CN108966409A - 车用灯具和光源的点亮电路 - Google Patents

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Abstract

在全熄灭状态下降低耗电功率。点亮电路(200)驱动包含串联连接的多个发光元件(302)的光源(300)。多个旁路开关SWB分别与对应的发光元件(302)并联连接。转换器控制器(500)(i)在多个发光元件(302)的至少一个点亮的点亮状态下，将开关转换器(210)生成的灯电流ILAMP稳定为第1目标量IREF1，(ii)在多个发光元件(302)都熄灭的全熄灭状态下，将灯电流IRAMP稳定为小于第1目标量IREF1的第2目标量IREF2。

Description

车用灯具和光源的点亮电路
技术领域
本发明涉及半导体光源的点亮电路。
背景技术
车用灯具一般能够切换近光与远光。近光以预定的照度对近处进行照明，制定有不给对面车、先行车带来眩光的配光规定，主要在市区行驶的情况下使用。另一方面，远光以比较高的照度对前方的大范围和远处进行照明，主要在对面车、先行车少的道路高速行驶的情况下使用。所以，远光与近光相比，驾驶者的目视性较好，但具有的问题是：会对存在于车辆前方的车辆的驾驶者、行人带来眩光。
近年来，提出了基于车辆的周围的状态，动态、适应性地控制远光的配光模式的ADB(Adaptive Driving Beam，自适应远光灯)技术。ADB技术检测车辆的前方有无先行车、对面车、行人，将与车辆或者行人对应的区域调暗或者熄灭等，降低带给车辆或者行人的眩光。
图1是本发明人探讨的车用灯具100R的电路框图。车用灯具100R包括点亮电路200R和光源300。
光源300包含串联连接的多个N个(N≥2)发光元件302_1～302_N。点亮电路200R被构成为通过旁路方式能够分别控制光源300的点亮熄灭。点亮电路200R包括恒定电流电路202R、旁路电路280、旁路控制器290。
恒定电流电路202R生成被稳定为目标值的驱动电流(灯电流)ILAMP。旁路电路280包含多个旁路开关SWB1～SWBN。各旁路开关SWBi(1≤i≤N)设置在对应的发光元件302_i的两端之间。旁路控制器290控制多个旁路开关SWB1～SWBN各自的接通、断开，以得到期望的配光模式。第i个旁路开关SWBi断开时，灯电流ILAMP流过发光元件302_i，因此，发光元件302_i成为点亮状态。第i个旁路开关SWBi接通时，灯电流ILAMP绕行流过旁路开关SWBi，由于在发光元件302_i没有电流流过，因此，发光元件302_i成为熄灭状态。
恒定电流电路202R包括开关转换器204、感应电阻RS、电流检测电路206、转换器控制器208。
感应电阻RS设置在灯电流ILAMP的路径上，在其两端之间产生与灯电流ILAMP成比例的电压降。电流检测电路206基于感应电阻RS的电压降，生成电流检测信号VCS。
开关转换器204是降压(Buck)转换器或者升压(Boost)转换器。转换器控制器208控制开关转换器204，使得检测信号VCS接近与灯电流的目标值相对应的基准电压VREF。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-180099号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
本发明人探讨了图1的车用灯具100R的结果是，认识到以下的问题。
根据配光模式，可能产生多个发光元件302_1～302_N都成为熄灭状态的期间(全熄灭状态)。充分长的全熄灭状态是通过停止恒定电流电路202R，使灯电流ILAMP为零来实现的。
然而，在短的全熄灭状态反复产生的状况(例如对旁路电路280的各旁路开关进行PWM控制的状况)下，在全熄灭状态下不能停止恒定电流电路202R。这是因为，在恒定电流电路202R从停止状态到稳定为动作状态的期间产生延迟时，在该延迟期间，灯电流ILAMP不会稳定为目标电流，因此，发光元件的亮度变得不稳定。所以，恒定电流电路202在全熄灭状态下，也需要继续生成一定的灯电流ILAMP。
在全熄灭状态下，继续维持开关转换器204的开关动作时，与通常的点亮状态相同量的灯电流IREF会继续流过开关晶体管M1、旁路开关SWB。因此，虽然熄灭，可是点亮电路200R会消耗电力，构成旁路开关SWB的晶体管的发热就成为问题。还具有的问题是：能经受发热的晶体管尺寸大，成本也高。
本发明是鉴于该问题而完成的，其某些方式的示例性的目的之一在于，提供一种能维持在全熄灭状态下能降低耗电功率的开关转换器的开关动作的点亮电路。
用于解决问题的方案
