CN107787084A - 点灯电路以及车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明对开关转换器的频率变动进行抑制。升压转换器(410)具有ADJ端子，对电源电压(VBAT)进行升压，生成稳定于与ADJ端子的电压(VADJ)相对应的目标电压的直流电压(VDC)。降压转换器(430)接受直流电压(VDC)，将驱动电流(ILAMP)向光源(310)供给。包含滞环控制方式的滞环控制器，滞环控制器以使驱动电流(ILAMP)稳定于在目标电流的附近规定的峰值以及谷值之间、且使降压转换器(430)的开关频率接近恒定值的方式，使峰值和谷值的差变化。电压调节电路(460)使升压转换器(410)的ADJ端子的电压(VADJ)与降压转换器(430)的输出电压(VOUT)相对应地动态地变化。

Description

点灯电路以及车辆用灯具
技术领域
本发明涉及在汽车等中使用的灯具。
背景技术
车辆用灯具通常能够对近光和远光进行切换。近光是以规定的照度对近处进行照明的光，在配光规定中规定为不对逆向车、前行车造成眩光，主要在行驶于市区的情况下使用。另一方面，远光是以比较高的照度对前方的宽范围以及远方进行照明的光，主要在高速行驶于逆向车、前行车少的道路的情况下使用。因此，远光与近光相比较，对于驾驶员的观察性而言，远光更优越，但存在下述问题，即，会对在车辆前方存在的车辆的驾驶员、行人造成眩光。
近年，提出了基于车辆的周围的状态而动态地、自适应地对远光的配光图案进行控制的ADB(Adaptive Driving Beam)技术。ADB技术是，对车辆前方的前行车、逆向车、行人的有无进行检测，对与车辆或者行人对应的区域进行减光等，减少对车辆或者行人造成的眩光。
对具有ADB功能的车辆用灯具进行说明。图1(a)、(b)是对比技术所涉及的具有ADB功能的车辆用灯具的框图。此外，不能将该对比技术认定为公知技术。
参照图1(a)。车辆用灯具1R具有光源2以及点灯电路20R。在ADB中，远光照射区域被分割为N个(N为大于或等于2的自然数)辅助区域。光源2包含与N个辅助区域相对应的多个发光元件3_1～3_N。各发光元件3是LED(发光二极管)或LD(激光二极管)等半导体器件，配置为分别对所对应的辅助区域进行照射。
点灯电路20R接受来自蓄电池4的电源电压VBAT，通过对多个发光元件3_1～3_N各自的接通(点灯)、断开(熄灯)进行控制，从而使远光的取向发生变化。或者，点灯电路20R通过以高频率对在发光元件3流动的电流ILAMP进行PWM(脉宽调制)控制，从而对有效的亮度进行调节。
点灯电路20R具有升降压转换器22、旁路开关电路24、配光控制器26。升降压转换器22是生成稳定于目标值IREF的输出电流ILAMP并向光源2供给的恒定电流转换器。
旁路开关电路24具有与多个发光元件3_1～3_N对应的多个旁路开关28_1～28_N。各旁路开关28_i与所对应的发光元件3并联地连接。在某个旁路开关28_i断开时，驱动电流ILAMP在发光元件3_i流动而成为点灯状态，在旁路开关28_i接通时，驱动电流ILAMP在旁路开关28_i流动，因此发光元件3_i成为熄灯状态。
配光控制器26基于配光图案而对多个旁路开关28_1～28_N的接通、断开进行控制。并且，配光控制器26通过对多个旁路开关28_1～28_N分别进行PWM控制，从而对多个发光元件3_1～3_N进行PWM调光。
在多个发光元件3_1～3_N中，如果将流动驱动电流ILAMP的个数设为M个(0≤M≤N)，则光源2的两端间的电压、即升降压转换器22的输出电压VOUT成为M×VF。在这里，为了容易理解，假设发光元件3的正向电压VF为均等。因此，升降压转换器22的输出电压VOUT随着多个旁路开关28_1～28_N的接通、断开的组合而随时地变化。
此外，如上述所示，希望注意到，升降压转换器22能够视为生成恒定的驱动电流ILAMP的恒定电流源，并不是升降压转换器22使输出电压VOUT主动地变化，而是光源2和旁路开关电路24的合成阻抗、换言之是升降压转换器22的负载阻抗动态地变化，其结果，输出电压VOUT追随其而变化。
参照图1(b)。在点灯电路20S中，取代图1(a)的升降压转换器22而具有串联地连接的升压转换器30以及降压转换器32。如果设为VF＝5V、N＝12个，则光源2的两端间电压在0～60V之间动态地变化。升压转换器30是恒定电压转换器，将作为其输出的直流电压VDC稳定于比光源2的两端间电压的最大值60V高的电压电平。降压转换器32与图1(a)的升降压转换器22相同地具有恒定电流输出，将光源2的电流ILAMP稳定于规定的目标值。
