CN112351551B - 调光电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高精度的调光电路。调光电路(107)具有输入级(IN)及输出级(OUT)。输入级(IN)具备多个放大器(AMP1)~(AMP3),这些放大器向同向输入端(+)输入各自不同的调光输入电压(DCDIM1/DCDIM2/VH),并向倒向输入端(‑)输入共通的调光输出电压(V3)。输出级(OUT)连接在多个放大器(AMP1)~(AMP3)各自的输出端与调光输出电压(V3)的输出节点之间,且将输入到多个放大器(AMP1)~(AMP3)各者的多个调光输入电压(DCDIM1/DCDIM2/VH)中最低的电压作为调光输出电压(V3)进行输出。

Description

调光电路
技术领域
本说明书中公开的发明涉及一种调光电路。
背景技术
以往,提出了各种调节发光元件的亮度的调光电路。
另外,作为所述相关的现有技术的一例,可列举专利文献1。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2015-74309号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是,在现有的调光电路中,关于其精度,仍有进一步改善的余地。
鉴于由本申请的发明人所发现的所述问题,本说明书中公开的发明旨在提供一种高精度的调光电路。
[解决问题的技术手段]
本说明书中公开的调光电路设为如下构成(第1构成):其具有:输入级,具备多个放大器,这些放大器向同向输入端输入各自不同的调光输入电压,并向倒向输入端输入共通的调光输出电压;及输出级,连接在所述多个放大器各自的输出端与所述调光输出电压的输出节点之间,且将输入到所述多个放大器各者的多个调光输入电压中最低的电压作为所述调光输出电压进行输出。
另外,在包含所述第1构成的调光电路中,可设为如下构成(第2构成):所述输入级接收至少1个系统的外部调光输入电压与相当于所述调光输出电压的上限值的内部调光输入电压的输入,作为所述多个调光输入电压。
另外,在包含所述第2构成的调光电路中,可设为如下构成(第3构成):所述外部调光输入电压是与发光元件的光通量等级、微型计算机的控制信号、电阻电路的分压比、或温度中的任一个相应的模拟电压。
另外,在包含所述第1至3中任一个构成的调光电路中,可设为如下构成(第4构成):所述输出级包含:多个输入晶体管,控制端连接在所述多个放大器各自的输出端,第1端连接在接地端;及输出晶体管,控制端连接在所述多个输入晶体管各自的第2端,第1端连接在电源端,第2端连接在所述调光输出电压的输出节点。
另外,本说明书中公开的发光元件驱动控制电路设为如下构成(第5构成):其具有:包含所述第1至4中任一构成的调光电路;感测放大器,产生与发光元件中流动的输出电流相应的感测电压;误差放大器,产生所述感测电压与所述调光输出电压的误差电压;及输出反馈控制部,根据所述误差电压进行所述输出电流的输出反馈控制。
另外,包含所述第5构成的发光元件驱动控制电路可设为如下构成(第6构成):还具有向所述感测电压或所述调光输出电压赋予偏移电压的偏移赋予部。
另外,本说明书中公开的发光元件驱动装置设为如下构成(第7构成):其具有向所述发光元件供给所述输出电流的开关输出级、及包含所述第5或第6构成且驱动所述开关输出级的发光元件驱动控制装置。
另外,本说明书中公开的发光装置可设为如下构成(第8构成):其具有包含所述第7构成的发光元件驱动装置、及从所述发光元件驱动装置接收所述输出电流的供给的发光元件。
另外,在包含所述第8构成的发光装置中,可设为如下构成(第9构成):所述发光元件例如为LED[light emitting diode,发光二极管]或有机EL[electro-luminescence,电致发光]元件。
另外,本说明书中公开的车辆设为具有包含所述第8或第9构成的发光装置的构成(第10构成)。
另外,在包含所述第10构成的车辆中,可设为如下构成(第11构成):所述发光装置为大灯、日间行车灯、尾灯、停车灯、及转向灯中的至少一种。
[发明效果]
根据本说明书中公开的发明,能够提供一种高精度的调光电路。
附图说明
图1是表示LED发光装置的整体构成的图。
图2是表示DC(direct current,直流)调光电路的比较例的图。
图3是表示比较例中的DC调光特性的图。
图4是表示比较例中的兼具等级判别与温度解除的图。
图5是表示DC调光电路的实施方式的图。
图6是表示本实施方式中的DC调光特性的图。
图7是表示本实施方式中的兼具等级判别与温度解除的图。
图8是表示搭载LED发光装置的车辆的外观图(前面)。
图9是表示搭载LED发光装置的车辆的外观图(背面)。