本发明某些方式涉及驱动包含串联连接的多个发光元件的光源的点亮电路。点亮电路包括：分别与对应的发光元件并联连接的多个旁路开关；开关转换器；以及转换器控制器，其在多个发光元件的至少一个点亮的点亮状态下，将开关转换器生成的灯电流稳定为第1目标量，在多个发光元件都熄灭的全熄灭状态下，将灯电流稳定为小于第1目标量的第2目标量。
根据该方式，由于在全熄灭状态下，能够降低流过多个旁路开关的电流，因此，能够抑制发热。另外，由于发热量减小，能够选定尺寸小、低廉的元件。
转换器控制器可以包含：在点亮状态下，以相对高精度的控制方式生成第1控制脉冲的第1控制器；在全熄灭状态下，以相对低精度的控制方式生成第2控制脉冲的第2控制器；根据第1控制脉冲和第2控制脉冲，驱动所述开关转换器的驱动器电路。
点亮电路可以还包括判定电路，将光源的两端间电压与预定的阈值电压比较，在光源的两端间电压低于阈值电压时，判定为全熄灭状态。
点亮电路可以还包括：控制多个旁路开关的旁路控制器；以及根据来自旁路控制器的控制信号，检测全熄灭状态的判定电路。
本发明的其他形态涉及车用灯具。车用灯具可以包括：包含串联连接的多个发光元件的光源；以及使光源点亮的上述任意的点亮电路。
车用灯具可以还包括扫描光学系统，该扫描光学系统接受光源的射出光，在车辆前方进行扫描。
此外，将以上的构成要素的任意组合；将本发明的构成要素、表现在方法、装置、系统等之间相互替换，对于本发明的形态也是有效的。
发明的效果
根据本发明的某些形态，能够降低全熄灭状态下的发热。
附图说明
图1是本发明人探讨的车用灯具的电路框图。
图2是包括实施方式所涉及的车用灯具的灯具系统的框图。
图3是图2的车用灯具的动作波形图。
图4是一个实施例的点亮电路的框图。
图5是示出转换器控制器的具体构成例的图。
图6是说明第2控制器所进行的过电流保护的图。
图7是驱动器IC的简化的框图。
图8是包括图7的驱动器IC的点亮电路的电路图。
图9是扫描方式的车用灯具的立体图。
图10(a)～(d)是说明配光模式的形成的图。
附图标记的说明
1…灯具系统、2…电池、4…车辆ECU、100…车用灯具、M1…开关晶体管、300…光源，302…发光元件、400…灯具ECU、402…开关、404…处理器、200…点亮电路，202…恒定电流电路、204…开关转换器、206…电流检测电路、208…转换器控制器、210…开关转换器、211…电流检测单元、212…第1电流检测单元、214…第2电流检测单元、216…第1电流检测电路、218…第2电流检测电路、280…旁路电路、290…旁路控制器、RS…感应电阻、SWB…旁路开关、SCNT1…第1控制脉冲、SCNT2…第2控制脉冲、VCS1…第1检测信号、VCS2…第2检测信号、500…转换器控制器、510…第1控制器、512…可变电压源、514…比较器、520…第2控制器、522…比较器、524…脉冲生成部、526…触发器、528…断开时间计时器、530…驱动器电路、540…判定电路、600…驱动器IC、610…电平转移器、612…V/I转换电路、614…比较器
具体实施方式
下面，参照附图，以优选的实施方式说明本发明。在各附图中所示的相同或者等同的构成要素、部件、处理标注了相同的附图标记，适当省略重复的说明。另外，实施方式并非限定发明，只是例举，实施方式所记载的所有特征及其组合不一定是发明的本质。
在本说明书中，“部件A与部件B连接的状态”除了部件A和部件B物理地直接连接的情况之外，还包含部件A和部件B经由其他部件间接地连接的情况下也不会给其电连接状态带来实质的影响、或者不会损害由于这些结合而带来的功能、效果。
同样，“部件C设置在部件A与部件B之间的状态”除了部件A和部件C、或者部件B和部件C直接地连接的情况之外，还包含经由其他部件间接地连接的情况下也不会给其电连接状态带来实质的影响、或者不会损害由于这些结合而带来的功能、效果。
另外，在本说明书中，在电压信号、电流信号等电信号、或者电阻、电容等电路元件标注的附图标记根据需要，表示各电压值、电流值、或者电阻值、电容值。
图2是包括实施方式所涉及的车用灯具100的灯具系统1的框图。灯具系统1包括电池2、车辆ECU4和车用灯具100。车用灯具100接受来自电池2的直流电压(电池电压)VBAT。另外，经由CAN(Controller Area Network，控制器区域网络)、LIN(Local InterconnectNetwork，本地互连网络)等与车辆ECU4连接。
车用灯具100包括点亮电路200、光源300、灯具ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)400。灯具ECU400与车辆ECU4连接，基于来自车辆ECU4的控制信号、信息，控制点亮电路200。从车辆ECU4向灯具ECU400，除了点亮熄灭的指示之外，还发送示出本车、周围的状况的信息。该信息包含前方车、行人的位置信息、车速等。
