CN111315065A - 点灯电路以及车辆用灯具 - Google Patents

点灯电路以及车辆用灯具 Download PDF

Info

Publication number
CN111315065A
CN111315065A CN201911263858.6A CN201911263858A CN111315065A CN 111315065 A CN111315065 A CN 111315065A CN 201911263858 A CN201911263858 A CN 201911263858A CN 111315065 A CN111315065 A CN 111315065A
Authority
CN
China
Prior art keywords
input voltage
gate pulse
lighting circuit
duty ratio
bypass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911263858.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111315065B (zh
Inventor
市川知幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koito Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koito Manufacturing Co Ltd filed Critical Koito Manufacturing Co Ltd
Publication of CN111315065A publication Critical patent/CN111315065A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111315065B publication Critical patent/CN111315065B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B44/00—Circuit arrangements for operating electroluminescent light sources
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
    • B60Q1/1407—General lighting circuits comprising dimming circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
    • B60Q1/1415—Dimming circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/26—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
    • B60Q1/30—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic for indicating rear of vehicle, e.g. by means of reflecting surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/26—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
    • B60Q1/34—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic for indicating change of drive direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/26—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
    • B60Q1/44—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic for indicating braking action or preparation for braking, e.g. by detection of the foot approaching the brake pedal
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/32—Pulse-control circuits
    • H05B45/325—Pulse-width modulation [PWM]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/345—Current stabilisation; Maintaining constant current
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/375—Switched mode power supply [SMPS] using buck topology
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/395—Linear regulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Abstract

提供一种点灯电路及车辆用灯具，其在低电压状态下，能够得到希望的配光图案，或能够抑制亮度不均。驱动电路(610)接收输入电压(VIN)，向半导体光源(502)供给驱动电流(IOUT)。旁路开关(SW#(#＝1、2、…m))分别与多个发光元件(504)的对应的部分(504_#)并联连接。旁路控制部(650)生成相位偏移的m相的门脉冲信号(Sg1～Sgm)，根据m相的门脉冲信号控制m个旁路开关(SW1～SWm)。旁路控制部(650)根据对应部分的目标亮度改变各门脉冲信号(Sg#)的占空比，并且根据输入电压(VIN)进行修正。

