图6是第2实施方式所涉及的车辆用灯具的电路图。
图7是图6的点灯电路的动作波形图。
图8是图6的点灯电路的具体的电路图。
图9是图8的点灯电路的动作波形图。
图10是表示保护电路的具体的结构例的电路图。
图11是表示从短路状态向正常状态恢复的波形图。
图12是变形例2.2所涉及的保护电路的电路图。
图13是具有实施方式所涉及的车辆用灯具的灯具单元的斜视图。
标号的说明
1…车辆用灯具,2…光源,4…蓄电池,6…开关,10…点灯电路,12…连接器,14…共振电路,20…降压转换器,22…控制器,30…开路检测电路,32…比较器,40…开路检测电路,42…双极晶体管,R1…第1电阻,R2…第2电阻,R3…基极电阻,R4…栅极电阻,44…FET,46…钳制元件,48…电压比较器,500…灯具单元,502…罩,504…远光单元,506…近光单元,508…框体,M1…开关晶体管,L2…输出电感器,C1…输入电容器,C2…输出电容器,60…保护电路,62…第1微分电路,64…目标电流控制器,66…缓冲器,70…电流感测放大器,72…迟滞比较器,74…驱动器,Q12…放电开关,C22…电容器,R22…充电电阻。
具体实施方式
下面,基于优选的实施方式,参照附图对本发明进行说明。对在各附图中示出的相同或者等同的构成要素、部件、处理,标注相同的标号,适当省略重复的说明。另外,实施方式是例示而并非对发明进行限定的内容,在实施方式中记述的所有特征或其组合不一定是发明的本质内容。
在本说明书中,所谓“部件A与部件B连接的状态”,除部件A和部件B物理地直接连接的情况以外,还包含部件A和部件B经由其他部件间接连接的情况,该间接地连接对它们的电连接状态不造成实质的影响、或者不使通过它们的结合所实现的功能或效果受到损害。
同样地,所谓“部件C设置于部件A和部件B之间的状态”,除部件A和部件C、或者部件B和部件C直接连接的情况以外,还包含部件A和部件C、或者部件B和部件C经由其他部件间接连接的情况,该间接地连接对它们的电连接状态不造成实质的影响、或者不使通过它们的结合所实现的功能或效果受到损害。
另外,在本说明书中,假设对电压信号、电流信号等电信号、或者电阻、电容等电路元件标注的标号,根据需要而表示各个电压值、电流值、或者电阻值、电容值。
另外,对于本领域技术人员而言,能够理解下述情况,即,能够进行双极晶体管、MOSFET、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的置换、晶体管的P沟道(PNP型)和N沟道(NPN型)的调换、电源和接地之间的上下颠倒。
(第1实施方式)
图2是第1实施方式所涉及的车辆用灯具1的电路图。车辆用灯具1具有光源2及点灯电路10。点灯电路10具有降压转换器20、控制器22以及开路检测电路40。
经由开关6,来自蓄电池4的电压VBAT被供给至点灯电路10。降压转换器20对与蓄电池电压VBAT相应的输入电压VIN进行降压,将输出电压VOUT供给至光源2。降压转换器20通过转换器控制器22进行反馈控制,以使流过光源2的驱动电流IDRV接近于目标值IREF,该目标值IREF对光源2的目标光量进行规定。降压转换器20包含输入电容器C1、输出电容器C2、开关晶体管M1、整流二极管D1、电感器L1。控制器22为了使驱动电流IDRV接近于目标值IREF而生成占空比变化的脉冲信号SPWM,驱动开关晶体管M1。控制器22的控制方式不特别地限定,既可以是迟滞控制(Bang-Bang控制),也可以是使用了错误放大器的反馈控制。
开路检测电路40将降压转换器20的输入电压VIN和输出电压VOUT的电位差△V与规定的阈值电压VTH进行比较。然后,在△V>VTH时判定为正常,将异常检测信号S1设为第1电平(例如高电平),在△V<VTH时判定为异常,将异常检测信号S1设为第2电平(例如低电平)。