专利文献1：日本特开2015－153657号公报
本发明人对图1(b)的点灯电路20S进行了研究，其结果，意识到以下的课题。由于通过旁路开关电路24实现的PWM调光的频率为几百Hz，所以降压转换器32的负载阻抗也以几百Hz进行变化。为了实现这种高速响应性，必须向降压转换器32导入滞环控制(Bang－Bang控制)。图2是滞环控制的降压转换器32的电路图。
降压转换器32具有输出电路40以及滞环控制器50。输出电路40包含输入电容器C1、开关晶体管M1、整流二极管D1、电感器L1以及电流感应电阻RCS。
在滞环控制中，将上限电流IUPPER和下限电流IBOTTOM规定于作为控制对象的驱动电流ILAMP的目标值IREF的附近。并且，反复进行下述动作，即，如果驱动电流ILAMP(线圈电流IL)达到上限电流IUPPER，则使开关晶体管断开，如果驱动电流ILAMP降低至下限电流IBOTTOM，则使开关晶体管接通。
滞环控制器50包含电流检测电路52、滞环比较器54、驱动器56。电流感应电阻RCS设置在驱动电流ILAMP的路径上，在其两端间产生与驱动电流ILAMP成正比的电压降。电流检测电路52生成与电流感应电阻RCS的电压降相对应的电流检测信号VCS。滞环比较器54将电流检测信号VCS和与上限电流IUPPER对应的上侧阈值VTHH以及与下限电流IBOTTOM对应的下侧阈值VTHL进行比较，生成与比较结果相对应的控制脉冲SCNT。驱动器56与控制脉冲SCNT相对应地驱动开关晶体管M1。
图3是图2的降压转换器32的动作波形图。在控制脉冲SCNT为接通电平(例如高电平)的区间，开关晶体管M1为接通，在断开电平(例如低电平)的区间，开关晶体管M1为断开。在开关晶体管M1接通时，电感器L1的两端间电压成为VIN－VOUT。因此，在电感器L1流动的线圈电流IL(即驱动电流ILAMP)以(VIN－VOUT)/L1的斜度增加。L1为电感器L1的电感。在开关晶体管M1断开时，电感器L1的两端间电压成为－VOUT。因此，线圈电流IL(即驱动电流ILAMP)以－VOUT/L1的斜度减少。
开关晶体管M1的接通时间TON、断开时间TOFF由式(1)、(2)给出。
TON＝ΔI/{(VIN－VOUT)/L1}…(1)
TOFF＝ΔI/(VOUT/L1)…(2)
ΔI是线圈电流IL的滞环宽度(脉动宽度)，即峰值IUPPER和谷值IBOTTOM的差值，如以下的式子所表示的那样，与上侧阈值信号VTHH和下侧阈值信号VTHL的差值ΔV成正比。
ΔI＝ΔV/RCS
在图1(b)的车辆用灯具1S中，降压转换器32的输入电压VIN(VDC)保持为恒定，但与旁路开关电路24的PWM控制相对应地，输出电压VOUT动态地变动。如果输出电压VOUT变动，则开关晶体管M1的开关周期TON+TOFF、换言之开关频率fSW变动，电磁噪声的对策变得困难。
发明内容
本发明就是鉴于上述课题而提出的，其某种方式的例示的目的之一在于，提供能够抑制开关转换器的频率变动的车辆用灯具。
本发明的某种方式涉及点灯电路，该点灯电路对包含串联地连接的多个发光元件的光源进行驱动。点灯电路具有：旁路开关电路、升压转换器、降压转换器、电压调节电路。旁路开关电路包含多个旁路开关，各旁路开关与多个发光元件中的所对应的一个并联地连接。升压转换器对电源电压进行升压，生成稳定于可变的目标电压的直流电压。降压转换器接受直流电压，将稳定于目标电流的驱动电流向光源供给。降压转换器包含滞环控制方式的滞环控制器，该滞环控制器使峰值和谷值的差变化，以使得驱动电流稳定于在目标电流的附近规定的峰值以及谷值之间，且使降压转换器的开关频率接近恒定值。电压调节电路使升压转换器的目标电压与降压转换器的输出电压相对应地动态地变化。
根据该方式，通过使用滞环控制，从而能够使降压转换器的输出电压追随高速的负载变动。另外，通过对峰值和谷值的差值进行控制，从而能够稳定开关频率，因此能够清除斑点噪声。
在这里，如果在将降压转换器的输入电压保持为恒定的状态下，仅进行开关频率的稳定化，则可能产生降压转换器的输入电压和输出电压的差值大的状况。在该情况下，为了减小线圈电流乃至驱动电流的变动幅度(脉动宽度)，需要将电感器(线圈)的电感设得大，进而需要选定尺寸大的部件。关于该问题，根据本方式，由于能够抑制降压转换器的输入输出电压的差，所以能够减小针对相同电感值的脉动宽度，因此，能够选定小的电感器。