Description

点灯电路以及车辆用灯具
技术领域
本发明涉及使用在汽车等中的灯具。
背景技术
作为使用在车辆用灯具中的光源，以往较多使用灯泡，但近年来，广泛采用LED(发光二极管)等的半导体光源。
图1是现有的灯具系统1R的框图。灯具系统1R包括电池2、开关4、车辆侧ECU6以及车辆用灯具10R。
经由开关4向车辆用灯具10R供给来自电池2的直流电压(输入电压VIN)，以输入电压VIN为电源，点亮光源20。另外，构成为向车辆用灯具10R输入来自车辆侧ECU6的控制信号，根据控制信号，能够控制光源20的亮度或配光图案。
车辆用灯具10R包括光源20以及点灯电路100R。光源20包括被串联地设置的多个发光元件(例如LED)22_1～22_n(在图1中n＝3)。
点灯电路100包括恒流驱动器110、PWM调光电路120。恒流驱动器110的输出与光源20连接，将被稳定化为目标量的驱动电流IOUT供给至光源20，使光源20发光。
多个发光元件22_1～22_3由于由共同的驱动电流IOUT驱动，故不能通过所谓的模拟调光独立地控制亮度。为了独立地控制多个发光元件22_1～22_3的亮度以及亮灭，设置有PWM调光电路120。PWM调光电路120包括多个旁路开关SW1～SW3以及旁路控制部122。第i个旁路开关SWi断开时，驱动电流IOUT流经与其并联的发光元件22_i，发光元件22_i发光。第i个旁路开关SWi导通时，驱动电流IOUT会绕向旁路开关SWi侧，因此发光元件22_i熄灭。旁路控制部122使旁路开关SWi以用肉眼无法识别程度的高速(例如60Hz以上)导通、断开，通过调节占空比，能够调节发光元件22_i的有效亮度(亮度的时间平均)。将其称为PWM调光。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本国特开2016-197711号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
本发明的发明人们针对图1的点灯电路100R进行探讨，最终认识到以下的课题。
若将在发光元件22流过被稳定化为目标量IREF的驱动电流ILED时的正向电压设为Vf0，则光源20两端间的电压(称为最低点亮电压)VMIN为Vf0×n。若设为n＝3，则白色LED中VMIN≈11V，红色LED中VMIN≈9V。换言之，若LED驱动器110的输出电压VOUT低于该最低点亮电压VMIN，则驱动电流ILED将不能维持目标量IREF，多个发光元件22的亮度一齐降低、熄灭。
在寻求低成本的车灯的情况下，LED驱动器110由恒流串联调节器或恒流输出的降压型开关转换器构成。此时，LED驱动器110的输出电压VOUT低于输入电压VIN。输入电压VIN在电池充满电状态下为13V，但常见的是随着放电进行，降低至10V以下。因此，电池电压降低时(称为低电压状态)，产生输出电压VOUT低于最低点亮电压VMIN的状况，多个发光元件22的亮度降低。
为了防止低电压状态下的光源20完全熄灭，旁路控制部122监测输入电压VIN。并且，输入电压VIN低于某阈值VTH时判断为低电压状态，固定地导通特定的旁路开关(例如最低电位侧的旁路开关)SWn。在该状态下，最低点亮电压VMIN＝Vf0×(n－1)，保持VIN＞VMIN。也就是说，以发光元件22_n的熄灭为代价，能够维持剩余的发光元件22_1～22_(n－1)的点亮。
进行该控制时，在低电压状态下，总是相同的发光元件22_n熄灭。这成为使多个发光元件22_1～22_n以相同亮度发光时亮度不均的原因。或者在意图想要形成使发光元件22_1～22_n的亮度不同的配光图案的情况下，产生得不到期待的配光图案的问题。
本发明是鉴于这样的课题而提出的，其一方案的例示性目的之一在于提供一种点灯电路，其即便在低电压状态下，也能够得到希望的配光图案，或者能够抑制亮度不均。
[用于解决技术问题的方法]
本发明的一方案涉及点灯电路，其用于包括串联连接的多个发光元件的半导体光源。点灯电路包括：驱动电路，接收输入电压，向半导体光源供给驱动电流；复数m个(m≧2)旁路开关，分别与多个发光元件的对应的部分并联连接；旁路控制部，生成相位偏移的m相的门脉冲信号，根据对应的部分的目标亮度改变各门脉冲信号的占空比，根据m相的门脉冲信号控制所述m个旁路开关。
本发明的另一方案也涉及点灯电路，其用于包括串联连接的多个发光元件的半导体光源。点灯电路包括：驱动电路，接收输入电压，向半导体光源供给驱动电流；复数m个(m≧2)旁路开关，分别与多个发光元件的对应的部分并联连接；以及旁路控制部，生成相位偏移的m相的门脉冲信号，根据m相的门脉冲信号控制m个旁路开关。各门脉冲信号的占空比具有与对应的部分的目标亮度对应的值和与输入电压对应的值中的一者。
此外，上述构成要素的任意组合、以及将本发明的构成要素或表现形式在方法、装置、系统等之间相互置换后的方案，作为本发明的方案也是有效的。
[发明效果]