以上是点灯电路10的基本结构。接下来对其动作进行说明。图3是图2的点灯电路10的动作波形图。在时刻t0之前,车辆用灯具1正常,驱动电流IDRV被稳定为目标量IREF。此时,输出电压VOUT被稳定为某个电压电平。
在时刻t0,如果发生开路异常,则驱动电流IDRV被断开而变为零。控制器22为了使驱动电流IDRV接近于目标值IREF而使脉冲信号SPWM的占空比增加。对此进行响应,输出电压VOUT上升,不久到达至输入电压VIN。开路检测电路40对VIN和VOUT的电位差△V=VIN-VOUT进行监视,在时刻t1,如果变为△V<VTH,则将异常检测信号S1设为低电平。
以上是点灯电路10的动作。根据该点灯电路10,能够基于降压转换器20的输入输出间的电位差△V而对开路异常进行检测。
在将该点灯电路10使用在光源2是激光二极管的车辆用灯具1中的情况下,即使在将点灯电路10设定为低亮度模式、将驱动电流IDRV设为微小值的情况下,也能够对开路异常适当地进行检测。或者,在将点灯电路10使用于包含与光源2串联连接的多个LED、通过旁路开关对点灯或熄灯进行控制的车辆用灯具中的情况下,也能够与输出电压VOUT的动态的变动无关地对开路异常适当地进行检测。
本发明作为图2的框图或电路图而被掌握,或者是与根据上述的说明导出的各种装置、电路等同的结构,不限定于特定的结构。下面,为了有助于理解发明的本质或电路动作、并且将它们明确,对更具体的结构例进行说明,而并非为了缩小本发明的范围。
图4(a)、(b)是表示车辆用灯具1的具体的结构例的电路图。图4(a)的开路检测电路40a包含PNP型的双极晶体管42、第1电阻R1、基极电阻R3。双极晶体管42的发射极与降压转换器20的输入端子连接,其基极经由基极电阻R3而与降压转换器20的输出端子连接。第1电阻R1设置于双极晶体管42的集电极和接地之间。此外,也可以省略第1电阻R1而作为开路集电极的输出。另外,也可以省略基极电阻R3。
降压转换器42的输入输出间的电位差△V被输入至双极晶体管42的基极发射极间。在正常时,由于电位差△V充分大,因此双极晶体管42为导通状态,异常检测信号S1为高电平(VIN)。如果发生开路异常,输入输出间的电位差△V变得比双极晶体管42的基极发射极间的阈值电压(0.6~0.7V)小,则双极晶体管42变为截止,异常检测信号S1变为低电平。即,双极晶体管42的导通、截止与没有检测出异常、检测出异常相对应。根据图4(a)的车辆用灯具1a,由于不需要电压转换器,因此能够降低电路成本。
图4(b)的开路检测电路40b作为将图4(a)的双极晶体管42置换为P沟道FET 44后的结构而被掌握。FET 44的源极与降压转换器20的输入端子连接,其栅极经由栅极电阻R4而与降压转换器20的输出端子连接。第2电阻R2设置于FET 44的漏极和接地之间。钳制元件46设置于FET 44的栅极源极间,对栅极源极间电压进行钳制以使得不超过规定值。例如,钳制元件46能够由齐纳二极管、肖特基二极管等构成。
降压转换器20的输入输出间的电位差△V被输入至FET 44的栅极源极间。在正常时,由于电位差△V充分大,因此FET 44为导通状态,异常检测信号S1为高电平(VIN)。如果发生开路异常,输入输出间的电位差△V变得比FET的阈值电压VGS(TH)(例如1.5V)小,则FET 44变为截止,异常检测信号S1变为低电平。即,FET 44的导通、截止与没有异常、有异常相对应。根据图4(b)的车辆用灯具1b,由于不需要电压转换器,因此能够降低电路成本。