也可以是，电压调节电路使目标电压变化，以使得升压转换器的目标电压和降压转换器的输出电压的差值不超过规定值、或者接近规定值。
由此，能够将降压转换器的电感器的两端间电压保持为规定值，通过将该规定值减小，从而能够减小电感器的尺寸。
也可以是，电压调节电路在降压转换器的输出电压上升时，与下降时相比使目标电压更快地变化。由此，能够防止降压转换器的控制成为不稳定。
也可以是，在降压转换器的输出电压上升时，目标电压以比旁路开关电路的控制周期短的时间变化。由此，能够抑制降压转换器的输出电压(光源的两端间电压)不足、光源的亮度降低的情况。
也可以是，在降压转换器的输出电压上升时，目标电压以比旁路开关电路的控制周期的1/2短的时间变化。
也可以是，在降压转换器的输出电压下降时，目标电压以比旁路开关电路的控制周期长的时间变化。由此能够抑制降压转换器的振荡。
也可以是，在降压转换器的输出电压下降时，目标电压以比旁路开关电路的控制周期的3倍长的时间变化。
也可以是，电压调节电路包含接受与降压转换器的输出电压相对应的输出检测电压的峰值保持电路，目标电压与峰值保持电路的输出电压相对应。由此，能够利用极其简单的模拟电路对目标电压进行控制。
也可以是，电压调节电路包含：二极管，其阳极接受与降压转换器的输出电压相对应的输出检测电压；第1电阻，其设置在二极管的阴极和接地之间；电容器，其一端接地；以及第2电阻，其设置在电容器的另一端和二极管的阴极之间，与电容器的电压相对应地设定目标电压。
也可以是，电压调节电路包含：A/D转换器，其将与降压转换器的输出电压相对应的输出检测电压变换为数字值；峰值检测电路，其生成表示数字值的峰值的峰值检测信号；滤波器，其接受峰值检测信号，具有在上升方向快、在下降方向慢的响应性；以及D/A转换器，其将滤波器的输出信号变换为模拟电压，与模拟电压相对应地设定目标电压。
也可以是，点灯电路还具有与期望的配光图案相对应地对多个旁路开关进行控制的配光控制器。也可以是，电压调节电路基于根据多个旁路开关的接通、断开状态推定的光源的两端间电压，对目标电压进行控制。通过基于光源的两端间电压的推定值的前馈控制，能够抑制响应延迟。
也可以是，点灯电路是对多个光源进行驱动的点灯电路，具有与多个光源对应的多个降压转换器。也可以是，电压调节电路与多个降压转换器的输出电压中的最高的电压相对应地，使目标电压变化。由此，能够在多个降压转换器共用一个升压转换器，能够减小电路规模。
本发明的其他方式涉及车辆用灯具。车辆用灯具具有：光源，其包含串联地连接的多个发光元件；以及对光源进行驱动的上述的任一项的点灯电路。
此外，将以上的构成要素的任意组合、本发明的构成要素、表述，在方法、装置、系统等之间进行置换而得到的技术方案，也作为本发明的方式而有效。
发明的效果
根据本发明的某种方式，能够抑制开关转换器的频率变动。
附图说明
图1(a)、(b)是对比技术所涉及的具有ADB功能的车辆用灯具的框图。
图2是滞环控制的降压转换器的电路图。
图3是图2的降压转换器的动作波形图。
图4是具有实施方式所涉及的点灯电路的车辆用灯具的框图。
图5是表示点灯电路的具体的结构例的电路图。
图6(a)、(b)是表示频率稳定电路的结构例的电路图。
图7是表示点灯电路的基本动作的波形图。
图8是图4的点灯电路进行了PWM调光时的动作波形图。
图9(a)、(b)是对点灯电路的进一步的优点进行说明的图。
图10(a)、(b)表示电压调节电路的结构例的电路图。
图11(a)、(b)是使配光图案变化时的点灯电路的动作波形图。
图12是变形例所涉及的电压调节电路的框图。
图13(a)、(b)是第2变形例所涉及的点灯电路的框图。
标号的说明
200…灯具系统，202…蓄电池，204…车辆ECU，300…车辆用灯具，310…光源，312…发光元件，400…点灯电路，410…升压转换器，412…输出电路，414…控制器，430…降压转换器，480…滞环控制器，450…旁路开关电路，452…旁路开关，460…电压调节电路，461…峰值保持电路，462…A/D转换器，463…峰值检测电路，464…滤波器，465…D/A转换器，466…输出电压推定器，467…D/A转换器，470…配光控制器，480…滞环控制器，482…电压源，484…比较器，486…驱动器，488…频率稳定电路，490…频率检测电路，492…误差放大器。