根据本发明的一方案，即便在低电压状态下，也能够得到期待的配光图案，或者能够抑制亮度不均。
附图说明
图1是现有的车辆用灯具的框图。
图2是具有实施方式的点灯电路的车辆用灯具的框图。
图3是说明输入电压VIN高时的PWM调光的波形图。
图4是表示点灯电路中的输入电压VIN和门脉冲信号Sg的占空比的关系的图。
图5的(a)～(d)是点灯电路的动作波形图。
图6的(a)～(c)是说明基于PWM调光和输入电压VIN的占空比的修正的图。
图7是具有基于PWM调光和输入电压VIN的占空比的门脉冲信号Sg#的波形图。
图8是示出输入电压VIN和半导体光源的光量的关系的图。
图9是表示点灯电路中的输入电压VIN和门脉冲信号Sg的占空比的关系的另外一示例的图。
图10是表示旁路控制部的构成例的框图。
图11是图10的旁路控制部的动作波形图。
图12是示出驱动电路的构成例的框图。
图13的(a)、(b)是表示变形例1的点灯电路中的输入电压VIN和门脉冲信号Sg的占空比的关系的图。
具体实施方式
(实施方式的概要)
本说明书所公开的一实施方式涉及点灯电路，其用于包括串联连接的多个发光元件的半导体光源。点灯电路包括：驱动电路，接收输入电压，向半导体光源供给驱动电流；复数m个(m≧2)旁路开关，分别与多个发光元件的对应的部分并联连接；以及旁路控制部，生成相移的m相的门脉冲信号，根据对应的部分的目标亮度改变各门脉冲信号的占空比，根据m相的门脉冲信号控制m个旁路开关。
由此，通过PWM调光，能够独立地控制m个部分的亮度。另外，通过门脉冲信号的相移，相比于设为同相的情况，发生能够减少同时点亮的发光元件的个数的状况。也就是说，能够不牺牲配光图案地扩大可以使多个发光元件正常点亮的电压范围。
旁路控制部可以根据输入电压修正各门脉冲信号的占空比。由此，在输入电压降低时，能够依次替换变成熄灭状态的部分。由此，在输入电压降低时，能够维持PWM调光，并且能够防止m个部分中的一个被固定地熄灭。
在根据输入电压确定的值和根据目标亮度确定的值中，各门脉冲信号的占空比可以是对应的旁路开关的导通时间长的一方。由此，能够简化控制。
根据输入电压确定的占空比的值可以根据输入电压而连续地变化。由此，随着输入电压降低，能够使半导体光源的光量连续地降低，能够再现卤素灯那样的自然地减光的电源电压特性。另外，若使占空比不连续地改变，则当在某阈值附近输入电压变动时，可能会产生半导体光源的亮度不连续地变化的震颤(chattering)，但通过使占空比连续地变化，能够抑制震颤。
也可以是，旁路控制部生成m相的三角波信号、与m个部分的目标亮度对应的m个第一限幅电平、以及根据输入电压确定的第二限幅电平，并根据第i个第一限幅电平和第二限幅电平中的一者与第i个三角波信号的比较结果，生成第i个门脉冲信号。
也可以是，驱动电路包括：降压转换器；以及波动控制方式的转换器控制器，将降压转换器反馈控制成驱动电流接近目标量。通过采用对负载变动的响应性高的波动控制方式，能够抑制导通状态下的旁路开关切换时刻的驱动电流的增大。
驱动电路还可以包括与降压转换器的输出连接的电流平滑化滤波器。通过电流平滑化滤波器，能够抑制负载变动导致的驱动电流的变动。
(实施方式)
下面，基于优选的实施方式参照附图说明本发明。对各附图所示的相同或等同的构成要素、构件、处理等，标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。另外，实施方式仅为例示并不限定发明，实施方式所记载的全部特征或其组合并不必然代表发明的本质。
在本说明书中，“构件A与构件B连接的状态”是指，除构件A和构件B物理地直接地连接的情况之外，还包括构件A和构件B经由不对其电连接状态产生实质影响的、或者不损害其耦合所实现的功能或效果的其他构件间接地连接的情况。
同样地，“将构件C设置在构件A和构件B之间的状态”是指，除直接连接构件A和构件C、或构件B和构件C的情况之外，还包括经由不对其电连接状态产生实质影响的、或者不损害通过其耦合所实现的功能或效果的其他构件间接地连接的情况。
另外，在本说明书中，对电压信号、电流信号等的电信号，或者电阻、电容器等的电路元件所标注的附图标记，根据需要而表示其各自的电压值、电流值，或电阻值、电容值。
图2是具有实施方式的点灯电路600的车辆用灯具500的框图。经由开关4，向车辆用灯具500供给来自电池2的直流电压(输入电压)VIN。
车辆用灯具500包括半导体光源502以及点灯电路600。半导体光源502包括串联连接的复数n个(n≧2)发光元件504_1、504_2，…504_n。在图2中示出n＝3的情况。发光元件504例如优选为LED，但并不限定于此，也可以采用LD(激光二极管)或有机EL元件等。车辆用灯具500例如是配光可变前照灯(ADB：Adaptive Driving Beam)，构成为能够形成对应于来自车辆侧ECU6的控制指令CNT的配光。多个发光元件504每个出射的光通过未图示的光学系统照射车辆前方，通过它们的组合形成照射图案。