灯具ECU400包含开关402和处理器404。开关402设置在电源电压从电池2向点亮电路200的供给路径上。处理器404是CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)或者微型计算机，基于来自车辆ECU4的点亮熄灭的指示，控制开关402。开关402根据来自车辆侧的点亮指令成为接通，向点亮电路200供给电源。另外，处理器404基于来自车辆ECU4的信息，决定配光模式，控制点亮电路200。
光源300包含串联连接的多个N个(N≥2)发光元件302_1～302_N。点亮电路200被构成为能利用旁路方式独立控制光源300各自的点亮熄灭。
点亮电路200与图1的点亮电路200R同样，包括恒定电流电路202、旁路电路280、旁路控制器290。关于旁路电路280和旁路控制器290与图1同样。此外，也可以将旁路控制器290的功能安装在处理器404。
恒定电流电路202包括开关转换器210和转换器控制器500。开关转换器210是降压(Buck)转换器、升压(Boost)转换器、或者升降压Cuk转换器。
转换器控制器500控制开关转换器210，使得灯电流ILAMP接近其目标量IREF。更具体而言，转换器控制器500(i)在多个发光元件302的至少一个点亮的点亮状态下，将开关转换器210生成的灯电流ILAMP稳定为第1目标量IREF1，(ii)在多个发光元件302都熄灭的全熄灭状态下，将灯电流IRAMP2稳定为小于第1目标量IREF1的第2目标量IREF2。
例如电流检测单元211设置在开关转换器210的输出侧，直接地监视灯电流ILAMP，生成与灯电流ILAMP相对应的第1检测信号VCS1。电流检测单元211可以是图1的感应电阻RS与电流检测电路206的组合。电流检测单元211可以检测光源300的阳极侧(高侧)的灯电流ILAMP，也可以检测光源300的阴极侧(低侧)的灯电流ILAMP。
转换器控制器500包括控制器502、驱动器电路530、判定电路540。判定电路540判定是点亮状态还是全熄灭状态，生成示出判定结果的判定信号DET。例如判定信号DET在点亮状态下取值低电平，在熄灭状态下取值高电平。
控制器502在判定信号DET示出点亮状态时，生成第1控制脉冲SCNT1，使得第1检测信号VCS1示出的灯电流ILAMP接近第1电流量IREF1。另外，控制器502在判定信号DET示出全熄灭状态时，生成控制脉冲信号SCNT2，使得第1检测信号VCS1示出的灯电流ILAMP接近第2电流量IREF2。驱动器电路530基于从控制器502输出的控制脉冲SCNT1/SCNT2，生成栅极驱动信号SGATE，驱动开关转换器210。
以上是车用灯具100的构成。接下来说明其动作。
图3是图2的车用灯具100的动作波形图。此处N＝3。在期间T0，所有的旁路开关SWB1～SWB3断开，所有的发光元件302_1～302_3发光。此时的开关转换器210的输出电压VO为3×VF。VF是发光元件302的正向电压。此外，以直线示出了灯电流ILAMP，但实际上也可以包含波动。
在期间T1，旁路开关SWB1成为接通，发光元件302_1熄灭。此时的开关转换器210的输出电压VO为2×VF。在期间T2，旁路开关SWB1、SWB2成为接通，发光元件302_1、302_2熄灭。此时的开关转换器210的输出电压VO为1×VF。
期间T0～T2是至少一个发光元件302点亮的点亮状态，判定信号DET为低电平。所以，根据与第1控制脉冲SCNT1相对应的栅极驱动信号SGATE来驱动开关转换器210，灯电流ILAMP被稳定为第1目标量IREF1。
在期间T3，所有的旁路开关SWB1～SWB3成为接通，所有的发光元件302_1～302_3为熄灭的全熄灭状态，判定信号DET成为高电平。根据第2控制脉冲SCNT2来驱动开关转换器210，灯电流ILAMP被稳定为第2目标量IREF2。
在接下来的期间T4，旁路开关SWB1成为断开，输出电压VO成为1×VF。这样一来，开关转换器210被第1控制脉冲SCNT1驱动，灯电流ILAMP稳定为第1目标量IREF1。
以上是车用灯具100的动作。
该车用灯具100的动作通过与以下的比较技术的对比而变得明确。在比较技术中，在全熄灭状态T3，开关转换器210完全停止，灯电流ILAMP成为零。通常，在开关转换器210完全停止后，由于在使动作重新开始时进行软启动控制，因此，在灯电流ILAMP返回到原来的目标电流为止，会产生大的延迟。