图10是表示LED大灯模块的外观图。
图11是表示LED转向灯模块的外观图。
图12是表示LED后灯模块的外观图。
具体实施方式
<LED发光装置>
图1是表示LED发光装置的整体构成的图。本构成例的LED发光装置1具有LED驱动装置10、及通过LED驱动装置10进行驱动的LED发光部20(在本图中为将多个LED21串联连接而成的LED灯串)。
<LED驱动装置>
接着,一边参照图1,一边对LED驱动装置10进行说明。本构成例的LED驱动装置10是将LED驱动控制装置100、及外接于此的各种分立零件(电容器C1~C3、二极管D1(例如肖特基势垒二极管)、电感器L1、N通道型MOS[metal oxide semiconductor,金属氧化物半导体]场效应晶体管N1、P通道型MOS场效应晶体管P1、pnp型双极晶体管Q1、及电阻R1~R11)安装在控制衬底上而成,其向LED发光部20供给固定的输出电流ILED。
LED驱动控制装置100是成为LED驱动装置10的控制主体的硅单片集成电路(所谓LED驱动器控制IC(integrated circuit,集成电路)),作为用来确立与IC外部的电连接的手段,具备多条外部端子(VIN、VDRV5、EN、VREF3、RT、SSFM_B、COMP、DCDIM1、DCDIM2、DSET、DRL/PWMI、FAULT_B、GND、GL、CS、PGND、OPUD、SNSP、SNSN、及PDRV)。
VIN引脚是电源输入端子。VDRV5引脚是驱动电压输出端子。EN引脚是使能输入端子。VREF3引脚是基准电压输出端子。RT引脚是开关频率设定端子。SSFM_B引脚是扩频调制设定端子。COMP引脚是用于频率稳定化的相位补偿电路连接端子。DCDIM1引脚及DCDIM2引脚是DC调光输入端子。DSET引脚是用于PWM[pulse width modulation,脉宽调制]调光的占空设定端子。DRL/PWMI引脚是DRL[Daytime running lamps,日间行车灯]/PWM调光输入端子。FAULT_B引脚是用于异常旗标输出的开漏端子。GND引脚是信号系统的接地端子。GL引脚是输出开关的栅极驱动输出端子。CS引脚是开关电流检测端子。PGND引脚是电力系统的接地端子。OPUD引脚是用于OVP[over voltage protection,过压保护]/UVD[under voltagedetection,电压不足侦测]的输出电压检测端子。SNSP引脚是输出电流检测端子(+)。SNSN引脚是输出电流检测输入端子(-)。PDRV引脚是PWM调光开关的栅极驱动输出端子。
另外,作为LED驱动控制装置100的封装,例如可使用具备背面散热垫的HTSSOP[heat-sink thin shrink small outline package,薄体收缩型小外形封装]或VQFN[verythin quad flat non-leaded,超薄无引线四方扁平]封装。
接着,对LED驱动控制装置100的外部连接进行说明。VIN引脚连接在输入电压VIN(例如5~65V)的施加端。电容器C1连接在VDRV5引脚与接地端之间。电阻R1及R2连接在输入电压VIN的施加端与接地端之间,彼此间的连接节点连接在EN引脚。电阻R3及R4连接在VREF3引脚与接地端之间,彼此间的连接节点连接在DSET引脚。电阻R5连接在RT引脚与接地端之间。电阻R6及电容器C2连接在COMP引脚与接地端之间。电阻R7连接在FAULT_B引脚与VDRV5引脚之间。DCDIM1引脚与DCDIM2引脚均连接在VREF3引脚。GND引脚连接在接地端。
电感器L1的第1端连接在输入电压VIN的施加端。电感器L1的第2端连接在晶体管N1的漏极与二极管D1的阳极。晶体管N1的栅极连接在GL引脚。晶体管N1的源极与电阻R8的第1端连接在CS引脚。电阻R8的第2端与PGND引脚连接在接地端。二极管D1的阴极连接在输出电压VLED(例如~65V)的施加端。电阻R9及R10连接在输出电压VLED的施加端与接地端之间,彼此间的连接节点连接在OPUD引脚。电容器C3连接在输出电压VLED的施加端与接地端之间。
电阻R11的第1端与SNSP引脚连接在输出电压VLED的施加端。电阻R11的第2端与SNSN引脚连接在晶体管P1的源极。晶体管P1的栅极连接在PDRV引脚。晶体管P1的漏极连接在LED发光部20的阳极(=位于最上游的LED21的阳极)。LED发光部20的阴极(=位于最下游的LED21的阴极)连接在输入电压VIN的施加端。晶体管Q1的发射极连接在SNSP引脚。晶体管Q1的集电极连接在PDRV引脚。晶体管Q1的基极连接在晶体管P1的源极。