点灯电路600包括驱动电路610、多个旁路开关SW1～SW3、旁路控制部650。
驱动电路610接收输入电压VIN，向半导体光源502供给被稳定化为目标量IREF的驱动电流ILED。若由升压转换器构成驱动电路610，则成本升高，因此驱动电路610能够由：(i)恒流线性调节器、(ii)恒流输出的降压开关转换器、或者(iii)恒电压输出的降压开关转换器和恒流电路的组合的任一种构成。从成本和耗电的观点出发，可以使用恒流输出的降压开关转换器。
复数m个旁路开关SW1～SWm分别与多个发光元件504_1～504_n的对应的部分并联连接。在本实施方式中，发光元件504的个数n与旁路开关SW的个数m相同，与1个旁路开关SW#(#＝1、2、…)对应的部分是1个发光元件504_#。旁路开关SWi(i＝1、2、3)为导通状态时，驱动电流ILED被引入旁路开关SWi侧，对应的发光元件504_i熄灭。
旁路控制部650对多个发光元件504_1～504_3的亮度独立地进行PWM调光(PWM减光)，使得得到对应于控制信号CNT的配光。具体而言，根据控制信号CNT，取得多个发光元件504_1～504_3各自的调光率(减光率)。并且，生成分别具有与调光率对应的占空比d1～d3、且处于相位彼此偏移的关系的m相的门脉冲信号Sg1～Sg3。例如在m＝3的情况下，优选使m相的门脉冲信号Sg1～Sg3的相位每次偏移(360/m)°(m＝3时为120°)。
在本实施方式中，门脉冲信号Sg#为高电平时，对应的旁路开关SW#为导通，对应的发光元件504_#熄灭。存在门脉冲信号Sg#的占空比越大，对应的发光元件504的有效亮度越降低的关系。将门脉冲信号Sg1～Sg3的频率规定为相等且高于60Hz，优选为100～200Hz左右。由此，人的眼睛不能感知发光元件504的亮灭。
旁路控制部650监测输入电压VIN，根据输入电压VIN，修正多个门脉冲信号Sg1～Sg3的占空比d1～d3。在输入电压VIN非常高的状态下，不需要修正。
在根据输入电压VIN确定的值dVIN、及根据目标亮度而确定的值d#中，各门脉冲信号Sg#的修正后的占空比d#’可以选择对应的旁路开关的导通时间长的一方(即值大的一方)。根据输入电压VIN确定的值dVIN具有与输入电压VIN负相关的关系，输入电压VIN越降低而值dVIN越增加。由此，能够简化PWM调光及防止减压状态下的熄灭。
以上为车辆用灯具500的结构。接着说明其动作。
首先，针对PWM调光进行说明。为了容易理解，说明输入电压VIN足够高，不修正占空比的情况。图3是说明输入电压VIN高时的PWM调光的波形图。在图3中，示出与不同的配光图案对应的波形。期间t0～t1之间为第一配光图案，为d1＝d2＝d3＝0％，所有的旁路开关SW1～SW3被固定为断开，因此所有发光元件504_1～504_3以最大亮度发光。
期间t1～t2是第二配光图案，3相的门脉冲信号Sg1～Sg3具有50％的占空比，因此多个发光元件504_1～504_3的亮度减光至最大亮度的50％。
期间t2～t3是第三配光图案，d1＝100％、d2＝d3＝50％。因此，发光元件504_1熄灭，发光元件504_2、504_3以最大亮度的50％点亮。以上为PWM调光的基本动作。
说明该控制的优点。该控制的优点将通过与对比技术的对比而得到明确。在对比技术中将3个门脉冲信号Sg1～Sg3设为同相。为了简便，考虑d1＝d2＝d3＝50％的示例。在PWM周期的前半部分，门脉冲信号Sg1～Sg3全部为高电平，因此所有的旁路开关SW1～SW3导通，所有的发光元件504_1～504_3熄灭。在PWM周期的后半部分，门脉冲信号Sg1～Sg3全部为低电平，所有的旁路开关SW1～SW3断开，所有的发光元件504_1～504_3同时点亮。也就是说，在比较技术中，为了使门脉冲信号Sg1～Sg3同时点亮，驱动电路610的输出电压VOUT必须高于Vf0×3。换言之，在VOUT＜Vf0×3的状况下，发光元件504_1～504_3的亮度降低，不能正常点亮。由于VIN＞VOUT的关系成立，故电池电压降低而VIN＜Vf0×3时，不能正常点亮。此时，需要牺牲希望的配光图案，将同时点亮的发光元件的个数减少至两个。
基于该对比技术，说明本实施方式的优点。参照图3的期间t1～t2。在d1＝d2＝d3＝50％的示例中，没有使全部三个旁路开关SW1～SW3同时断开，换言之，所有的发光元件504_1～504_3不同时点亮。因此，驱动电路610的输出电压VOUT(即VIN)高于Vf0×2即满足。因此与对比技术相比，不用牺牲希望的配光图案，能够扩大可以正常点亮多个发光元件504_1～504_3的电压范围。
在此，说明了d1＝d2＝d3＝50％的示例，得到该优点的占空比的组合并不限定于此。例如在d1＝d2＝d3＞33.3％的示例中，能够正常点亮的电压范围扩大至VIN＞Vf0×2。在d1＝d2＝d3＞66.6％的示例中，能够正常点亮的电压范围扩大至VIN＞Vf0。