具体实施方式
下面，基于适合的实施方式，参照附图对本发明进行说明。对于各附图所示的相同或者等同的结构要素、部件、处理，标注相同的标号，适当省略重复的说明。另外，实施方式并不对发明进行限定，而是例示，实施方式中所记述的全部特征及其组合，不限于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”，除了部件A与部件B在物理上直接连接的情况以外，也包含部件A与部件B经由不会对它们的电连接状态造成实质影响的其他部件、或者不损害通过它们的结合而实现的功能及效果的其他部件，而间接连接的情况。
同样，所谓“在部件A和部件B之间设置有部件C的状态”，除了指部件A和部件C、或者部件B和部件C直接连接的情况以外，也包含经由不会对它们的电连接状态造成实质影响的其他部件、或者不损害通过它们的结合而实现的功能及效果的其他部件，而间接连接的情况。
关于在本说明书中所参照的波形图、时序图的纵轴及横轴，为了容易理解而适当进行了放大、缩小，另外，关于所示的各波形，为了容易理解也进行了简化、或者夸张或强调。另外，在本说明书中，将对电压信号、电流信号等电气信号、
或者电阻、电容器等电路元件标注的标号，根据需要标注为表示各自的电压值、电流值、或者电阻值、电容值的标号。
图4是具有实施方式所涉及的点灯电路400的车辆用灯具300的框图。车辆用灯具300与蓄电池202以及车辆ECU(Electronic Control Unit)204一起构成灯具系统200。蓄电池202生成12V或者24V的蓄电池电压(电源电压)VBAT。点灯电路400接受蓄电池电压VBAT而作为电源，将光源310点灯。点灯电路400和车辆ECU 204经由CAN(Controller Area Network)或LIN(Local Interconnect Network)等总线206而连接。车辆用灯具300具有ADB功能，基于来自车辆ECU 204的信息或者指令值使配光图案动态地变化。
车辆用灯具300具有光源310以及点灯电路400。光源310包含串联地连接的多个(N个)发光元件312_1～312_N。发光元件312是LED(发光二极管)、LD(激光二极管)、有机EL(Electro Luminescence)等、以与驱动电流ILAMP相对应的亮度发光的半导体发光器件。发光元件312的个数N与配光图案的控制的分解度相对应，例如例示出N＝4、8、12、24等，但不限于此。
点灯电路400经由线束320与光源310连接。点灯电路400具有升压转换器410、降压转换器430、旁路开关电路450、电压调节电路460、配光控制器470。
旁路开关电路450包含多个旁路开关452_1～452_N，第i个旁路开关452_i与多个发光元件中的所对应的一个312_i并联地连接。在图4中，旁路开关452的个数和发光元件312的个数相同，但不限于此。
配光控制器470对旁路开关电路450的多个旁路开关452_1～452_N进行控制，以得到基于来自车辆ECU 204的信息、控制指令的期望的配光图案。如果将发光元件312的正向电压VF设为5V、并设为N＝12，则输出电压VOUT能在0～60V的范围变动。
升压转换器410具有设定(ADJ)端子，使电源电压VBAT升压，生成稳定于与ADJ端子的电压VADJ相对应的目标电压VDC(REF)的直流电压VDC。最简易地，升压转换器410将直流电压VDC稳定于与ADJ端子的电压VADJ成正比的目标电平VDC(REF)。
作为一个例子，升压转换器410的输出电压VDC由电阻R31、R32分压并反馈。升压转换器410对开关的占空比进行调节，以使得分压后的反馈信号VFB与ADJ端子的电压VADJ一致。
在稳定状态下，
K1＝VADJ/VOUT
K2＝VDC/VADJ
成立时，成为
VDC＝Kl×K2×VOUT。
将Kl×K2称为控制增益G。如果假设G＝Kl×K2＞1，则能够将VDC维持于比VOUT高的电压电平，能够将降压转换器430的输入输出的电位差ΔV维持于VDC－VOUT＝(Kl×K2－1)×VOUT。此外，这里的电位差ΔV是指输出电压VOUT的最大值和输入电压的差值。如果假设VOUT的最大值为60V、Kl×K2＝1.1，则能够将输入输出的电位差ΔV设为比0.1×60＝6V小。优选电位差ΔV设为1～10V左右。