与之相对，根据实施方式所涉及的车用灯具100，在全熄灭状态T3中，也能够基于第2控制脉冲SCNT2继续开关转换器210的开关动作，能够将灯电流ILAMP保持为非零。由此，接下来在点亮发光元件302时，不需要软启动控制，可以使发光元件302快速点亮。
另外，全熄灭状态T3的灯电流ILAMP无助于发光元件302的发光，被无益地消耗。通过将第2目标量IREF2设定得低于第1目标量IREF1，从而能够下降旁路电路280的耗电功率，进而能够减少发热量。这意味着作为旁路开关SWB，能够选定热容更小的小型、低廉的元件。
本发明从图2的框图、电路图掌握，或者涉及从上述说明导出的各种各样的装置、电路、方法，不限于特定的构成。下面，不是为了缩窄本发明的范围，而是为了帮助理解发明的本质、电路动作，另外将其明确化，说明更具体的实施例、变形例。
图4是一个实施例所涉及的点亮电路200A的框图。开关转换器210是降压转换器，包含开关晶体管M1、电感L1、整流元件D1。第1电流检测单元212包含：设置在灯电流ILAMP的路径上的第1感应电阻RS1；将第1感应电阻RS1的电压降转换为第1检测信号VCS1的第1电流检测电路216。
转换器控制器500在点亮状态下，基于第1电流检测单元212生成的第1检测信号VCS1，生成第1控制脉冲SCNT1。然而，在图4中，第1感应电阻RS1被插入到光源300的阳极侧(高侧)，从开关转换器204的输出Vo取得第1电流检测电路216的电源。在全熄灭状态下，由于光源300(旁路电路280)的两端间电压VL实际上下降至零，因此，开关转换器204的输出电压VO非常低。其结果是，第1电流检测电路212的电源电压不足，不能生成与灯电流ILAMP有关联的检测信号VCS1，不能控制开关转换器204。
第2电流检测单元214与第1电流检测单元212分开设置，构成为在第1电流检测单元212不能动作的全熄灭状态下，能生成示出灯电流ILAMP的第2检测信号VCS2。可以说，第2电流检测单元214通过监视与灯电流ILAMP有关联的电流或者电压，从而间接地监视灯电流ILAMP。第2电流检测单元214例如也可以是开关转换器210的输入电流、流过开关转换器210的线圈的线圈电流、流过开关转换器210的开关元件的电流等。
转换器控制器500包括第1控制器510、第2控制器520、驱动器电路530、判定电路540。第1控制器510基于第1电流检测单元212生成的第1检测信号VCS1，生成第1控制脉冲SCNT1。第1控制器510控制第1控制脉冲SCNT1的占空比、频率、接通时间、断开时间的至少一个，使得灯电流ILAMP接近第1目标量IREF1。
在将第1电流检测单元212设置在开关转换器210的输出侧的情况下，如参照图1说明的那样，在光源300的全熄灭状态下，第1电流检测单元212的电源电压不足，第1检测信号VCS1与灯电流ILAMP的相关丧失，第1控制器510不能动作。
第2控制器520在全熄灭期间，生成第2控制脉冲SCNT2，使得灯电流ILAMP接近第2目标量IREF2。优选的是第2控制器520利用反馈来生成第2控制脉冲SCNT2。具体而言，第2控制器520基于第2电流检测单元214生成的第2检测信号VCS2，控制第2控制脉冲SCNT2的占空比、频率、接通时间、断开时间的至少一个，使得灯电流ILAMP接近第2目标量IREF2。
第1控制器510和第2控制器520的构成、脉冲的生成方式没有特别限定。例如，可以采用电压模式、峰值电流模式、平均电流模式的控制器的体系结构，也可以采用波动控制(滞后控制、下检测接通时间设定、上检测断开时间设定)的体系结构。此外，在以旁路方式控制光源300的情况下，由于希望高速的响应性，因此，优选的是第1控制器510和第2控制器520是波动控制的控制器。此外，第2控制器520可以在第1控制器510正常动作的期间继续动作。
点亮状态下的灯电流ILAMP规定光源300的亮度，另一方面，不会给全熄灭状态下的灯电流ILAMP、光源300的亮度带来影响。因此，第1控制器510能够以相对高精度的控制方式生成第1控制脉冲SCNT1，第2控制器520能够以相对低精度的控制方式生成第2控制脉冲SCNT2。
驱动器电路530基于第1控制脉冲SCNT1和第2控制脉冲SCNT2，驱动开关转换器210。驱动器电路530可以选择第1控制脉冲SCNT1和第2控制脉冲SCNT2中的一者，生成栅极驱动信号SGATE。或者，驱动器电路530也可以合成第1控制脉冲SCNT1和第2控制脉冲SCNT2，生成栅极驱动信号SGATE。
接下来，说明转换器控制器500A的构成例。第1控制器510包含滞后控制的控制器。具体而言，在第1目标量IREF1的附近规定上阈值IUPPER1和下阈值IBOTTOM1。第1控制器510在第1检测信号VCS1到达与上阈值IUPPER1相对应的电压VUPPER1时，使第1控制脉冲SCNT1迁移至断开电平(例如低)，在第1检测信号VCS1下降到与下阈值IBOTTOM1相对应的电压VBOTTOM1时，使第1控制脉冲SCNT1迁移至接通电平(例如高)。
