CN108633147B - 点灯电路以及车辆用灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及点灯电路以及车辆用灯具。本发明的课题在于，提供能抑制继电器劣化的点灯电路。点灯电路包括驱动电路(414)及虚拟负载电路(450)。驱动电路(414)向第二光源(304)供给驱动电流。指示第二光源(304)的接通、断开的点灯控制信号输入控制线(434)，虚拟负载电路(450)与控制线(434)连接，引入若温度变高则减少的虚拟负载电流(I_DUMMYLOAD)。

Description

点灯电路以及车辆用灯具

技术领域

本发明涉及用于汽车等的灯具。

背景技术

以往，作为车辆用灯具、尤其前照灯的光源，主要使用卤素灯或HID(高亮度放电，High Intensity Discharge)灯，近年，取代上述光源，使用LED(发光二极管)或LD(半导体激光器)等的半导体光源的车辆用灯具的开发得到进展。

在车辆用灯具，搭载个别控制点灯/熄灯的多个光源。例如，在车辆用灯具，有时搭载近光用光源和远光用光源。图1(a)、(b)是本发明人以前研究的设有多个光源的车辆用灯具的电路图。在各图中，第一光源302与近光对应，第二光源304与远光对应。

图1(a)的车辆用灯具300R的点灯电路400R包括分别与第一光源302、第二光源304对应的第一驱动电路410、第二驱动电路412。各驱动电路410、412以(ⅰ)恒定电流输出的变流器(converter)或(ⅱ)恒定电压输出的变流器与恒定电流电路的组合构成。

电源电压V_LO通过机械继电器(mechanical relays)RY1输入到LO端子。若机械继电器RY1接通，电源电压V_LO供给LO端子，则第一驱动电路410向第一光源302供给驱动电流(灯电流)I_LAMP1。电源电压V_HI通过机械继电器RY2输入到HI端子。若机械继电器RY2接通，电源电压V_HI供给HI端子，则第二驱动电路412向第二光源304供给驱动电流I_LAMP2。

在图1(b)的车辆用灯具300S中，二个光源302、304串联连接。共用驱动电路414向光源302、304的串联连接电路供给共用的驱动电流I_LAMP。旁通开关430与第二光源304并联设置，当高电平输入到HI端子时，开关驱动器432断开旁通开关430。这时，驱动电流I_LAMP供给第二光源304，成为点灯状态。当HI端子为低电平时，开关驱动器432接通旁通开关430。这时，驱动电流I_LAMP流过旁通开关430，第二光源304熄灯。

在此，说明远光和近光的组合，同样问题在其它光源组合中也会产生。

【专利文献1】日本特开2016-82691号公报

在继电器中，在断开状态下，在接点表面形成氧化膜，因此，规定最低通电电流(最低保证电流)，在接通状态(导通状态)中，若不供给比最低通电电流大的电流，则担心接点氧化，发生导通不良。在图1(a)的车辆用灯具300R中，继电器RY1、RY2哪个都设于某种程度大的电流流过的电源线上，因此，保证在各继电器流过比最低通电电流大的电流。

另一方面，在图1(b)的车辆用灯具300S中，从HI端子看点灯电路400S的内部的阻抗高。即，继电器RY2没有设置于电源线上，而是配置于信号线上。因此，在远光点灯期间，当接通继电器RY2时，担心流过继电器RY2的电流低于最低通电电流。

发明内容

本发明就是鉴于上述状况提出来的，其某种形态的例示性目的之一在于,提供能抑制继电器劣化的点灯电路。

为了解决上述课题，本发明的某形态涉及驱动光源的点灯电路。

点灯电路包括:

驱动电路，向光源供给驱动电流；以及

虚拟负载电路，指示光源的接通、断开的点灯控制信号输入控制线，虚拟负载电路与上述控制线连接，引入若温度变高则减少的虚拟负载电流。

点灯电路可以进一步包括与光源并联设置的旁通开关。点灯控制信号可以是控制旁通开关的信号。

点灯电路可以进一步包括与光源串联设置的恒定电流源。点灯控制信号可以是控制恒定电流源的信号。

本发明的另一形态涉及驱动串联连接第一光源及第二光源的点灯电路。

点灯电路包括:

旁通开关，与第二光源并联设置；

驱动电路，向包含第一光源及第二光源的串联连接电路供给驱动电流；以及

虚拟负载电路，指示第二光源的接通、断开的点灯控制信号输入控制线，虚拟负载电路与上述控制线连接，引入若温度变高则减少的虚拟负载电流。

根据上述形态，外部继电器与控制线连接，保证在其导通状态下流过比虚拟负载电流大的电流，因此，能抑制继电器接点的劣化。又，虚拟负载电路在点灯电路中可以看作热源，在温度高的状态下使得虚拟负载电流减少，使得发热量降低，这样，点灯电路自身的热设计变得容易，同时，虚拟负载电路的构成元件的选择自由度得到提高。