降压转换器430接受直流电压VDC，将稳定于目标电流IREF的驱动电流ILAMP向光源310供给。如后述所示，降压转换器430包含滞环控制方式的滞环控制器480。滞环控制器480使驱动电流ILAMP稳定于在目标电流IREF的附近规定的峰值IUPPER以及谷值IBOTTOM之间。并且，滞环控制器480使峰值IUPPER和谷值IBOTTOM的差ΔI变化，以使得降压转换器430的开关频率fSW接近恒定值。
电压调节电路460使升压转换器410的ADJ端子的电压VADJ，与降压转换器430的输出电压VOUT、即光源310的两端间电压相对应地动态地变化。
优选电压调节电路460使ADJ端子的电压VADJ变化，以使得升压转换器410的输出电压VDC的目标电压VDC(REF)和降压转换器430的输出电压VOUT的差值、换言之降压转换器430的输入电压和输出电压的差值不超过规定值，或者接近规定值。例如电压调节电路460也可以使ADJ端子的电压VADJ追随降压转换器430的输出电压VOUT的峰值。例如电压调节电路460也可以基于由电阻R41、R42分压后的输出电压(输出检测电压)VOUTS的峰值而生成电压VADJ。
图5是表示点灯电路400的具体的结构例的电路图。升压转换器410具有输出电路412和控制器414。输出电路412包含电感器L2、开关晶体管M2、二极管D2、电容器C2。向控制器414的基准(REF)引脚输入ADJ端子的电压VADJ。向控制器414的反馈(FB)引脚反馈与升压转换器410的输出电压VDC相对应的反馈电压VFB。控制器414对开关晶体管M2进行驱动，以使得反馈电压VFB与基准电压VADJ一致。控制器414可以使用市售的控制IC，其结构不特别地限定。
降压转换器430具有输出电路432以及滞环控制器480。输出电路432的结构与图1中的相同。滞环控制器480反复进行下述动作，即，如果电流检测信号VCS达到与驱动电流ILAMP的上限值IUPPER相对应的上侧阈值VTHH，则将开关晶体管M1断开，如果电流检测信号VCS达到与驱动电流ILAMP的下限值IBOTTOM相对应的下侧阈值VTHL，则将开关晶体管M1接通。
如上述所示，滞环控制器480通过对上侧阈值VTHH和下侧阈值VTHL的差值进行调节，从而使开关频率fSW稳定。滞环控制器480具有电压源482、比较器484、驱动器486、频率稳定电路488。电压源482是生成上侧阈值VTHH以及下侧阈值VTHL的可变电压源。上侧阈值VTHH以及下侧阈值VTHL的平均值与驱动电流ILAMP的目标值IREF相对应。
比较器484在作为其输出的控制脉冲SCNT为接通电平时(开关晶体管M1的接通期间)，将电流检测信号VCS与上侧阈值VTHH进行比较，在控制脉冲SCNT为断开电平时(开关晶体管M1的断开期间)，将电流检测信号VCS与下侧阈值VTHL进行比较。驱动器486与控制脉冲SCNT相对应地对开关晶体管M1进行驱动。
频率稳定电路488对上侧阈值VTHH和下侧阈值VTHL的电位差(滞环宽度)ΔVHYS进行调节，以使得开关晶体管M1的开关频率fSW与目标频率fREF一致。具体地说，如果开关频率fSW变得比目标频率fREF高，则将滞环宽度ΔVHYS增大，使开关频率fSW降低，如果开关频率fSW变得比目标频率fREF低，则将滞环宽度ΔVHYS减小，使开关频率fSW上升。
图6(a)、(b)是表示频率稳定电路488的结构例的电路图。频率稳定电路488具有频率检测电路490、误差放大器492。频率检测电路490接受控制脉冲SCNT或者具有与其相同的频率的信号，生成表示开关频率fSW的频率检测信号VFREQ。误差放大器492将频率检测信号VFREQ和表示开关频率的目标值的基准信号VFREQ(REF)的误差放大。
电压源482与误差信号VERR相对应地，生成阈值VTHH、VTHL。例如电压源482包含电阻RH、RL以及电流源494。电流源494输出与误差信号VERR相对应的电流IERR。在电阻RH的一端施加有模拟电压VADIM，在电阻RH的另一端产生VTHH＝VADIM－IERR×RH。电阻RL的一端接地，在电阻RL的另一端产生VTHL＝IERR×RL。
如果假设RH＝RL＝R，则VTHH和VTHL的平均值成为VADIM/2。因此，能够与电压VADIM相对应地，对线圈电流IL的平均值、即光源310的亮度进行调光。另外，VTHH和VTHL的差(滞环宽度ΔVHYS)成为ΔVHYS＝2×IERR×R。