第2电流检测单元214设置在开关转换器210的输入侧，监视开关转换器210的输入电流IIN，生成与灯电流ILAMP相对应的第2检测信号VCS2。在开关晶体管M1接通的期间，输入电流IIN与输出电流ILAMP一致。在开关晶体管M1断开的期间，第2检测信号VCS2与灯电流ILAMP没有相关。
例如，第2电流检测单元214包含：设置在输入电流IIN的路径上的第2感应电阻RS2；以及将第2感应电阻RS2的电压降转换为第2检测信号VCS2的第2电流检测电路218。此外，也可以取代第2感应电阻RS2，利用开关晶体管M1的正向电阻。
第2电流检测电路218的电源电压也可以是将点亮电路200A的输入电压VIN或者输入电压VIN稳定的内部电压。由此，在全熄灭状态下，第2电流检测电路218也能够继续维持动作。
第2控制器520可以是上检测断开时间设定模式的控制器。具体而言，第2控制器520基于第2目标量IREF2，规定上阈值IUPPER2。第2控制器520在第2检测信号VCS2到达与上阈值IUPPER2相对应的电压VUPPER2时，使第2控制脉冲SCNT2迁移至断开电平(例如低)。而且，经过某一断开时间TOFF时，使第2控制脉冲SCNT2迁移至接通电平(例如高)。断开时间TOFF可以是一定的，也可以是能调节的。根据上检测断开时间设定方式，由于不需要开关晶体管M1的断开期间的电流信息，因此，能够基于第2检测信号VCS2生成第2控制脉冲SCNT2。
在滞后控制模式下，规定了灯电流ILAMP的上限和下限，与之相对，在上检测断开时间设定模式下，仅控制灯电流ILAMP的上限。所以，可以说第1控制器510比第2控制器520的电流控制的精度高。
判定电路540判定是否是全熄灭状态，在是全熄灭状态的情况下，判定信号DET生效，将第2控制器520有效化。
图5是示出转换器控制器500A的具体构成例的图。第1控制器510包含滞后比较器。滞后比较器例如包含可变电压源512和比较器514。可变电压源512根据比较器514的输出(第1控制脉冲SCNT1)的状态，输出2个电压VUPPER1、VBOTTOM1中的一者。比较器514将第1检测信号VCS1与可变电压源512的输出比较，生成第1控制脉冲SCNT1。
第2控制器520包含比较器522和脉冲生成部524。比较器522将第2检测信号VCS2与上阈值IUPPER2相对应的电压VUPPER2比较，生成在第2检测信号VCS2到达电压VUPPER2时被生效(例如高电平)的断开信号OFF。脉冲生成部524响应断开信号的生效而迁移至断开电平，之后，生成迁移至接通电平的第2控制脉冲SCNT2。脉冲生成部524包含触发器526和断开时间计时器528。向触发器526的复位端子输入断开信号SOFF。断开时间计时器528在第2控制脉冲SCNT2迁移至断开电平之后，在经过断开时间TOFF后，生效接通信号SON。接通信号SON输入至触发器526的置位端子。此外，触发器526的构成不限于图5。
判定电路540可以包含将与光源300的两端间电压(负载电压VL)相对应的电压与预定的阈值电压VTH比较的比较器542。判定电路540可以将开关转换器210的输出电压VO与阈值电压VTH比较。比较器542生成的判定信号DET在全熄灭状态下为生效(高电平)，在点亮状态下为否定(低电平)。通过将阈值电压VTH规定得比发光元件302的正向电压VF小，能够以Vo＜VF为根据，检测全熄灭状态。此外，也可以将该比较器542与短路检测电路兼用。
在将第2控制器520由上检测断开时间设定模式的控制器构成的情况下，可以不使第2控制器520在第1控制器510能动作的期间完全停止，作为过电流保护电路使其动作。在该情况下，将第2上阈值IUPPER2在第1值ITH1和第二值ITH2间切换即可。具体而言，在第1控制器510不能动作的状态下，将第2控制器520的上阈值IUPPER2设定为与第2目标量IREF2相应的第1值ITH1即可。另外，在第1控制器510能动作的状态下，将上阈值IUPPER2设定为与高于第1目标量IREF1的过电流阈值IOCP相应的第二值ITH2即可。
具体而言，在判定信号DET为生效时，电压源523生成的电压为与第2目标量IREF2相对应的第1电平VREF2，在判定信号DET为否定时，电压源523生成的电压为与过电流阈值IOCP相对应的第2电平VOCP即可。