图5(a)、(b)是表示其他结构例的车辆用灯具1c的电路图。在图5(a)的车辆用灯具1c中,开路检测电路40c是使用电压比较器48而构成的。电压比较器48也可以对将输入电压VIN向低电位侧偏移VTH后的电压、和输出电压VOUT进行比较。电压偏移VTH是由电平移位器49导入的。图5(b)是表示电平移位器49的结构例的电路图。例如电平移位器49包含电阻R5及电流源50。电阻R5的一端与降压转换器20的输入端子连接,其另一端与电流源50连接。电流源50生成规定的恒定电流IC。在电阻R5和电流源50的连接点,产生VIN-R5×IC的电压。即,R5×IC成为VTH。根据图5(a)的车辆用灯具1c,由于使用电压比较器,因此虽然成本增加,但能够进行准确的电压比较。另外,在使用了包含多个电压比较器在内的比较器电路、电压比较器富裕的情况下,不会发生成本增加。
(第2实施方式)
图6是第2实施方式所涉及的车辆用灯具1d的电路图。例如连接器12被设置于光源2和点灯电路10d之间,光源2和点灯电路10d可装卸地连接。点灯电路10d具有降压转换器20d、控制器22以及保护电路60。此外,在第2实施方式中进行说明的技术能够与在第1实施方式中所说明的技术组合使用,因此虽然在图6中被省略,但点灯电路10d能够还具有上述的开路检测电路40。
点灯电路10d在图2的点灯电路10的基础上,具有输出电感器L2。输出电感器L2被插入至输出电容器C2和光源2之间。保护电路60如果检测到降压转换器20d的输出端子从开路状态恢复为正常状态的情况,则在停止时间τ1的期间,将降压转换器20d的通断(switching)停止。
例如,保护电路60也可以基于降压转换器20d的输出电压VOUT,对从开路状态向正常状态的恢复进行检测。保护电路60也可以在经过停止时间τ1后,使转换器20d的通断的占空比从零缓慢地上升(软启动)。
以上是点灯电路10d的基本结构。接下来说明其动作。图7是图6的点灯电路10d的动作波形图。在时刻t1之前,连接器12处于开路状态。在开路状态下,驱动电流IDRV为零。控制器22为了通过反馈控制而使成为零的驱动电流IDRV接近于目标电流IREF,以大的占空比驱动开关晶体管M1。其结果,电感器L1的电流流入至输出电容器C2,输出电压VOUT具有比正常时高的电压电平。
在时刻t1,连接器12的开路状态被消除,恢复为接触状态(即正常状态)。由此,蓄积于输出电容器C2的过量的电荷被经由输出电感器L2供给至光源2。由于输出电感器L2与输出电容器C2一起形成LC共振电路14,受到了限制的共振电流IRES流过光源2,因此过电流被抑制。此外,希望留意如下情况,即,在不存在输出电感器L2的情况下,如单点划线所示,由于流过光源2的灯具电流ILAMP不受限制而上升,因此变为过电流。
灯具电流ILAMP是降压转换器20d基于反馈控制而生成的驱动电流IDRV、和流过共振电流14的共振电流IRES的合计电流。共振电流IRES在输出电容器C2和输出电感器L2所形成的环路中流动,因此在向控制器22的电流检测信号VIS中,不含有共振电流IRES。因此,如果假设保护电路60在从开路状态向正常状态恢复时,省略停止时间τ1而立即重新开始降压转换器20d的通断动作,则共振电流IRES被叠加至通过反馈控制而生成的驱动电流IDRV,流过光源2的灯具电流ILAMP可能变为过电流。
对此,在本实施方式中,保护电路60在从开路状态向正常状态恢复时,在经过停止时间τ1后重新开始降压转换器20d的通断动作。关于停止时间τ1,考虑共振电流IRES变得充分小的缓和时间而确定即可。由此,由于在共振电路14的共振电流IRES变小后产生驱动电流IDRV,因此能够抑制过电流。
另外,如果在经过停止时间τ1后重新开始通断动作时不进行软启动控制,则由于电感器L1、输出电容器C2、输出电感器L2的共振,有可能产生过电流。对此,在本实施方式中,通过利用软启动使转换器20d的输出电流IDRV缓慢地增加,从而能够抑制上述过电流。