在图6(b)中示出电压源482的具体的结构例。电流源494包含运算放大器OA51、晶体管M51以及电阻RL。在该结构中，成为VTHL＝VERR，IERR＝VERR/RL。
对于本领域技术人员，除了图6(a)、(b)所示的例子以外，还能够设计出具有同等功能的频率稳定电路488、电压源482，它们也包含在本发明中。
以上是点灯电路400的结构。接下来，对其动作进行说明。图7是表示点灯电路400的基本动作的波形图。为了简化说明以及容易理解，而示出在旁路开关电路450中不进行PWM调光，而使接通状态的旁路开关452的个数随着时间减少时的动作。此时，输出电压VOUT随着时间不断上升。与输出电压VOUT的上升相对应地，电压调节电路460使ADJ端子的电压VADJ上升。其结果，降压转换器430的输入电压VIN(VDC)追随输出电压VOUT而上升。在这里，为了容易说明，而假设输入输出电压的差ΔV保持恒定。
着眼于此时的降压转换器430的动作。如果假设输入输出的电位差ΔV实质上恒定，则线圈电流IL(灯电流ILAMP)的向上倾斜的斜度(VIN－VOUT)/L1实质上是恒定的。另一方面，输出电压VOUT越上升，向下倾斜的斜度－VOUT/L1越陡峭。降压转换器430使上限电流IUPPER和下限电流IBOTTOM的差ΔIHYS变化，以使得开关频率fSW(周期1/fSW)成为恒定。
具体地说，降压转换器430的频率稳定电路488对上侧阈值VTHH和下侧阈值VTHL的差ΔVHYS进行调节，以使得开关频率fSW成为恒定。输出电压VOUT越高，滞环宽度ΔVHYS越大。
以上是点灯电路400的基本动作。图8是图4的点灯电路400进行了PWM调光时的动作波形图。在配光图案为恒定时，旁路开关电路450的各旁路开关452以相同的模式被反复控制，由此降压转换器430的输出电压VOUT以PWM周期TPWM重复相同波形。PWM周期TPWM为几ms，例如3～5ms左右。
在本例中，在PWM周期TPWM中，输出电压VOUT在15～40V的范围变动。电压调节电路460生成与输出电压VOUT的峰值即40V相对应的电压VADJ，向ADJ端子供给。在假设控制增益G＝1.1时，升压转换器410的输出电压VDC稳定于44V，降压转换器430的输入输出的电位差ΔV成为4V。
以上是点灯电路400的动作。接下来，对其优点进行说明。
根据该点灯电路400，通过在降压转换器430使用滞环控制，从而能够使降压转换器430的输出电压VOUT追随高速的负载变动。另外，通过对驱动电流ILAMP的峰值IUPPER和谷值IBOTTOM的差值ΔIHYS进行调节，从而能够使开关频率fSW稳定，因此，能够清除斑点噪声。
图9(a)、(b)是对点灯电路400的更多优点进行说明的图。图9(a)示出图4的点灯电路400的线圈电流IL，图9(b)示出将升压转换器30的输出VDC设为恒定的情况下的线圈电流IL。例如在图9(a)中，VOUT＝20V，VDC＝22V，在图9(a)中，VOUT＝20V，VDC＝60V。如果将图9(a)和(b)进行比较，则向下倾斜的斜度相等，但图9(b)中的向上倾斜的斜度变大。此时，如果将降压转换器的电感值L1设为相同，试图实现相同的开关频率fSW，则图9(b)的线圈电流IL的脉动宽度变大。特别地在导入频率稳定化控制的情况下，与输出电压VOUT的上升相对应地，脉动宽度进一步变大。因此，在保持直流电压VDC＝60V的状态下，在输出电压VOUT的变动范围，为了使脉动宽度落在容许范围，而必须将电感值L1显著地增大，作为电感器L1，必须选定高价且较大的部件。
在这一点上，根据点灯电路400，能够利用电压调节电路460抑制降压转换器430的输入输出电位差，因此，即使在向降压转换器430导入了频率稳定化控制的情况下，也能够选定较小的电感值L1，能够实现小型化。另外，通常电感值小的部件价格便宜，因此实现装置的低成本化。
特别地，利用电压调节电路460，使ADJ端子的电压VADJ变化，以使得升压转换器410的目标电压VDC(REF)和降压转换器430的输出电压VOUT的差值ΔV不超过规定值或者接近规定值，通过将规定值减小，从而能够减小电感器的尺寸。
接下来，对使配光图案动态地变化时的控制进行说明。在配光图案为恒定的情况下，输出电压VOUT在PWM周期内变化，但其峰值是恒定的。与此相对，如果使配光图案变化，则输出电压VOUT的峰值也变动。