图6是说明第2控制器520的动作的图。在至少一个发光元件302点亮的状态(记作点亮状态)下，判定信号DET为否定。在时刻t0之前，第1控制器510正常动作，与第1控制器510生成的第1控制脉冲SCNT1相对应来控制开关晶体管M1，灯电流ILAMP被稳定在与第1目标量IREF1相对应的IUPPER1和IBOTTOM1的范围。在第1控制器510正常时，第2控制器520不会给开关晶体管M1的控制带来影响。
在时刻t0之前，第2控制器520的上阈值IUPPER2的值是与过电流阈值IOCP2相对应的第二值ITH2。在时刻t0，在第1控制器510产生异常。在异常状态下，第2控制器520的上阈值IUPPER2的值下降至规定第2目标量IREF2的第1值ITH1。
在时刻t1，在第2控制器520，断开信号SOFF被生效。之后，在经过断开时间TOFF后的时刻t2，接通信号SON被生效，第2控制脉冲SCNT2和栅极驱动信号SGATE成为接通电平，开关晶体管M1开启。开关晶体管M1开启时，输入电流IIN增大，第2检测信号VCS2增大。而且，在IIN＞IOCP时，换言之VCS2＞VOCP时，在第2控制器520断开信号SOFF被生效，第2控制脉冲SCNT2迁移至断开电平，栅极驱动信号SGATE成为断开电平，开关晶体管M1关断。而且，在经过断开时间TOFF后的时刻t4，接通信号SON被生效，第2控制脉冲SCNT2迁移至接通电平。
接下来，说明，利用市场上出售的LED驱动器IC(IntegratedCircuit，集成电路)安装有与图4的点亮电路200A相同功能的实施例。此处，作为LED驱动器IC，以美国TEXASINSTRUMENTS(德州仪器)公司的LM3409等为例来说明。
图7是驱动器IC600的简化的框图。驱动器IC600能够理解为是图4的驱动器电路530和第2控制器520和第2电流检测电路218被集成化的。
驱动器IC600内置有上检测断开时间设定方式的控制器。在本实施例中，将内置在该驱动器IC600的控制器用作图4的第2控制器520(和过电流保护电路)。
驱动器IC600的PGATE端子与开关晶体管M1的栅极连接。电流设定(IADJ)端子是用于设定上检测断开时间设定方式所使用的峰值电流IUPPER的端子。电流检测用的CSP端子和CSN端子与第2感应电阻RS2连接。在CSP端子与CSN端子之间产生与输入电流IIN成比例的电压VCS2。
电平转移器610包含电阻R21、R22和V/I转换电路612。V/I转换电路612生成与输入至IADJ端子的电压VIADJ成比例的电流IADJ。在电阻R21产生相当于上阈值IUPPER2的电压降IADJ×R21，在其低电位侧的一端产生VCSP-IADJ×R21。电阻R22的电压降实际上为零。电平转移器610与图5的第2电流检测电路218和电压源523相对应。
比较器614与图5的比较器522相对应。比较器614比较2个电阻R21、R22各自的一端的电压，生成断开信号SOFF。即，比较器614比较VCSP-IADJ×R21与VCSP-RS2×IIN。这与比较IADJ×R21与RS2×IIN是等效的。断开信号SOFF在IIN＞IADJ×R21/RS2时被生效。
驱动器IC600的IADJ端子是用于设定上阈值IUPPER2(和IOCP)的设定引脚。在IADJ端子输入有电压VIADJ，该电压VIADJ在第1控制器510能够动作时具有与IOCP相对应的电平，在第1控制器510不能动作时，具有与IUPPER2相对应的电平。
在COFF端子外接有断开时间设定用的电容。GND端子接地。在VIN端子供给有输入电压VIN。
脉冲发生器616包含逻辑电路620和断开时间计时器电路622。逻辑电路620在比较器614的输出SOFF生效时，使第2控制脉冲SCNT2迁移至断开电平，给断开时间计时器电路622带来启动触发。逻辑电路620相当于图5的触发器526，断开时间计时器电路622相当于图6的断开时间计时器528。
断开时间计时器电路622响应启动触发而开始动作，在经过断开时间TOFF后，使接通信号SON生效。但不限于此，例如断开时间计时器电路622包含：与在COFF端子和接地间外接的电容Ctm并联设置的开关；以及将COFF端子的电压VCOFF与预定的电压VOFF比较的比较器。另外，经由电阻Rtm对COFF端子施加充电电压VC。断开时间计时器电路622的开关在VCOFF＞VOFF时开启，将电容Ctm放电。断开时间能够根据电容Ctm的电容值、充电电压VC、电阻值Rtm来设定。逻辑电路620响应接通信号SON的生效，而使第2控制脉冲SCNT2迁移至接通电平。
驱动器电路530的输出经由PGATE端子与开关晶体管M1的栅极连接。
驱动器IC600包括启用(EN)端子，在在启用端子输入有高电平时，成为启用状态。驱动器IC600在启用端子输入有低电平期间，成为禁用状态，栅极输出PGATE被固定在低电平，开关晶体管M1成为断开。