接下来,说明图6的点灯电路10d的具体的结构例。图8是图6的点灯电路10d的具体的电路图。控制器22是迟滞控制(Bang-Bang控制)的控制器,具有电流感测放大器70、迟滞比较器72、驱动器74。例如检测电阻RS被插入至降压转换器20d所生成的驱动电流IDRV的路径上。电流感测放大器70对产生于检测电阻RS的电压降VIS进行放大。迟滞比较器72将电压降VIS和相应于自身的输出而2值地变化的阈值电压VH、VL进行比较,生成调制后的控制脉冲。阈值电压VH、VL是基于基准电压VREF而进行规定的,该基准电压VREF指示驱动电流IDRV的目标值IREF。驱动器74基于迟滞比较器72所生成的控制脉冲,驱动开关晶体管M1。此外,控制器22的控制方式也可以是使用错误放大器的反馈控制。
如图7所示,在时刻t1,如果从开路状态恢复为正常状态,则输出电压VOUT瞬时地下降。保护电路60也可以利用该现象而对正常状态的恢复进行检测。即,保护电路60也可以在输出电压VOUT急剧地下降时判定为从开路状态向正常状态的恢复。
例如,保护电路60能够包含第1微分电路62或者低通滤波器。例如关于第1微分电路62的输出信号VA,输出电压VOUT的向下倾斜的斜率变得越大,则输出信号VA越增加。然后,输出信号VA以与第1微分电路62的内部的时间常数TC1相应的斜率返回至0。由该时间常数TC1规定上述的停止时间τ1。
目标电流控制器64与第1微分电路62的输出VA相应地,对基准电压VREF进行调节,该基准电压VREF对驱动电流IDRV的目标值IREF进行规定。具体地说,目标电流控制器64在第1微分电路62的输出信号VA的绝对值比规定的阈值VB低时,将基准电压VREF设定为通常值VNORM。目标电流控制器64在第1微分电路62的输出信号VA的绝对值超过阈值VB的状态下,将基准电压VREF即目标电流IREF设为零。由此,降压转换器20d的通断停止。
关于目标电流控制器64,如果第1微分电路62的输出信号VA的绝对值小于阈值VB,则使基准电压VREF即目标电流IREF朝向通常值VNORM缓慢地增加。由此,在经过停止时间τ1后,能够实现软启动控制。
图9是图8的点灯电路10d的动作波形图。在图9中示出连接器12的触点复位时的动作。在时刻t1,如果连接器12的触点复位,则输出电压VOUT急剧地下降,第1微分电路62的输出信号VA的绝对值上升,超过阈值VB。由此,基准电压VREF从通常值VNORM下降至零,降压转换器20d的通断停止。
并且,在电压VA按照第1微分电路62的内部的时间常数TC1下降时,在时刻t2变得比阈值VB低。这样,目标电流控制器64使基准电压VREF缓慢地上升。即,时刻t1~t2的延迟时间成为停止时间τ1。
图10是表示保护电路60的具体的结构例的电路图。第1微分电路62主要包含双极晶体管Q11、电容器C21、电阻R21。通过该结构,生成与输出电压VOUT的向下倾斜的斜率相应的信号VA。第1微分电路62的时间常数TC1由电阻R21和电容器C21规定。该第1微分电路62还能够掌握为高通滤波器。
目标电流控制器64主要包含电容器C22、充电电阻R22、放电开关Q12。电容器C22的一端接地。充电电阻R22将电压VCNT施加于电容器C22,该电压VCNT对基准电压VREF的通常值VNORM进行规定。在放电开关Q12断开时,电容器C22的电压VC22与电压VCNT相等。电容器C22的电压VC22通过缓冲器66而施加于分压电阻R23、R24,生成基准电压VREF。
第1微分电路62的输出信号VA’被输入至作为NPN型双极晶体管的放电开关Q12的基极。如果第1微分电路62中的晶体管Q11的基极电压VA小于晶体管的导通/截止的阈值电压(上述的阈值)VB,第1微分电路62的输出信号VA’超过基极发射极间的阈值VBE,则放电开关Q12变为接通,电容器C22的电压VC22变为零、即基准电压VREF变为零。放电开关Q12是电压的比较单元,并且具有将基准电压VREF重置为零的功能。