在像所述那样连接的分立零件中,晶体管N1、电感器L1、二极管D1、及电容器C3作为使输入电压VIN升高而产生输出电压VLED,并向LED发光部20供给输出电流ILED的升压型开关输出级发挥作用。
但是,开关输出级的整流方式未必仅限于二极管整流方式,也可采用同步整流方式。在该情况下,只要将二极管D1替换成同步整流晶体管即可。
<LED驱动控制装置(整体构成)>
接着,一边参照图1,一边对LED驱动控制装置100的内部构成进行说明。本构成例的LED驱动控制装置100是将驱动电压产生部101、使能控制部102、基准电压产生部103、振荡器104、感测放大器105、偏移赋予部106、DC调光电路107、误差放大器108、斜坡电压产生部109、比较器110、驱动控制器111、PWM调光电路112、驱动器113、UVLO[under voltagelocked-out,欠压锁定]部114、TSD[thermal shut down,过热保护]部115、OCP[overcurrent protection,过电流保护]部116、OVP/UVD部117、SCP[short circuitprotection,短路保护]部118、及异常旗标输出部119集成化而成。
驱动电压产生部101从输入电压VIN产生驱动电压VDRV5(例如5V)并输出到VDRV5引脚。驱动电压VDRV5用作LED驱动控制装置100的内部电源电压。理想的是在VDRV5引脚外接相位补偿用电容器C1,以防止驱动电压VDRV5的振荡。
使能控制部102根据EN引脚的逻辑电平(本图中为有无输入电压VIN的投入),切换LED驱动控制装置100的使能/失能。
基准电压产生部103从输入电压VIN产生基准电压VREF3(例如3V),并输出到VREF3引脚。
振荡器104产生开关频率Fsw的置位信号SET并输出到驱动控制器111。另外,开关频率Fsw是与外接于RT引脚的电阻R5的电阻值相应的变量值(例如200kHz~2.2MHz)。另外,关于是否进行开关频率Fsw的扩频调制,可根据SSFM_B引脚的逻辑电平任意地进行切换。
感测放大器105使SNSP引脚与SNSN引脚的端子间电压(=SNSP-SNSN)以增益α(例如α=12)放大,由此产生与LED发光部20中流动的输出电流ILED相应的感测电压V1(=α×ILED×R11)。
偏移赋予部106通过向感测电压V1赋予正偏移电压VL(例如0.2V),而产生偏移后的感测电压V2(=V1+VL)。另外,也可设为偏移赋予部106向调光输出电压V3赋予负偏移电压-VL的构成。
DC调光电路107将多个调光输入电压(DCDIM1/DCDIM2/VH)中最低的电压作为调光输出电压V3进行输出。另外,在本图中,为了方便图示,简易地描写成如DC调光电路107是具备3个系统的同向输入端(+)的单一的缓冲放大器,但为了提高DC调光的精度,需要对DC调光电路107的电路构成进行设计。关于这方面,作为新颖的实施方式在后文详细地进行说明。另外,在不使用DC调光电路107的情况下,如本图所示,例如只要使DCDIM1引脚及DCDIM2引脚短路成为VREF3引脚即可。
误差放大器108输出与输入到倒向输入端(-)的偏移后的感测电压V2与输入到同向输入端(+)的调光输出电压V3的差分值相应的误差电流,由此在COMP引脚中产生误差电压V4。误差电压V4在V2>V3时降低,在V2<V3时上升。另外,理想的是在COMP引脚外接相位补偿用电阻R6及电容器C2,以防止误差电压V4的振荡。
斜坡电压产生部109产生具备晶体管N1接通时流动的开关电流ISW的电流信息的斜坡电压V5。
比较器110将输入到同向输入端(+)的误差电压V4与输入到倒向输入端(-)的斜坡电压V5进行比较,产生复位信号RST。复位信号RST在V4>V5时成为高电平,在V4<V5时成为低电平。
驱动控制器111根据置位信号SET与复位信号RST进行开关输出级(尤其是外接在GL引脚的晶体管N1)的驱动控制。另外,驱动控制器111也具备根据各种保护电路(UVLO、TSD、OCP、OPUD、及SCP)的检测结果,强制性地使开关输出级停止的功能。
另外,在所述功能模块中,振荡器104、斜坡电压产生部109、比较器110、及驱动控制器111作为根据误差电压V4进行输出电流ILED的输出反馈控制的输出反馈控制部发挥作用。
PWM调光电路112产生与DSET引脚的端子电压相应的导通占空度的脉冲调制信号PWM,并输出到驱动器113。另外,PWM调光电路112也具备将外部输入到DRL/PWMI引脚的脉冲调制信号PWM原封不动地输出到驱动器113的功能。