实施方式的车辆用灯具500还具有以下特征。
接着，说明基于输入电压VIN的占空比的修正。图4是表示点灯电路600中的输入电压VIN和基于它的门脉冲信号的占空比dVIN的关系的图。在本实施方式中，对应于输入电压VIN的降低，将同时为导通状态的旁路开关的个数k变化为0个、1个、2个，因此，同时点亮的发光元件504的个数对应于输入电压VIN，变化为3个、2个、1个。
门脉冲信号Sg的占空比与输入电压VIN的降低一起从0％增大至(kMAX×100/m)％。kMAX是处于同时导通状态的旁路开关的最大个数，即同时熄灭的发光元件504的最大个数。m＝3、kMAX＝2时，占空比在0％至66％的范围中变化。
图5的(a)～(d)是点灯电路600的动作波形图。在图5中，为了容易理解，将配光图案固定在d1＝d2＝d3＝0％的情况(图3的期间t0～t1)。图5的(a)～(d)表示输入电压VIN不同的四个状态。各状态对应于图4的动作点(i)～(iv)。
随着输入电压VIN降低，能够逐渐减少点亮的发光元件504的个数。并且要熄灭的发光元件504按门脉冲信号Sg的周期而依次替换，因此能够避免相同发光元件504常时熄灭的状况，消除半导体光源502的亮度分布的不均匀。在车辆用灯具500为前照灯的情况下，能够减少配光图案的不均匀。
接着，说明基于控制信号CNT的占空比d#(#＝1，2，3)为非零时的动作。此时，各门脉冲信号Sg#的占空比受到控制信号CNT和输入电压VIN双方的影响。
图6的(a)～(c)是说明基于PWM调光和输入电压VIN的占空比的修正的图。d#表示基于控制信号CNT的值，dVIN表示基于输入电压的值，d#’表示修正后的值。
图6的(a)～(c)基于控制信号CNT的占空比的值d#不同。此外，占空比的值是旁路开关的导通占空比，占空比d#’越大，发光元件504_#的亮度就越小。
如图6的(a)～(c)所示，在根据输入电压VIN确定的值dVIN和根据目标亮度确定的值d#中，各门脉冲信号Sg#的修正后的占空比d#’是对应的旁路开关SW#的导通时间变长的一方(即值大的一方)。按照该方法，通过确定门脉冲信号Sg#的占空比，使PWM调光和基于输入电压的减光处理同步，能够没有矛盾地以简单的处理实现这些。
图7是具有基于PWM调光和输入电压VIN的占空比的门脉冲信号Sg#的波形图。在图7中，示出d#＝0％、25％、50％时的门脉冲信号Sg#。
进一步说明车辆用灯具500的优点。图8是示出输入电压VIN和半导体光源502的光量的关系的图。在图8中，为了进行比较，示出现有的卤素灯的光量的电源电压特性。所图示的卤素灯以及本实施方式的特性分别表示将电源电压VIN为13.5V时的光量设为100％，电源电压变化时的各光量的相对值。由两个特性的比较可知，通过对应于输入电压VIN，使占空比逐渐变化，如图8所示，发光量随着输入电压VIN的降低，而连续地下降。由此，能够再现随着电源电压的降低而光量降低的卤素灯的特性。
对于输入电压VIN，若使占空比不连续地变化，则在不连续点的附近当输入电压VIN变动时，可能会发生半导体光源502的亮度不连续地变化的震颤，但在本实施方式中，还具有能够抑制这样的震颤的优点。
图9是表示点灯电路600中的输入电压VIN和门脉冲信号的占空比的关系的另外一示例的图。在该示例中，kMAX＝1，对应于输入电压VIN的降低，使同时为导通状态的旁路开关的个数k变化为0个、1个，因此同时点亮的发光元件504的个数对应于输入电压VIN而变化为3个、2个。门脉冲信号Sg的占空比随着输入电压VIN的降低而从0％增大至33％(＝kMAX×100/m)。
本发明可理解为图2的框图或电路图，或者涉及从上述说明中导出的各种装置、方法，并不限定于特定的构成。下面，目的并不在于缩小本发明的范围，而是为了有助于理解发明的本质或动作，或为了将其明确，说明更具体的构成例或实施例。
图10是表示旁路控制部650的构成例的框图。多个(m个)斜波发生器652_1～652_m生成相位差为360°/m的斜波Vramp1～Vramp3。
非反相放大器654放大输入电压VIN。钳位电路656对非反相放大器654的输出的电压进行箝位，使其不低于规定的下限电压Vcl。该下限电压Vcl被固定成占空比为66.6％。非反相放大器654的输出节点的电位Vdvin规定基于输入电压VIN的值dVIN。
向选择电路657_#(#＝1，2，3)输入表示与目标亮度对应的占空比的值d#的调光电压Vdim#和电压Vdvin。需要注意的是，Vdim#以及Vdvin越高，d#、dVIN越小。选择电路657_#从规定限幅电平的两个电压Vdim#和Vdvin，选择与其大小关系相应的一方(在此为低的一方)作为占空比指令电压Vcnt#。因此，选择电路657_#可以由最小值电路构成。电压比较器658_#(#＝1，2，3)将占空比指令电压Vcnt作为限幅电平，比较对应的斜波Vramp#，输出矩形的脉冲(PWM信号)Spwm#。这些脉冲的相位逐个偏移360°/m。