如果晶体管Q11的基极电压VA超过阈值VB,则晶体管Q11截止,放电开关Q12变为断开。这样,电容器C22经由电阻R22而进行充电。此时,电容器C22的电压VC22以CR时间常数TC1不断上升。由此,能够实现上述的软启动。此外,由于晶体管Q11是PNP型双极晶体管,输入电压VIN被供给至其发射极,因此以输入电压VIN为基准进行动作。因此希望留意如下情况,即,如果电压VA小于阈值电压VB,则晶体管Q11变为导通,如果电压VA超过阈值电压VB,则晶体管Q11变为截止。
在缓冲器66的响应延迟大的情况下,追加晶体管Q13。作为晶体管Q13,如果信号VA超过阈值VBE(=VB),则变为导通,将产生于分压电阻R23、R24的节点处的基准电压VREF直接下拉至零。此外,在缓冲器66为高速的情况下,能够省略晶体管Q13,也可以进一步省略电阻R23、R24。
(第2实施方式的变形例)
(变形例2.1)
在上述说明中,说明了对从开路状态向正常状态恢复时的过电流进行抑制的技术,但该技术还能够利用于抑制从短路状态向正常状态恢复时所产生的过电流。在该情况下,关于保护电路60,如果检测到降压转换器20d的输出端子从短路状态恢复为正常状态的情况,则在停止时间τ2的期间,将降压转换器20d的通断停止即可。停止时间τ2既可以与停止时间τ1相同,也可以不同。
图11是表示从短路状态向正常状态的恢复的波形图。在短路状态下,输出电压VOUT固定于零附近。降压转换器20d所生成的驱动电流IDRV在短路状态下也稳定为目标值IREF。在时刻t1,如果从短路状态恢复为正常状态,则输出电压VOUT大幅地跃升。因此,保护电路60也可以在降压转换器20d的输出电压VOUT急剧地上升时,判定为从短路状态向正常状态的恢复。在保护电路60中,能够取代上述的第1微分电路62而包含第2微分电路62s(例如在图12中进行图示)或者低通滤波器。关于第2微分电路62s的输出信号,输出电压VOUT的向上倾斜的斜率变得越大,则输出信号越增加。然后,该输出信号以与第2微分电路62s的内部的时间常数TC2相应的斜率返回至零。根据该变形例,能够抑制从短路状态起恢复时的过电流。
(变形例2.2)
并且,能够以应对从开路状态起的恢复、和从短路状态起的恢复这两者的方式构成电路。例如为了用于开路和用于短路,可以设置两个系统的保护电路60。或者,在图8中,可以设置开路用的第1微分电路62、和短路用的第2微分电路62s这2个系统,共用目标电流控制器64。
图12是变形例2.2所涉及的保护电路60e的电路图。保护电路60e在图10的保护电路60的基础上还具有电容器C23。电容器C23与晶体管Q12的基极电阻R12、晶体管Q13的基极电阻R13一起形成短路用的第2微分电路62s。该第2微分电路62s生成与输出电压VOUT的正边沿的斜率相应的电压VC1、VC2。关于晶体管Q12、Q13,如果第2微分电路62s的输出信号VC1、VC2超过规定值VB,则导通。
关于第2微分电路62s的输出信号VC1、VC2,输出电压VOUT的向上倾斜的斜率变得越大,则输出信号VC1、VC2越增加。然后,输出信号VC1、VC2以与第2微分电路62s的内部的时间常数TC2相应的斜率返回至0。由该时间常数TC2规定短路恢复时的停止时间τ2。
根据图12的保护电路60e,对于从开路状态向正常状态的恢复、从短路状态向正常状态的恢复这两者,均能够抑制过电流。如果从图12中省略第1微分电路62,则能够抑制从短路状态向正常状态恢复时的过电流。
(用途)
最后,说明车辆用灯具1的用途。图13是具有第1或者第2实施方式所涉及的车辆用灯具1的灯具单元(灯具总成)500的斜视图。灯具单元500具有透明的罩502、远光单元504、近光单元506、框体508。上述车辆用灯具1能够在例如远光单元504中使用。也可以取代远光单元504而在近光单元506中使用车辆用灯具1,或者同时在远光单元504和近光单元506中使用车辆用灯具1。