驱动器113根据脉冲调制信号PWM,周期性地使外接在PDRV引脚的晶体管P1接通/断开。随着这种晶体管P1的接通/断开而导通/阻断输出电流ILED的供给路径,因此LED发光部20周期性地重复点亮与熄灭。另外,脉冲调制信号PWM的导通占空度越高,每单位时间的点亮时间越长;相反,脉冲调制信号PWM的导通占空度越低,每单位时间的点亮时间越短。因此,能够根据脉冲调制信号PWM的导通占空度调节LED发光部20的亮度。
这样一来,在LED驱动控制装置100内置着DC调光电路107与PWM调光电路112这两种作为调节LED发光部20的亮度的手段。
UVLO部114是用来监视输入电压VIN以防止电源接通时或电源瞬间切断时的IC误动作的低电压误动作防止电路。UVLO部114为了在输入电压VIN的低电压异常检测时停止开关输出级的驱动,而将检测结果输出到驱动控制器111。
TSD部115是用来接收输入电压VIN的供给而动作,监视LED驱动控制装置100的接面温度Tj,以防止因异常发热而导致IC破坏的温度保护电路。TSD部115例如为了在Tj=175℃时停止开关输出级的驱动,在Tj=150℃时重启开关输出级的驱动,而将检测结果输出到驱动控制器111。
OCP部116监视电阻R8的两端间电压(=ISW×R8),为了将晶体管N1接通时流通的开关电流ISW限制在特定上限值以下,而将检测结果输出到驱动控制器111。另外,作为过流保护动作,例如,首先进行置位脉冲式过流保护动作(所谓打嗝动作),如果过流状态依旧持续,则转变成定时锁存式过流保护动作即可。
OVP/UVD部117监视OPUD引脚的端子电压(=VLED×{R10/(R9+R10)}),检测输出电压VLED的过电压异常及降电压异常,并将该检测结果输出到驱动控制器111及异常旗标输出部119。
SCP部118监视偏移后的感测电压V2,检测LED发光部20的短路异常及开路异常,将该检测结果输出到驱动控制器111、驱动器113及异常旗标输出部119。
异常旗标输出部119基于LED驱动控制装置100各部的异常检测结果驱动开漏晶体管,由此从FAULT_B引脚输出异常旗标。例如,当异常旗标输出部119在OVP/UVD部117及SCP部118的任一个中检测出异常时,将FAULT_B引脚设为低电平,并向IC外部报知异常,另一方面,当在所述任一个中均未检测到异常时,将FAULT_B引脚设为高电平,并向IC外部报知未检测到异常(或已消除异常)。
<DC调光电路(比较例)>
以下,在对DC调光电路107的新颖的实施方式进行说明之前,先简单地对与其相对比的比较例进行说明。图2是表示DC调光电路107及其周边电路的比较例的图。
本比较例的DC调光电路107包含具备2个系统的同向输入端(+)的单一放大器AMPx。放大器AMPx的第1同向输入端(+)连接在DCDIM引脚,被输入了外部调光输入电压DCDIM。向放大器AMPx的第2同向输入端(+)输入了相当于调光输出电压V3的上限值的内部调光输入电压VH(例如2.2V)。放大器AMPx的倒向输入端(-)与输出端均连接在调光输出电压V3的输出节点。像这样连接的放大器AMPx以外部调光输入电压DCDIM及内部调光输入电压VH的较低者与调光输出电压V3发生虚短路的方式动作。
误差放大器108包含gm放大器(operational transconductance amplifier,跨导放大器)AMP及开关SW。gm放大器AMP输出与从感测放大器105输入到同向输入端(+)的感测电压V1与从DC调光电路107输入到倒向输入端(-)的调光输出电压V3的差分值相应的误差电流,由此在COMP引脚中产生误差电压V4。另外,开关SW连接在gm放大器AMP的输出端与COMP引脚之间,根据脉冲调制信号PWM接通/断开。
图3是表示比较例中的DC调光特性的图。另外,横轴表示外部调光输入电压DCDIM,纵轴表示调光率。
在比较例中,采用了在放大器AMPx的输入侧选择外部调光输入电压DCDIM与内部调光输入电压VH的较低者的构成。在这种电路构成中,当外部调光输入电压DCDIM接近上限值(=内部调光输入电压VH)时,放大器AMPx的增益变得不充分,无法维持DC调光特性的线性度,因此,结果导致DC调光起始电压出现偏差(参照图中的单点划线框A)。
另一方面,与所述相反,当外部调光输入电压DCDIM接近0V时,放大器AMPx的偏移变化不可忽视。例如,在即便将外部调光输入电压DCDIM设定为0V,调光输出电压V3也未下降到0V的情况下,无法将LED发光部20设为完全熄灭状态(调光率0%)(参照图中的单点划线框B)。
根据所述理由,在比较例中,难以全范围(0%~100%)地设定LED发光部20的调光率,实际的DC调光范围变得更小。
另外,在比较例中,只能接收1个系统的外部调光输入电压DCDIM。因此,例如为了兼具光通量等级判别功能及温度解除功能,需要多个分立零件。以下,一边参照图式一边进行说明。