驱动器659_#输出与从对应的电压比较器658_#输出的PWM信号Spwm#对应的门脉冲信号Sg#。
图11是图10的旁路控制部650的动作波形图。在该配光图案中，发光元件504_1和504_3没有被减光，仅发光元件504_2被强烈减光。其结果，Vdim1＞Vdvin、Vdim2＜Vdvin、Vdim3＞Vdim3的关系成立。根据图10的旁路控制部650，能够生成具有与目标亮度以及输入电压VIN对应的占空比，且相位偏移了的多个门脉冲信号Sg1～Sg3。
此外，在图10中，可以将非反相放大器654置换为反相放大器。钳位电路656可以进行限制，使得反相放大器的输出电压不超过规定的上限电平。并且，通过更换电压比较器658的反相输入和非反相输入，或者以反相型构成驱动器659，能够实现相同的动作。
图12是示出驱动电路610的构成例的框图。驱动电路610包括降压转换器(Buck转换器)612、转换器控制器614、电流平滑化滤波器616。转换器控制器614通过反馈控制转换器控制器614的开关状态，以使得驱动电流ILED接近目标量IREF。
在图5的(a)或(b)示出的动作模式中，所有的旁路开关断开的状态和仅一个旁路开关导通的状态交替出现。当所有的旁路开关断开时，半导体光源502两端间电压的电压(即降压转换器612的输出电压)为3×Vf0，在一个旁路开关导通的状态下，半导体光源502两端间的电压为2×Vf0，不连续地变动。这样不连续且急剧的负载变动可能引起驱动电流ILED的过电流状态。因此，为了应对急剧的电荷变动，可以采用高速响应性优异的波动控制方式的转换器控制器614。波动控制方式例示出磁滞控制(Bang-Bang控制)、波谷检测导通时间固定控制(ボトム検出オン時間固定制御)、波峰检测断开时间固定控制(ピーク検出オフ時間固定制御)等。
此外，在转换器控制器614不采用波动控制方式，而采用使用误差放大器的反馈电路的情况下，或者即使采用波动控制方式，由于在驱动电流ILED中有可能产生过电流，因此可以对降压转换器612的输出连接电流平滑化滤波器616。电流平滑化滤波器616除去伴随波动控制方式的驱动电流ILED的波动(ripple)，并且能够抑制随着急剧的负载变动的驱动电流ILED的过电流。
以上，基于实施方式说明了本发明。本领域技术人员应当理解，该实施方式为例示，对其各构成要素或各处理流程的组合能够产生各种变形例，并且这些变形例也涵盖在本发明的范围内。下面，说明这些变形例。
(变形例1)
在实施方式中，使门脉冲Sg的占空比对应于输入电压VIN而连续地变化，但并不限定于此。图13的(a)、(b)是表示变形例1中的点灯电路600中的输入电压VIN和门脉冲信号的占空比dVIN的关系的图。图13的(a)是m＝3、kMAX＝1的情况，图13的(b)是m＝3、kMAX＝2的情况。根据该变形例，在输入电压VIN降低的状态下，能够防止特定的发光元件504固定地断开，能够抑制半导体光源502的亮度不均。
此外，该变形例中的旁路控制部650的功能能够进行如下理解。即旁路控制部650根据输入电压VIN，确定应同时为导通状态的旁路开关SW1～SW3的个数k。并且，旁路控制部650以规定的周期(100～200Hz程度)，更换成为导通状态的k个旁路开关。
(变形例2)
在图4或图9中，使占空比dVIN相对于输入电压VIN以一定的倾斜而变化，但并不限定于此。例如在占空比0％和33％的中途、或33％和66％m的中途，占空比dVIN可以是不依赖于输入电压VIN的平坦部分。或者，也可以是，占空比dVIN不是依照固定斜率的直线(一次函数)，而是依照斜率不同的多个一次函数的组合、或二次函数或其他曲线而变化。
(变形例3)
在实施方式中，使m相的门脉冲信号的相位差相等，为360°/m，但并不限定于此，相位差可以不均一。
(变形例4)
在实施方式中，说明了车辆用灯具500为前照灯的情况，但并不限定于此，可以为DRL(Daytime Running Lamps：日间行车灯)，也能够应用于转向指示用的琥珀色LED。
或者，车辆用灯具500可以是制动灯或尾灯，也可以是将半导体光源502和点灯电路600容纳在1个封装中的LED套件。在该情况下，在低电压状态下，由于使半导体光源502的亮度分布均匀化，能够防止损害美观。
基于实施方式，使用具体的语句说明了本发明，但实施方式仅示出发明的原理、应用，在不脱离权利要求所规定的本发明的思想的范围内，对于实施方式，可以进行多个变形例或配置的变更。
[附图标记说明]
1 灯具系统
2 电池
4 开关
6 车辆侧ECU
10 车辆用灯具
20 光源
22 发光元件
500 车辆用灯具
502 半导体光源
504 发光元件
600 点灯电路
610 驱动电路
612 降压转换器
614 转换器控制器
616 电流平滑化滤波器
650 旁路控制部
652 斜坡波发生器
654 非反相放大器
656 钳位电路
657 选择电路
658 电压比较器
659 驱动器