基于实施方式,使用具体的词句说明了本发明,但实施方式仅表示本发明的原理、应用,在实施方式中,认为在不脱离由权利要求书规定的本发明的思想的范围,存在许多的变形例或配置的变更。
Claims (13)
1.一种点灯电路,其特征在于,具有:
转换器,其具有输出电感器,经由所述输出电感器将驱动电流供给至光源,进行反馈控制以使所述驱动电流接近于目标电流;以及
保护电路,其如果检测到所述转换器的输出端子从开路状态恢复为正常状态,则在经过停止时间后重新开始所述转换器的通断动作,在该停止时间的期间,将所述转换器的通断停止。
2.根据权利要求1所述的点灯电路,其特征在于,
所述保护电路在所述转换器的输出电压急剧地下降时,判定为从所述开路状态向所述正常状态的恢复。
3.根据权利要求1或2所述的点灯电路,其特征在于,
所述保护电路如果检测到所述转换器的输出端子从短路状态恢复为所述正常状态,则在经过第2停止时间后重新开始所述转换器的通断动作,在该第2停止时间的期间,将所述转换器的通断停止。
4.根据权利要求3所述的点灯电路,其特征在于,
所述保护电路在所述转换器的输出电压急剧地上升时,判定为从所述短路状态向所述正常状态的恢复。
5.一种点灯电路,其特征在于,具有:
转换器,其具有输出电感器,经由所述输出电感器将驱动电流供给至光源,进行反馈控制以使所述驱动电流接近于目标电流;以及
保护电路,其如果检测到所述转换器的输出端子从短路状态恢复为正常状态,则在经过停止时间后重新开始所述转换器的通断动作,在该停止时间的期间,将所述转换器的通断停止。
6.根据权利要求5所述的点灯电路,其特征在于,
所述保护电路在所述转换器的输出电压急剧地上升时,判定为从所述短路状态向所述正常状态的恢复。
7.根据权利要求1、2、4至6中任一项所述的点灯电路,其特征在于,
所述保护电路在经过所述停止时间后,使所述转换器的通断的占空比缓慢地上升或下降。
8.根据权利要求1、2、4至6中任一项所述的点灯电路,其特征在于,
所述保护电路包含接受所述转换器的输出电压的微分电路或者高通滤波器,
如果所述微分电路或者高通滤波器的输出信号超过规定值,则所述保护电路判定为向所述正常状态的恢复。
9.根据权利要求1、2、4至6中任一项所述的点灯电路,其特征在于,
所述保护电路包含:
电容器,其一端接地;
充电电阻,其与所述电容器的另一端连接,施加对所述正常状态下的所述目标电流进行规定的目标电压;以及
放电开关,其与所述电容器并联地设置,
所述保护电路如果检测到向所述正常状态的恢复,则所述放电开关接通。
10.一种点灯电路,其特征在于,具有:
转换器,其具有输出电感器,经由所述输出电感器将驱动电流供给至光源,进行反馈控制以使所述驱动电流接近于目标电流;以及
保护电路,其在所述转换器的输出电压急剧地变化时,在经过停止时间后重新开始所述转换器的通断动作,在该停止时间的期间,将所述转换器的通断停止。
11.根据权利要求1、2、4、5、6、10中任一项所述的点灯电路,其特征在于,
所述转换器是降压型,
所述点灯电路还具有开路检测电路,该开路检测电路将所述转换器的输入电压和输出电压的电位差,与规定的阈值电压进行比较。
12.根据权利要求11所述的点灯电路,其特征在于,
所述开路检测电路包含PNP型双极晶体管,该PNP型双极晶体管的发射极与所述转换器的输入端子连接,基极与所述转换器的输出端子连接。
13.一种车辆用灯具,其特征在于,具有:
光源;以及
权利要求1至12中任一项所述的点灯电路,其驱动所述光源。
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