电压调节电路460在降压转换器430的输出电压VOUT上升时，与下降时相比更快地使ADJ端子的电压VADJ变化。这里的上升、下降不是PWM周期内的短的时间标度，而是比PWM周期长的时间标度。更详细地说，在降压转换器430的输出电压VOUT上升时，优选ADJ端子的电压VADJ以比旁路开关电路450的控制周期(PWM周期)TPWM短的时间变化，例如以比PWM周期TPWM的1/2短的时间标度，使ADJ端子的电压VADJ追随输出电压VOUT。由此，能够抑制输出电压VOUT不足的情况，能够抑制光源310的亮度降低。
相反地，在降压转换器430的输出电压VOUT下降时，优选ADJ端子的电压VADJ以比旁路开关电路450的控制周期TPWM长的时间变化，例如，以比控制周期TPWM的3倍长的时间标度、或者比5倍长的时间标度，使ADJ端子的电压VADJ追随输出电压VOUT。
图10(a)、(b)是表示电压调节电路460的结构例的电路图。图10(a)的电压调节电路460a包含二极管D21、第1电阻R21、第2电阻R22、电容器C21。电压调节电路460a能够理解为峰值保持电路461，ADJ端子的电压VADJ与峰值保持电路461的输出电压VC21相对应。
图10(b)的电压调节电路460b由数字电路构成。A/D转换器462将输出检测电压VOUTS变换为数字值S41。峰值检测电路463生成表示数字值S41的峰值的峰值检测信号S42。滤波器464接受峰值检测信号S42，具有在上升方向快、在下降方向慢的响应性。D/A转换器465将滤波器464的输出信号S43变换为模拟电压VADJ。
图11(a)、(b)是使配光图案变化时的点灯电路400的动作波形图。在图11(a)中示出从较暗的配光图案PAT1向较亮的配光图案PAT2变化时的动作。此时，输出电压VOUT的平均值以及峰值上升，另外，其波形也变化。ADJ端子的电压VADJ以比PWM周期TPWM短的时间标度(优选比TPWM/2短的时间标度)，迅速地追随输出电压VOUT的峰值的上升。由此，能够防止由降压转换器430的输入电压VDC的不足引起的光源310的亮度降低。
在图11(b)中示出从较亮的配光图案PAT2向较暗的配光图案PAT1变化时的动作。此时，输出电压VOUT的平均值以及峰值降低，另外，其波形也变化。ADJ端子的电压VADJ以PWM周期TPWM的几倍长的时间标度(优选比3×TPWM长的时间标度)，缓慢地追随输出电压VOUT的峰值的上升。由此，能够防止包含升压转换器410以及降压转换器430在内的系统振荡或变得不稳定。
基于实施方式，使用具体的语句对本发明进行了说明，但实施方式只不过示出了本发明的原理、应用，在实施方式中，在不脱离权利要求书所限定的本发明的思想的范围，能够包含许多变形例及配置的变更。
(第1变形例)
在实施方式中，基于输出电压VOUT使ADJ端子的电压VADJ变化，但不限于此。对于每种配光图案，多个旁路开关452的开关模式是已知的。因此，某种配光图案中的输出电压VOUT的波形可以通过计算而推定出。
图12是变形例所涉及的电压调节电路460c的框图。电压调节电路460c根据多个旁路开关452_1～452_N的接通、断开状态的模式，对1PWM周期内的光源310的两端间电压的峰值、即降压转换器430的输出电压VOUT的峰值进行推定，基于该推定值对ADJ端子的电压VADJ进行控制。例如输出电压推定器466接受配光图案的信息S51，基于该信息S51而生成PWM周期内的输出电压VOUT的峰值S52。例如也可以在输出电压推定器466中保存表示配光图案和峰值的关系的表。D/A转换器467将峰值S52变换为模拟信号，向ADJ端子输出。输出电压推定器466以及D/A转换器467的功能能够安装于配光控制器470的内部、或者与配光控制器470共通的灯具ECU的内部。
根据该变形例，不必对输出电压VOUT进行检测，通过前馈就能够将降压转换器430的输入电压VDC调节为适当的电压电平。
(第2变形例)
图13(a)、(b)是第2变形例所涉及的点灯电路400b的框图。点灯电路400b对多个(在这里，设为2条通路)光源310_1、310_2进行驱动。点灯电路400b具有与多个光源310_1、310_2对应的多个降压转换器430_1、430_2。多个降压转换器430_1、430_2接受升压转换器410的输出电压VDC。电压调节电路460b与多个降压转换器430_1、430_2的输出电压VOUTl、VOUT2中最高的电压相对应地，使ADJ端子的电压VADJ变化。