图8是包括图7的驱动器IC600的点亮电路200B的电路图。在驱动器IC600的启用端子输入有第1控制器510生成的第1控制脉冲SCNT1。即，驱动器IC600整体根据第1控制脉冲SCNT1而接通、断开，从而在PGATE端子产生与第1控制脉冲SCNT1相相应的栅极驱动信号SGATE。成为全熄灭状态时，启用端子EN被固定在高电平，在PGATE端子产生与在驱动器IC600的内部生成的第2控制脉冲SCNT2相对应的栅极驱动信号SGATE。
判定电路540将供给至光源300的负载电压VL与阈值电压VTH比较，生成判定信号DET。在判定信号DET示出点亮状态时，在IADJ端子供给第1电压电平，由此，驱动器IC600的内部的上电流被设定为IOCP，过电流保护功能成为有效。在判定信号DET示出全熄灭状态时，在IADJ端子供给第2电压电平，由此，驱动器IC600的内部的上电流被设定为IUPPER2，根据上检测断开时间设定模式，生成第2控制脉冲SCNT2。即，第2控制器520成为有效。此外，也可以在开关转换器210与光源300之间插入波动去除用的滤波器270。
点亮电路200能够搭载于各种各样的车用灯具100，特别是能够适合使用于扫描方式的灯具。图9是扫描方式的车用灯具的立体图。图9的车用灯具100能够根据行驶场景，选择多个配光模式。
车用灯具100主要包括光源部110、扫描光学系统120、投影光学系统130和所述点亮电路200。光源部110包含多个发光单元112。光源部110、发光单元112与图2的光源300、发光元件302相对应。多个发光单元112经由连接器114与未图示的点亮电路200连接。发光单元112包含LED(发光二极管)、LD(半导体激光)等半导体光源。一个发光单元112构成亮度和点亮熄灭的控制的最小单位。一个发光单元112可以是一个LED芯片(LD芯片)，也可以包含串联和/或并联连接的多个LED芯片(LD芯片)。
扫描光学系统120通过接受光源部110的射出光L1，反复预定的周期运动，使该反射光L2在车辆前方横向(图中为H方向)扫描。投影光学系统130将扫描光学系统120的反射光L2投影到车辆前方的虚拟屏幕10上。投影光学系统130可以由反射光学系统、透过光学系统、这些的组合构成。
具体而言，扫描光学系统120包括反射体122和马达124。反射体122安装在马达124的转子，进行旋转运动。在本实施方式中，反射体122设置有2片，马达124转1圈，射出光L2被扫描2次。所以，扫描频率为马达的转速的2倍。此外，反射体122的片数没有特别限定。
在某一时刻t0，光源部110的射出光L1以与反射体122的位置(转子的旋转角)相对应的角度反射，此时的反射光L2在车辆前方的虚拟屏幕10上形成一个照射区域12。在图1中为了简化说明，以矩形示出照射区域12，但如后述所示，照射区域12不限于矩形。
在其他时刻t1，反射体122的位置变化时，反射角变化，此时的反射光L2’形成照射区域12’。进而在其他时刻t2，反射体122的位置变化时反射角会变化，此时的反射光L2”形成照射区域12”。
通过使扫描光学系统120高速旋转，从而照射区域12在虚拟屏幕10上扫描，由此，在车辆前方形成配光模式。
图10(a)～(d)是说明配光模式的形成的图。图10(a)示出光源部110的多个发光单元112的布局。在本实施方式中，多个发光单元112的个数是9。
多个发光单元112在高度方向以2部以上，在这个例子中以3部配置，最下部的发光单元112的个数最多。由此，在虚拟屏幕上的H线的附近能够形成照度高的区域。
本实施方式所涉及的车用灯具100利用扫描所得到的配光、与非扫描所得到的配光的重合，形成配光模式。光源部110除了扫描用的多个发光单元112_1～112_9外，还包括用于以非扫描对车辆前方大幅照射的至少一个发光单元113_1、113_2。发光单元113_1、113_2的射出光经由与扫描光学系统120不同的光学系统(未图示)，照射到虚拟屏幕10。
图10(b)是示出在反射体122位于预定的位置时，各发光单元112、113的射出光在虚拟屏幕10上所形成的照射点的图。
将扫描用的发光单元112形成的照射点称为聚光点Sc。Sci表示第i个(1≤i≤9)发光单元112_i形成的聚光点。图10(b)的多个聚光点Sc1～Sc9的集合相当于图1的照射区域12。
另外，将扩散用的发光单元113在虚拟屏幕10上所形成的照射点称作扩散点Sd。Sdi表示第i个发光单元113_i形成的聚光点。扩散点Sd与反射体122的旋转是无关的。将扩散点Sd1、Sd2的集合称作扩散区域14。
图10(b)仅示出右侧灯具所得到的照射点Sc、Sd。在将右侧灯具和左侧灯具构成为左右对称的情况下，使图10(b)的照射点以V线左右相反，但由左侧灯具形成。