图4是表示在比较例(单DC调光)中兼具光通量等级判别功能与温度解除功能所需要的分立零件的图。
LED发光部20是除了多个LED21以外,再将BIN电阻22及NTC[negativetemperature coefficient,负温度系数]热敏电阻23安装在LED基板上而成。
BIN电阻22具备针对每个LED21的光通量等级而设定的电阻值。更具体地说,LED21越是高等品(高亮度品),BIN电阻22的电阻值RBIN设定得越低,LED21越是低等品(低亮度品),BIN电阻22的电阻值RBIN设定得越高。这样一来,如果预先将BIN电阻22安装在LED基板,则无需针对每个LED21的光通量等级变更控制衬底侧的电阻值。
关于NTC热敏电阻23,在负特性下电阻值根据LED基板的温度发生变化。更具体地说,LED基板的温度越高NTC热敏电阻23的电阻值RNTC越低,LED基板的温度越低电阻值越高。这样一来,通过使用NTC热敏电阻23进行温度解除,能够抑制LED21的劣化,实现较高的可靠性。
另一方面,在LED驱动装置10的控制衬底上,除了LED驱动控制装置100及形成开关输出级的分立零件(晶体管N1、电感器L1、二极管D1等)以外,还安装着pnp型双极晶体管Qx1及Qx2、npn型双极晶体管Qx3及Qx4、以及电阻Rx1~Rx6。
电阻Rx1、Rx4及Rx6各自的第1端、以及晶体管Qx3及Qx4各自的集电极均连接在LED驱动控制装置100的VREF3引脚。电阻Rx1的第2端、电阻Rx2的第1端、以及晶体管Qx1及Qx2各自的发射极均连接在LED驱动控制装置100的DCDIM引脚。晶体管Qx1及Qx2各自的集电极与电阻Rx2的第2端均连接在接地端。晶体管Qx1的基极与晶体管Qx3的发射极均连接在电阻Rx3的第1端。晶体管Qx2的基极与晶体管Qx4的发射极均连接在电阻Rx5的第1端。电阻Rx3及Rx5各自的第2端均连接在接地端。晶体管Qx3的基极与电阻Rx4的第2端均连接在NTC热敏电阻23的第1端。晶体管Qx4的基极与电阻Rx6的第2端均连接在BIN电阻22的第1端。BIN电阻22及NTC热敏电阻23各自的第2端均连接在接地端。
如本图所示,在比较例(单DC调光)中,为了兼具光通量等级判别功能与温度解除功能,需要多个分立零件(晶体管4个、电阻6个)。
<DC调光电路(实施方式)>
其次,详细地对DC调光电路107的新颖的实施方式进行说明。图5是表示DC调光电路107及其周边电路的实施方式的图。本实施方式的DC调光电路107具有输入级IN及输出级OUT。
输入级IN具备向同向输入端(+)输入各自不同的调光输入电压(DCDIM1/DCDIM2/VH),并向倒向输入端(-)输入共通的调光输出电压V3的3个放大器AMP1~AMP3。也就是说,向输入级IN输入了2个系统的外部调光输入电压(DCDIM1/DCDIM2)、及1个系统的内部调光输入电压VH(=相当于调光输出电压V3的上限值)。
另外,外部调光输入电压(DCDIM*)可为1个系统,也可为3个系统以上。但是,如果预先将外部调光输入电压(DCDIM*)设为2个系统以上,则例如能够大幅削减兼具光通量等级判别功能与温度解除功能所需要的分立零件(详情在下文叙述)。
输出级OUT是连接在放大器AMP1~AMP3各自的输出端与调光输出电压V3的输出节点之间的功能模块,其包含N通道型MOS场效应晶体管N11~N15、及P通道型MOS场效应晶体管P11。
晶体管N11~N13各自的栅极连接在放大器AMP1~AMP3各自的输出端。晶体管N11~N13各自的源极均连接在接地端。像这样连接的晶体管N11~N13作为输出级OUT的输入晶体管发挥作用。
晶体管N14的栅极连接在晶体管N11~N13各自的漏极。晶体管N14的漏极连接在电源端。晶体管N14的源极连接在调光输出电压V3的输出节点。像这样连接的晶体管N14作为输出级OUT的输出晶体管发挥作用。
晶体管N15的漏极连接在调光输出电压V3的输出节点。晶体管N15的源极连接在接地端。晶体管N15的栅极连接在特定的电位端。晶体管P11的源极连接在电源端。晶体管P11的漏极连接在晶体管N14的栅极。晶体管P11的栅极连接在特定的电位端。像这样连接的晶体管N15及P11作为有源负载(电流源)发挥作用。另外,晶体管N15及P11也可替换成电阻等无源负载。
以下,为了简化说明,仅着眼于外部调光输入电压DCDIM1及DCDIM2,对输出级OUT的动作原理进行说明。放大器AMP1以外部调光输入电压DCDIM1与调光输出电压V3发生虚短路的方式进行晶体管N11的栅极控制。同样,放大器AMP2以外部调光输入电压DCDIM2与调光输出电压V3发生虚短路的方式进行晶体管N12的栅极控制。