虚拟负载电路可以包括：

晶体管及电阻，按顺序串联设在上述控制线和接地之间；以及

偏压电路，向晶体管的控制端施加偏压电压，上述偏压电压在第一温度范围实质上一定，在比上述第一温度范围高的第二温度范围，与温度一起降低。

偏压电路可以包括：

热敏电阻，设在控制线和晶体管的控制端之间，具有正温度特性；以及

齐纳二极管，设在晶体管的控制端和接地之间。

根据该构成，在常温以及比其低的温度区域，能使得虚拟负载电流保持一定，且在比常温高的温度区域，温度越高，越使得虚拟负载电流减少。

也可以晶体管是双极晶体管，偏压电路进一步包括与齐纳二极管串联设在晶体管的控制端和接地之间的二极管。可以使得因二极管的顺方向电压和晶体管的基极-发射极间的电压的温度引起的影响相抵消，因此，在常温区域能生成与齐纳电压成正比例的虚拟负载电流。

本发明的另一形态涉及车辆用灯具。车辆用灯具可以包括：

光源；以及

驱动光源的上述任一个的点灯电路。

第二光源可以是远光。

将上述构成要素进行任意组合，或将本发明的构成要素及表现在方法、装置、系统等间相互置换，作为本发明的形态也很有效。

下面说明本发明的效果:

按照本发明的形态，能抑制继电器劣化。

附图说明

图1(a)、(b)是本发明人以前研究的设有多个光源的车辆用灯具的电路图。

图2是设有本发明实施形态涉及的点灯电路的车辆用灯具的方框电路图。

图3是本发明一实施例涉及的虚拟负载电路的电路图。

图4是用于说明图3的虚拟负载电路的动作的图。

图5是设有变形例1涉及的点灯电路的车辆用灯具的方框电路图。

图中符号意义说明如下:

300－车辆用灯具

302－第一光源

304－第二光源

400－点灯电路

414－驱动电路

430－旁通开关

432－开关驱动器

434－控制线

450－虚拟负载电路

452－温度检测元件

454－偏压电路

具体实施方式

下面，一边参照附图一边说明本发明合适的实施形态。对于各附图所示的相同或同等的构成要素、部件、处理，标以相同符号，重复说明适当省略。实施形态是不限定本发明的例示，实施形态中记载的全部特征及其组合并不限定为本发明的本质。

在本说明书中，所谓“部件A与部件B连接的状态”是指部件A与部件B物理上直接连接的场合，也包含部件A与部件B的、对它们的电连接状态不带来实质性影响或不损害因它们结合而得到的功能或效果的、通过其它部件间接连接的场合。

同样，所谓“部件C设置在部件A和部件B之间的状态”是指部件A与部件C或部件B与部件C直接连接的场合，也包含对它们的电连接状态不带来实质性影响或不损害因它们结合而得到的功能或效果的、通过其它部件间接连接的场合。

又，在本说明书中，对于电压信号、电流信号等的电信号、或电阻、电容器等电路元件所标的符号，根据需要，设为表示各自的电压值、电流值、或电阻值、电容值。

图2是设有本发明实施形态涉及的点灯电路400的车辆用灯具300的方框电路图。车辆用灯具300包括第一光源302、第二光源304、以及点灯电路400。第一光源302和第二光源304分别包含一个或串联连接的多个LED。第一光源302和第二光源304串联连接，点灯电路400驱动串联连接的第一光源302及第二光源304。

在本实施形态中，第一光源302为近光用光源，第二光源304为远光用光源，但本发明并不局限于此。若电源电压V_LO(例如，没有图示的电池的电压V_BAT)供给LO端子，则点灯电路400使得第一光源302点灯。若高电平输入到HI端子，则点灯电路400使得第二光源304点灯，若低电平输入到HI端子，则点灯电路400使得第二光源304熄灯。与电源电压V_LO向LO端子供给不同，也可以输入指示第一光源302的点灯/熄灯的控制信号。

电源电压V_LO通过机械继电器RY1输入到LO端子。指示第二光源304的接通、断开的点灯控制信号V_HI通过机械继电器RY2输入到HI端子。点灯电路400包括驱动电路414，旁通开关430，开关驱动器432，以及虚拟负载电路450。旁通开关430与第二光源304并联设置。驱动电路414向包含第一光源302和第二光源304的串联连接电路供给驱动电流I_LAMP。驱动电路414可以由恒定电流变流器构成。当点灯控制信号V_HI为高电平时，开关驱动器432断开旁通开关430，当点灯控制信号V_HI为低电平时，开关驱动器432接通旁通开关430。