在图13(b)中示出电压调节电路460b的结构例。电压调节电路460b的结构与图10(a)中的相同，与多个通路相对应地，多个二极管D21共通地设置有阴极。多个二极管D21作为最大值电路起作用，在它们的共通的阴极，产生与多个输出检测电压VOUTS1、VOUTS2中最大的一个相对应的电压。

Claims (12)

1.一种点灯电路，其对包含串联地连接的多个发光元件的光源进行驱动，
该点灯电路的特征在于，具有：
旁路开关电路，其包含多个旁路开关，各旁路开关与所述多个发光元件中的所对应的一个并联地连接；
升压转换器，其对电源电压进行升压，生成稳定于可变的目标电压的直流电压；
降压转换器，其是接受所述直流电压，将稳定于目标电流的驱动电流向所述光源供给的降压转换器，包含滞环控制方式的滞环控制器，所述滞环控制器使所述峰值和所述谷值的差变化，以使得所述驱动电流稳定于在所述目标电流的附近规定的峰值以及谷值之间，且使所述降压转换器的开关频率接近恒定值；以及
电压调节电路，其使所述升压转换器的目标电压与所述降压转换器的输出电压相对应地动态地变化。
2.根据权利要求1所述的点灯电路，其特征在于，
所述电压调节电路使所述目标电压变化，以使得所述升压转换器的所述目标电压和所述降压转换器的输出电压的差值不超过规定值、或者接近规定值。
3.根据权利要求1或2所述的点灯电路，其特征在于，
所述电压调节电路在所述降压转换器的输出电压上升时，与下降时相比使所述目标电压更快地变化。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的点灯电路，其特征在于，
在所述降压转换器的输出电压上升时，所述目标电压以比所述旁路开关电路的控制周期短的时间变化。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的点灯电路，其特征在于，
在所述降压转换器的输出电压下降时，所述目标电压以比所述旁路开关电路的控制周期长的时间变化。
6.根据权利要求5所述的点灯电路，其特征在于，
在所述降压转换器的输出电压下降时，所述目标电压以比所述旁路开关电路的控制周期的3倍长的时间变化。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的点灯电路，其特征在于，
所述电压调节电路包含接受与所述降压转换器的输出电压相对应的输出检测电压的峰值保持电路，所述目标电压与所述峰值保持电路的输出电压相对应。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的点灯电路，其特征在于，
所述电压调节电路包含：
二极管，其阳极接受与所述降压转换器的输出电压相对应的输出检测电压；
第1电阻，其设置在所述二极管的阴极和接地之间；
电容器，其一端接地；以及
第2电阻，其设置在所述电容器的另一端和所述二极管的阴极之间，
与所述电容器的电压相对应地设定所述目标电压。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的点灯电路，其特征在于，
所述电压调节电路包含：
A/D转换器，其将与所述降压转换器的输出电压相对应的输出检测电压变换为数字值；
峰值检测电路，其生成表示所述数字值的峰值的峰值检测信号；
滤波器，其接受所述峰值检测信号，具有在上升方向快、在下降方向慢的响应性；以及
D/A转换器，其将所述滤波器的输出信号变换为模拟电压，
与所述模拟电压相对应地设定所述目标电压。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的点灯电路，其特征在于，
还具有配光控制器，该配光控制器与期望的配光图案相对应地对所述多个旁路开关进行控制，
所述电压调节电路基于根据所述多个旁路开关的接通、断开状态推定的所述光源的两端间电压，对所述目标电压进行控制。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的点灯电路，其特征在于，
所述点灯电路是对多个所述光源进行驱动的点灯电路，具有与所述多个光源对应的多个降压转换器，
所述电压调节电路与所述多个降压转换器的输出电压中的最高的电压相对应地，使所述目标电压变化。
12.一种车辆用灯具，其特征在于，具有：
光源，其包含串联地连接的多个发光元件；以及
对所述光源进行驱动的权利要求1至11中任一项所述的点灯电路。
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