首先,考虑DCDIM2>DCDIM1(=V3)的情况。在该情况下,放大器AMP2想要将调光输出电压V3提高至外部调光输入电压DCDIM2而持续降低晶体管N12的栅极电压,因此晶体管N12成为完全截止状态。结果在输出级OUT中,由放大器AMP1及晶体管N11所进行的输出反馈控制成为优势,调光输出电压V3与外部调光输入电压DCDIM1及DCDIM2中更低的外部调光输入电压DCDIM1相匹配。
其次,考虑DCDIM1>DCDIM2(=V3)的情况。在该情况下,放大器AMP1想要将调光输出电压V3提高至外部调光输入电压DCDIM1而持续降低晶体管N11的栅极电压,因此晶体管N11成为完全截止状态。结果在输出级OUT中,由放大器AMP2及晶体管N12所进行的输出反馈控制成为优势,调光输出电压V3与外部调光输入电压DCDIM1及DCDIM2中更低的外部调光输入电压DCDIM2相匹配。
另外,外部调光输入电压DCDIM1及DCDIM2与内部调光输入电压VH的关系也与所述相同。
通过这种动作原理,包含所述构成的输出级OUT将输入到放大器AMP1~AMP3各者的调光输入电压(DCDIM1/DCDIM2/VH)中最低的电压作为调光输出电压V3进行输出。
图6是表示本实施方式中的DC调光特性(实线)的图。另外,横轴表示外部调光输入电压DCDIM*(其中*=1或2),纵轴表示调光率。另外,图中的虚线表示比较例中的DC调光特性。
在本实施方式中,采用了在设置于放大器AMP1~AMP3各自的输出侧的输出级OUT中,选择外部调光输入电压DCDIM1及DCDIM2以及内部调光输入电压VH中最低的电压的构成。只要是这种电路构成,则即便外部调光输入电压DCDIM接近上限值(=内部调光输入电压VH),也能够维持DC调光特性的线性度,因此能够抑制DC调光起始电压的偏差(参照图中的单点划线框A)。
另外,在本实施方式中,向感测电压V1赋予了正偏移电压VL(例如0.2V)。因此,在DCDIM*<VL的电压范围中,即便调光输出电压V3因放大器AMPx的偏移变化而产生些许偏差,也能够使LED发光部20成为完全熄灭状态(调光率0%)(参照图中的单点划线框B)。
这样一来,只要是本实施方式,则能够将LED发光部20的调光率扩大至全范围(0%~100%),因此能够实现LED发光部20的阶段性点亮及完全熄灭,进而能够将LED发光装置1应用于广泛的用途。
另外,只要是本实施方式,则能够同时接收2个系统的外部调光输入电压DCDIM1及DCDIM2。因此,例如能够大幅削减兼具光通量等级判别功能与温度解除功能所需要的分立零件。以下,一边参照图式一边进行说明。
图7是表示本实施方式(双DC调光)中兼具光通量等级判别功能与温度解除功能所需要的分立零件的图。另外,因为LED发光部20的构成与之前的图4相同,所以省略重复的说明,以下,对搭载在LED驱动装置10的控制衬底的分立零件进行说明。
在LED驱动装置10的控制衬底中,除了LED驱动控制装置100及形成开关输出级的分立零件(晶体管N1、电感器L1、二极管D1等)以外,还安装着电阻R21及R22。
电阻R21连接在LED驱动控制装置100的VREF3引脚与DCDIM1引脚之间。另外,DCDIM1引脚连接在BIN电阻22(电阻值:RBIN)的第1端。因此,向DCDIM1引脚输入基准电压VREF3的分压电压(=VREF3×{RBIN/(R21+RBIN)})。也就是说,LED21越是高等品(高亮度品),外部调光输入电压DCDIM1越低,LED21越是低等品(低亮度品),外部调光输入电压DCDIM1越高。
电阻R22连接在LED驱动控制装置100的VREF3引脚与DCDIM2引脚之间。另外,DCDIM2引脚连接在NTC热敏电阻23(电阻值:RNTC)的第1端。因此,向DCDIM2引脚输入基准电压VREF3的分压电压(=VREF3×{RNTC/(R22+RNTC)})。也就是说,LED基板的温度越高外部调光输入电压DCDIM2越低,LED基板的温度越低外部调光输入电压DCDIM2越高。
如本图所示。本实施方式(双DC调光)中兼具光通量等级判别功能与温度解除功能所需要的分立零件仅为2个电阻,与比较例(图4)相比,能够大幅削减分立零件的个数(进而控制衬底的面积)。
<使用例>
另外,在所述中,列举了向DCDIM1引脚输入与LED21的光通量等级相应的模拟电压,并向DCDIM2引脚输入与LED基板的温度相应的模拟电压,从而兼具光通量等级判别功能与温度解除功能的示例,但对于DCDIM1引脚及DCDIM2引脚各自的用途,并不限定于此,可进行各种应用。
例如,只要向DCDIM1引脚输入与微型计算机的控制信号相应的模拟电压。并向DCDIM2引脚输入与LED基板的温度相应的模拟电压,则能够兼具微型计算机调光功能与温度解除功能。