Claims (9)

1.一种点灯电路，用于包括串联连接的多个发光元件的半导体光源，其特征在于，包括：
驱动电路，接收输入电压，向所述半导体光源供给驱动电流；
复数m个旁路开关，分别与所述多个发光元件的对应部分并联连接，其中m≧2；以及
旁路控制部，生成相位偏移了的m相的门脉冲信号，并根据对应的部分的目标亮度改变各门脉冲信号的占空比，根据所述m相的门脉冲信号控制所述m个旁路开关。
2.根据权利要求1所述的点灯电路，其特征在于，
所述旁路控制部根据所述输入电压修正各门脉冲信号的占空比。
3.一种点灯电路，用于包括串联连接的多个发光元件的半导体光源，其特征在于，包括：
驱动电路，接收输入电压，向所述半导体光源供给驱动电流，
复数m个旁路开关，分别与所述多个发光元件的对应部分并联连接，其中m≧2，以及
旁路控制部，生成相位偏移了的m相的门脉冲信号，并根据所述m相的门脉冲信号控制所述m个旁路开关；
各门脉冲信号的占空比具有与对应部分的目标亮度对应的值以及与所述输入电压对应的值的一者。
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，
在根据所述输入电压确定的值和根据所述目标亮度确定的值中，各门脉冲信号的占空比为对应的旁路开关的导通时间长的一者。
5.根据权利要求3或4所述的点灯电路，其特征在于，
根据所述输入电压确定的占空比的值根据所述输入电压而连续性地变化。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的点灯电路，其特征在于，
所述旁路控制部生成m相的三角波信号、与m个部分的目标亮度相应的m个第一限幅电平、以及根据所述输入电压确定的第二限幅电平，并根据第i个第一限幅电平和所述第二限幅电平中的一者与第i个三角波信号的比较结果，生成第i个门脉冲信号。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的点灯电路，其特征在于，
所述驱动电路包括：
降压转换器，以及
波动控制方式的转换器控制器，对所述降压转换器进行反馈控制，使得所述驱动电流接近目标量。
8.根据权利要求7所述的点灯电路，其特征在于，
所述驱动电路还包括与所述降压转换器的输出连接的电流平滑化滤波器。
9.一种车辆用灯具，其特征在于，包括：
包括多个发光元件的半导体光源；以及
驱动所述半导体光源的权利要求1至8中任一项所述的点灯电路。
CN201911263858.6A 2018-12-11 2019-12-11 点灯电路以及车辆用灯具 Active CN111315065B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018231516A JP7183018B2 (ja) 2018-12-11 2018-12-11 点灯回路および車両用灯具
JP2018-231516 2018-12-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111315065A true CN111315065A (zh) 2020-06-19
CN111315065B CN111315065B (zh) 2022-04-19