虚拟负载电路450与输入点灯控制信号V_HI的控制线434连接，从控制线434引入虚拟负载电流I_DUMMYLOAD。虚拟负载电路450构成为若温度变高则虚拟负载电流I_DUMMYLOAD减少。因此，虚拟负载电路450可以包含温度检测元件452。

图3是本发明一实施例涉及的虚拟负载电路450的电路图。晶体管TR101以及电阻R103按顺序串联地设在控制线434和接地之间。偏压电路454向晶体管TR101的控制端施加偏压电压Vb，该偏压电压Vb在第一温度范围实质上一定，在比第一温度范围高的第二温度范围，与温度一起降低。例如，晶体管TR101为NPN型的双极晶体管，其发射极电压为Vb-Vbe。Vbe是晶体管TR101的基极-发射极之间电压。若该发射极电压施加到电阻R103，则在晶体管TR101及电阻R103的串联连接电路，流过式(1)的虚拟负载电流I_DUMMYLOAD。

I_DUMMYLOAD＝(Vb-Vbe)/R103(1)

在控制线434和晶体管TR101的集电极之间,插入具有合适的阻抗的元件。在本实施形态中,插入二极管D101以及电阻R101,但是,本发明并不受此局限。二极管D101防止虚拟负载电流I_DUMMYLOAD逆向流动。

偏压电路454包含作为温度检测元件452的热敏电阻TH101。热敏电阻TH101是PTC(正导热系数，Positive Thermal Coefficient)热敏电阻，其电阻值在室温以及比其低的温度区域显示一定的电阻值，若超过某一定的温度，则与温度一起增大。热敏电阻TH101与电阻R102串联设在控制线434和晶体管TR101的控制端(基极)之间。根据热敏电阻TH101的电阻值状况，也可以省略电阻R102。

齐纳二极管ZD101是恒定电压二极管。二极管D102及齐纳二极管ZD101串联设在晶体管TR101的控制端(基极)和接地之间。

上面说明车辆用灯具300的构成。下面说明其动作。图4是用于说明图3的虚拟负载电路450的动作的图。R.T.表示室温。周围温度Ta在比某一定值T_TH低、热敏电阻TH101的电阻值为一定的第一温度范围A，偏压电压Vb由式(2)确定：

Vb＝V_F+V_ZD(2)

V_F是二极管D102的顺方向电压，V_ZD是齐纳二极管ZD101的齐纳电压。

若将式(2)代入式(1)，得到式(3)：

I_DUMMYLOAD＝(V_F+V_ZD-Vbe)/R103 (3)

当V_F≒Vbe成立时，得到式(4)：

I_DUMMYLOAD＝V_ZD/R103 (4)

即，在第一温度范围A中，可以生成不依存于周围温度Ta的一定的虚拟负载电流I_0DUMMYLOAD。该一定的虚拟负载电流I_0DUMMYLOAD希望设定为与继电器RY2的最低通电电流相同程度。

周围温度Ta在比某一定值T_TH高的第二温度范围B中，伴随温度上升，热敏电阻TH101的电阻值R_PTC增大。因该热敏电阻TH101的电阻值R_PTC，晶体管TR101的基极电流Ib缩小，虚拟负载电流I_DUMMYLOAD减少。

上面说明车辆用灯具300的动作。下面说明其优点。

根据图2的点灯电路，保证在与控制线434连接的外部的继电器RY2，在其导通状态下，流过比虚拟负载电流I_DUMMYLOAD大的电流。因此，通过预先将虚拟负载电流I_DUMMYLOAD的量设定为与最低通电电流相同程度或比其高，能抑制继电器RY2的接点的劣化。

图2的点灯电路400的进一步的优点通过与比较技术的对比明确。在比较技术中，由虚拟负载电路生成不依存于温度的一定的虚拟负载电流。该比较技术与图3的省略热敏电阻TH101的构成对应。虚拟负载电路在点灯电路作为热源动作时，若在周围温度高的状态下，虚拟负载电路进一步发热，则使得点灯电路的温度进一步上升。因此，需要提高点灯电路的散热性，虚拟负载电路的构成部件也需要设想在高温区域的动作进行选择。一般，从开始点灯，随着时间经过，由于包含虚拟电流的消耗的点灯电路400的自身发热，点灯电路400的温度上升。

对此，本实施形态的虚拟负载电路450在高温状态下使得虚拟负载电流I_DUMMYLOAD减少，使得发热量降低。其朝使得点灯电路400的温度降低的方向起作用。由此，点灯电路400自身的热设计变得容易，同时，虚拟负载电路450的构成元件的选择自由度得到提高。具体地说，将虚拟负载电路450设为图3构成场合，能使得电阻R101、R103、以及晶体管TR101小型化，且能选择廉价元件。

第二光源304点灯时，刚实行点灯动作后，点灯电路400因伴随虚拟电流的消耗的自身发热成为高温，在该状态下，暂时断开后，立刻再点灯场合，继电器的接点尚未形成氧化膜，因此，即使再点灯时的机械继电器RY2的通过电流比最低通过电流小，也不会发生接点不良。

根据本实施形态，使用具体语句说明本发明，但本实施形态不过是表示本发明的原理、应用，只要在不脱离本发明要旨的范围,可以有许多变形例或配置变更，这些都属于本发明范围。

(变形例1)

图5是设有变形例1涉及的点灯电路400A的车辆用灯具300A的方框电路图。第一恒定电流源460与第一光源302串联连接，第二恒定电流源462与第二光源304串联连接。驱动电路414A是恒定电压输出，向设为并联的二条路径的第一光源302和第二光源304供给共用驱动电压V_OUT。控制线434与第二恒定电流源462连接，通过点灯控制信号V_HI控制第二恒定电流源462的接通、断开。即使在该变形例中也能得到与上述实施形态相同的效果。

(变形例2)

晶体管TR101也可以使用FET(场效应晶体管，Field Effect Transistor)代替双极晶体管，该场合，可以将基极替换为栅极，发射极替换为源极，集电极替换为漏极。进一步说，该场合，可以省略二极管D102，可以插入连接栅极-漏极之间的FET代之。由此，能使得FET的晶体管TR101的栅极-源极之间的电压的温度所引起的影响相抵消。

(变形例3)

虚拟负载电路450的构成并不限定为图3所示。本领域技术人员可以利用PTC热敏电阻、NTC热敏电阻、热电偶等设计能生成具有图4所示那样的温度依存性的电流I_DUMMYLOAD的电流源。

(变形例4)

第一光源302及第二光源304并不限定为LED，也可以是LD或有机EL(电致发光，Electro Luminescence)。驱动电路414并不限定为开关变流器，也可以由线性调节器或其它电路构成。

(变形例5)

在本发明实施形态中，说明远光和近光的组合，但本发明并不局限于此，也可以适用于例如(ⅰ)主近光和追加近光的组合，(ⅱ)车宽灯和雾灯的组合，(ⅲ)转弯灯和DRL(白昼行驶灯，Daytime Running Lamps)的组合等。

(变形例6)

在本发明实施形态中，第一光源302及第二光源304串联连接，但本发明并不限定为此，也可以是三个或三个以上光源串联连接。与此相反，并不必须是复数光源，本发明技术也可以适用于驱动单一光源的点灯电路。例如，在图2中，也允许省略第一光源302，在图5中，也允许省略第一光源302以及第一恒定电流源460。

即，本发明适用的并不是点灯控制信号通过机械继电器输入、且大电流流过机械继电器的功率线，而是可以广泛适用于配置于微电流(数mA以下)流过的控制线上的构成。

Claims (8)

1.一种点灯电路，驱动光源，其特征在于，所述点灯电路包括:

驱动电路，向上述光源供给驱动电流；以及

虚拟负载电路，与输入点灯控制信号的控制线连接，所述点灯控制信号指示上述光源的接通、断开，从上述控制线引入若温度变高则减少的虚拟负载电流；

将虚拟负载电流的量设定为与最低通电电流相同程度或比其高。

2.根据权利要求1记载的点灯电路，其特征在于:

进一步包括与上述光源并联设置的旁通开关；

上述点灯控制信号是控制上述旁通开关的信号。

3.根据权利要求1记载的点灯电路，其特征在于:

进一步包括与上述光源串联设置的恒定电流源；

上述点灯控制信号是控制上述恒定电流源的信号。

4.根据权利要求1～3任一个记载的点灯电路，其特征在于，上述虚拟负载电路包括：

晶体管及电阻，按顺序串联设在上述控制线和接地之间；以及

偏压电路，向上述晶体管的控制端施加偏压电压，上述偏压电压在第一温度范围一定，在比上述第一温度范围高的第二温度范围，与温度一起降低。

5.根据权利要求4记载的点灯电路，其特征在于，上述偏压电路包括：

热敏电阻，设在上述控制线和上述晶体管的上述控制端之间，具有正温度特性；以及

齐纳二极管，设在上述晶体管的上述控制端和接地之间。

6.根据权利要求5记载的点灯电路，其特征在于：

上述晶体管是双极晶体管；

上述偏压电路进一步包括与上述齐纳二极管串联设在上述晶体管的上述控制端和接地之间的二极管。

7.一种车辆用灯具，其特征在于，包括：

光源；以及

驱动上述光源的权利要求1～6任一个记载的点灯电路。

8.根据权利要求7记载的车辆用灯具，其特征在于：

上述光源为串联连接的第一光源及第二光源。

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