图10(c)示出在使反射体122旋转时，各聚光点Sc通过的区域(称作扫描区域)SR。SRi表示第i个聚光点Sci通过的区域。将扫描区域SR1～SR9的集合、换言之扫描了照射区域12的区域称作聚光区域15。聚光区域15与扩散区域14重叠。
图10(d)示出最下部的发光单元112_1～112_5形成的H线附近的配光模式的水平方向的照度分布。
实际上形成的配光模式为右侧灯具的配光模式和左侧灯具的配光模式的重合。在这个例子中，右侧灯具的聚光区域15与左侧灯具的聚光区域15实际上重叠。另外，右侧灯具的扩散区域14主要是照射V线的右侧，左侧灯具的扩散区域14(未图示)主要是照射V线的左侧。
这样，扫描用的多个发光单元112_1～112_9被配置为各射出光在虚拟屏幕上照射不同的部位。如图10(a)所示，可以将多个发光单元112配置为U形。通过配置为U形(或者图10(b)的E形)，从而能够使第1部、第2部、第3部聚光区域的右端和左端一致。
多个发光单元112和波道的对应关系例如如下。
第1波道CH1＝发光单元112_1、112_2
第2波道CH2＝发光单元112_3
第3波道CH3＝发光单元112_4、112_5
第4波道CH4＝发光单元112_6、112_7
第5波道CH5＝发光单元112_8、112_9
扩散区域用的发光单元113_1、113_2成为第6波道CH6。
多个发光单元112在高度方向配置为3部，照射相同高度的发光单元112被分类到同一波道，以供给相同量的驱动电流。相同波道所包含的多个发光单元112串联连接，以形成一个光源300。点亮电路200设置在每个波道，将对应的波道所包含的发光单元点亮。
在这样的扫描方式的灯具中，相同波道的多个发光单元112同时熄灭的全熄灭状态可能以扫描周期间歇产生。所以，利用上述点亮电路200进行驱动，能够抑制耗电功率。
以上，以实施方式说明了本发明。本实施方式是例子，在这些各构成要素、各个处理过程的组合能施加各种变形例，另外，本领域技术人员可以理解，这样的变形例也在本发明的范围内。下面，说明这样的变形例。
(第1变形例)
多个发光元件302的点亮、熄灭由旁路控制器290控制。所以，旁路控制器290可知何时产生全熄灭状态。因此，判定电路540可以基于来自旁路控制器290的信息，判定是全熄灭状态还是点亮状态。第1变形例如图2的点划线所示。或者可以将判定电路540的功能安装在旁路控制器290。
(第2变形例)
在实施例中，开关转换器210为降压转换器，但也可以是升压转换器、升降压转换器。
(第3变形例)
在实施方式中，第2控制器520基于来自第2电流检测单元214的第2检测信号VCS2生成第2控制脉冲SCNT2，但不限于此。第2控制器520可以完全是开环，生成第2控制脉冲SCNT2。在该情况下，灯电流ILAMP稳定的电平取决于输入电压，但可以简化第2控制器520。例如，可以将第2控制器520由振荡器构成。
基于实施方式，使用具体的语句说明了本发明，但实施方式不过是示出本发明的原理、应用的一个侧面，在不脱离权利要求书规定的本发明的思想的范围内，实施方式允许很多变形例、配置的变更。

Claims (6)

1.一种点亮电路，其驱动包含串联连接的多个发光元件的光源，
所述点亮电路的特征在于，包括：
多个旁路开关，其分别与对应的发光元件并联连接；
开关转换器；以及
转换器控制器，(i)在多个发光元件的至少一个点亮的点亮状态下，将所述开关转换器生成的灯电流稳定为第1目标量，(ii)在所述多个发光元件都熄灭的全熄灭状态下，将所述灯电流稳定为小于所述第1目标量的第2目标量。
2.如权利要求1所述的点亮电路，其特征在于，
所述转换器控制器包含：
第1控制器，在所述点亮状态下，以相对高精度的控制方式生成第1控制脉冲；
第2控制器，在所述全熄灭状态下，以相对低精度的控制方式生成第2控制脉冲；
驱动器电路，根据所述第1控制脉冲和所述第2控制脉冲，驱动所述开关转换器。
3.如权利要求1或2所述的点亮电路，其特征在于，
还包括判定电路，所述判定电路将所述光源的两端间电压与预定的阈值电压比较，在所述光源的两端间电压低于所述阈值电压时，判定为所述全熄灭状态。
4.如权利要求1或2所述的点亮电路，其特征在于，还包括：
旁路控制器，其控制所述多个旁路开关；
判定电路，其根据来自所述旁路控制器的控制信号，检测所述全熄灭状态。
5.一种车用灯具，其特征在于，包括：
光源，其包含串联连接的多个发光元件；以及
权利要求1至3的任一项所述的点亮电路，其使所述光源点亮。
6.如权利要求5所述的车用灯具，其特征在于，
还包括扫描光学系统，其接受所述光源的射出光，在车辆前方进行扫描。
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