另外,例如,只要向DCDIM1引脚输入与电阻电路的分压比相应的模拟电压,并向DCDIM2引脚输入与LED基板的温度相应的模拟电压,则能够兼具电阻电路的模拟调光功能与温度解除功能。
这样一来,只要预先准备2个系统的DCDIM1引脚及DCDIM2引脚,则能够实现多样的调光应用。
<用途>
如图8及图9所示,LED发光装置1例如可适宜地用作车辆X10的大灯(适宜包含远光灯/近光灯/停车灯/雾灯等)X11、日间行车灯(DRL)X12、尾灯(适宜包含停车灯或倒车灯等)X13、停车灯X14、及转向灯X15等。另外,也可适宜地用作未图示的动态尾灯。
另外,发光元件驱动装置100可与成为驱动对象的LED发光部20一同以模块(图10的LED大灯模块Y10、图11的LED转向灯模块Y20、及图12的LED后灯模块Y30等)的形式被提供,也可与LED发光部20分开,以IC单体的形式被提供。
<其他变化例>
另外,在所述实施方式中,列举将LED用作发光元件的构成作为示例,但本发明的构成并不限定于此,例如也可将有机EL元件用作发光元件。
另外,关于本说明书中公开的各种技术性特征,除了所述实施方式以外,也可在不脱离其技术性创作的主旨的范围内添加各种变更。也就是说,应认为所述实施方式的所有内容均为例示,而非对本发明进行限制,本发明的技术的范围并不限定于所述实施方式,应理解为包含属于与权利要求书均等的含义及范围内的所有变更。
[工业上可利用性]
本说明书中公开的发明例如可用于车载外部灯具(DRL/位置灯、转向灯、后灯等)。
符号说明
1 LED发光装置
10 LED驱动装置(=相当于发光元件驱动装置)
20 LED发光部
21 LED(=相当于发光元件)
22 BIN电阻
23 NTC热敏电阻
100 LED驱动控制装置(=相当于发光元件驱动控制装置)
101 驱动电压产生部
102 使能控制部
103 基准电压产生部
104 振荡器
105 感测放大器
106 偏移赋予部
107 DC调光电路
108 误差放大器
109 斜坡电压产生部
110 比较器
111 驱动控制器
112 PWM调光电路
113 驱动器
114 UVLO部
115 TSD部
116 OCP部
117 OVP/UVD部
118 SCP部
119 异常旗标输出部
AMP gm放大器
AMP1~AMP3 放大器
C1~C3 电容器
D1 二极管
IN 输入级
L1 电感器
N1、N11~N15 N通道型MOS场效应晶体管
OUT 输出级
P1、P11 P通道型MOS场效应晶体管
Q1 pnp型双极晶体管
R1~R11、R21~R22 电阻
SW 开关
X10 车辆
X11 大灯
X12 日间行车灯
X13 尾灯
X14 停车灯
X15 转向灯
Y10 LED大灯模块
Y20 LED转向灯模块
Y30 LED后灯模块

Claims (12)

1.一种发光元件驱动控制装置,其特征在于,具有:
调光电路;
感测放大器;
误差放大器;及
输出反馈控制部;且
所述调光电路具有:
输入级,具备多个放大器,这些放大器向同向输入端输入各自不同的调光输入电压,并向倒向输入端输入共通的调光输出电压;及
输出级,连接在所述多个放大器各自的输出端与所述调光输出电压的输出节点之间,且将输入到所述多个放大器各者的多个调光输入电压中最低的电压作为所述调光输出电压进行输出;
所述感测放大器产生与发光元件中流动的输出电流相应的感测电压;
所述误差放大器产生所述感测电压与所述调光输出电压的误差电压;
所述输出反馈控制部根据所述误差电压进行所述输出电流的输出反馈控制。
2.根据权利要求1所述的发光元件驱动控制装置,其特征在于,所述输入级接收至少1个系统的外部调光输入电压与相当于所述调光输出电压的上限值的内部调光输入电压的输入,作为所述多个调光输入电压。
3.根据权利要求2所述的发光元件驱动控制装置,其特征在于,所述外部调光输入电压是与发光元件的光通量等级、微型计算机的控制信号、电阻电路的分压比、或温度中的任一个相应的模拟电压。
4.根据权利要求1所述的发光元件驱动控制装置,其特征在于,所述输出级包含:
多个输入晶体管,控制端连接在所述多个放大器各自的输出端,第1端连接在接地端;及
输出晶体管,控制端连接在所述多个输入晶体管各自的第2端,第1端连接在电源端,第2端连接在所述调光输出电压的输出节点。
5.根据权利要求2所述的发光元件驱动控制装置,其特征在于,所述输出级包含:
多个输入晶体管,控制端连接在所述多个放大器各自的输出端,第1端连接在接地端;及
输出晶体管,控制端连接在所述多个输入晶体管各自的第2端,第1端连接在电源端,第2端连接在所述调光输出电压的输出节点。
6.根据权利要求3所述的发光元件驱动控制装置,其特征在于,所述输出级包含:
多个输入晶体管,控制端连接在所述多个放大器各自的输出端,第1端连接在接地端;及
输出晶体管,控制端连接在所述多个输入晶体管各自的第2端,第1端连接在电源端,第2端连接在所述调光输出电压的输出节点。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的发光元件驱动控制装置,其特征在于,还具有偏移赋予部,所述偏移赋予部向所述感测电压或所述调光输出电压赋予偏移电压。
8.一种发光元件驱动装置,其特征在于,具有:
开关输出级,向所述发光元件供给所述输出电流;及
权利要求1至7中任一项所述的发光元件驱动控制装置,驱动所述开关输出级。
9.一种发光装置,其特征在于,具有:
权利要求8所述的发光元件驱动装置;及
发光元件,从所述发光元件驱动装置接收所述输出电流的供给。
10.根据权利要求9所述的发光装置,其特征在于,所述发光元件为LED或有机EL元件。
11.一种车辆,其特征在于,具有权利要求9或10所述的发光装置。
12.根据权利要求11所述的车辆,其特征在于,所述发光装置是大灯、日间行车灯、尾灯、停车灯、及转向灯中的至少一种。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230020255A (ko) * 2021-08-03 2023-02-10 현대모비스 주식회사 온도 및 증폭된 전류에 기반하여 램프 회로를 제어하는 방법 및 이를 적용한 램프 회로
CN114465197B (zh) * 2022-01-21 2024-05-03 深圳市鸿远微思电子有限公司 一种短路保护brct钳位吸收电路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109392218A (zh) * 2017-08-09 2019-02-26 富士电机株式会社 调光装置及电力变换装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5117178A (en) * 1991-03-14 1992-05-26 Honeywell Inc. Fail-safe load power management system
CN101916547B (zh) * 2010-07-14 2012-10-17 成都芯源系统有限公司 驱动多个发光元件的驱动器以及显示设备
CN102625520A (zh) 2011-01-31 2012-08-01 美高森美股份有限公司-模拟混合信号集团有限公司 对用于相切割调光器的led照明器的改进用户控制
JP6011355B2 (ja) 2013-01-22 2016-10-19 ローム株式会社 発振回路
JP2015074309A (ja) 2013-10-08 2015-04-20 株式会社デンソー Led前照灯調光回路
US20150334802A1 (en) 2014-05-15 2015-11-19 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Device for driving light emitting diode module and method for driving light emitting diode module
KR20170011077A (ko) * 2015-07-21 2017-02-02 엘지이노텍 주식회사 조광 회로
JP6594690B2 (ja) * 2015-07-22 2019-10-23 ローム株式会社 電流ドライバ、led駆動回路、照明装置、電子機器
CN105050298B (zh) * 2015-09-09 2019-01-22 广州达森灯光股份有限公司 Led调光电路装置
US10326370B2 (en) * 2016-06-02 2019-06-18 Semiconductor Components Industries, Llc Controlling output voltage for power converter
CN106799821A (zh) * 2016-12-30 2017-06-06 安徽力森木塑新材料有限公司 一种带防火和保温功能的木塑外墙板生产方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109392218A (zh) * 2017-08-09 2019-02-26 富士电机株式会社 调光装置及电力变换装置

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