Family

ID=70859627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911263858.6A Active CN111315065B (zh) 2018-12-11 2019-12-11 点灯电路以及车辆用灯具

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200187327A1 (zh)
JP (1) JP7183018B2 (zh)
CN (1) CN111315065B (zh)
DE (1) DE102019219322A1 (zh)
FR (1) FR3089747A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113071405A (zh) * 2021-03-30 2021-07-06 一汽解放汽车有限公司 日间行车灯驱动控制方法、装置、计算机设备和存储介质
WO2022133672A1 (en) * 2020-12-21 2022-06-30 Foshan Ichikoh Valeo Auto Lighting Systems Co., Ltd. Light assembly for powering lighting functions with different power requirements

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7024388B2 (ja) * 2017-12-22 2022-02-24 株式会社デンソー 車両用前方照明装置、断線検出方法
JP6988467B2 (ja) * 2017-12-27 2022-01-05 株式会社デンソー 車両用前方照明装置、断線検出方法
KR20220100419A (ko) * 2021-01-08 2022-07-15 현대모비스 주식회사 차량용 램프 및 그 램프를 포함하는 차량

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103250339A (zh) * 2010-12-07 2013-08-14 日立汽车系统株式会社 电力变换装置
CN104640305A (zh) * 2013-11-14 2015-05-20 刘晓博 电流、电压移相软开关控制技术及无频闪交流照明驱动
US20170332452A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Rohm Co., Ltd. Method and apparatus for reducing flickering of emitted light
CN108141135A (zh) * 2015-06-05 2018-06-08 恩都冉科技 电压调节器电流负载感测

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5303761B2 (ja) * 2007-06-18 2013-10-02 国立大学法人 長崎大学 タイミング発生回路および位相シフト回路
EP2263417A1 (en) * 2008-03-19 2010-12-22 Nxp B.V. A controller and method of operating a controller
EP2311297B1 (en) * 2008-07-09 2018-09-26 Nxp B.V. A switched mode power converter and method of operating the same
JP2010123644A (ja) * 2008-11-18 2010-06-03 Sharp Corp Ｌｅｄ照明装置
US8299773B2 (en) * 2009-07-10 2012-10-30 Delta Electronics, Inc. System and method for limiting input-current surge in a switching mode power supply
CN103460800B (zh) * 2011-03-28 2016-06-08 皇家飞利浦有限公司 用于驱动负载特别是led组件的驱动设备和方法
JP6235367B2 (ja) * 2014-02-17 2017-11-22 株式会社小糸製作所 車両用灯具およびその駆動装置、その制御方法
US9572212B2 (en) * 2014-05-21 2017-02-14 Lumens Co., Ltd. LED lighting device using AC power supply
US9538601B1 (en) * 2015-10-08 2017-01-03 Allegro Microsystems, Llc Method and apparatus for driving loads using a DC-DC converter
JP2018107985A (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 株式会社小糸製作所 定電流駆動回路および車両用灯具

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103250339A (zh) * 2010-12-07 2013-08-14 日立汽车系统株式会社 电力变换装置
CN104640305A (zh) * 2013-11-14 2015-05-20 刘晓博 电流、电压移相软开关控制技术及无频闪交流照明驱动
CN108141135A (zh) * 2015-06-05 2018-06-08 恩都冉科技 电压调节器电流负载感测
US20170332452A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Rohm Co., Ltd. Method and apparatus for reducing flickering of emitted light

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022133672A1 (en) * 2020-12-21 2022-06-30 Foshan Ichikoh Valeo Auto Lighting Systems Co., Ltd. Light assembly for powering lighting functions with different power requirements
CN113071405A (zh) * 2021-03-30 2021-07-06 一汽解放汽车有限公司 日间行车灯驱动控制方法、装置、计算机设备和存储介质
CN113071405B (zh) * 2021-03-30 2022-12-09 一汽解放汽车有限公司 日间行车灯驱动控制方法、装置、计算机设备和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020095816A (ja) 2020-06-18
CN111315065B (zh) 2022-04-19
JP7183018B2 (ja) 2022-12-05
FR3089747A1 (fr) 2020-06-12
DE102019219322A1 (de) 2020-06-18
US20200187327A1 (en) 2020-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111315065B (zh) 点灯电路以及车辆用灯具
US10000150B2 (en) Lighting circuit and vehicle lamp
JP6975155B2 (ja) 点灯回路、車両用灯具
US7023147B2 (en) Controller circuit
US9661706B2 (en) Low intensity dimming circuit for an LED lamp and method of controlling an LED
EP1608206A1 (en) Led driving device with variable light intensity
EP2457768B1 (en) Power converter and vehicle lighting device, vehicle headlight and vehicle using power converter
CN108781495B (zh) 车辆用灯具及其点亮电路
WO2012125625A1 (en) Load control device for a light-emitting diode light source
US7301284B2 (en) Lighting control circuit for vehicle lighting equipment
US20210076467A1 (en) Lamp control device
US9210748B2 (en) Systems and methods of driving multiple outputs
JP2009302296A (ja) 発光ダイオード駆動装置並びにそれを用いた照明器具、車室内用照明装置、車両用照明装置
JP6767860B2 (ja) コンバータコントローラおよび車両用灯具
US20200128644A1 (en) Vehicle lamp control apparatus
JP6418681B2 (ja) 車両用灯具システム
Juárez et al. Analysis of buck converter control for automobile LED headlights application
CN112602378B (zh) 点亮电路及车辆用灯具
WO2021010325A1 (ja) 点灯回路および車両用灯具
US10743385B2 (en) Adjustable voltage constant current light emitting diode (LED) driver for automotive headlights
WO2022157917A1 (ja) 光源装置
CN113170556B (zh) 用于机动车的前灯
CN113228829B (zh) 在机动车照明装置中切换输入电力时保持照度的方法
CN112839404B (zh) 发光二极管驱动电路与方法
JP7463844B2 (ja) 点灯装置および照明器具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant