CN117121640A - 车辆用灯具 - Google Patents
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Abstract
第1恒流驱动器(210)在输入端子(VIN)被供给电源电压(VIN)时,向第1半导体光源(101)的阳极供给第1驱动电流(IOUT1)。第1开关(SW1)设于第1半导体光源(101)与第2半导体光源(102)之间。第2开关(SW2)设于第1半导体光源(101)与第3半导体光源(103)之间。切换电路(220)在切换端子(SEL)为高阻抗或低电平时,使第1开关(SW1)导通、使第2开关(SW2)截止,在切换端子(SEL)被供给切换电压(VSEL)时,使第1开关(SW1)截止、使第2开关(SW2)导通。第2恒流驱动器(230)在切换端子(SEL)被供给切换电压(VSEL)时,向第2半导体光源(102)供给比第1驱动电流(IOUT1)少的第2驱动电流(IOUT2)。
Description
技术领域
本公开涉及用于汽车等的灯具。
背景技术
车辆用灯具(例如前照灯)具备远光、近光、示廓灯(位置灯)及DRL(DaytimeRunning Lamp:日间行车灯)等多种功能。
图1是能够切换远光和近光的车辆用灯具的电路图。车辆用灯具300R包括:LED301~303、开关SW1、SW2、恒流驱动器310、以及切换电路320。车辆用灯具300R具有与以往的双卤素灯具同样的接口。具体而言,车辆用灯具300R具有主输入端子VIN和高/低切换端子SEL,在输入端子VIN被供给输入电压VIN(电池电压VBAT)时,以与切换端子SEL相应的模式点亮。具体而言,在切换端子SEL为低(无输入、高阻抗)的状态时,车辆用灯具300R作为近光而点亮,在向切换端子SEL输入了高(电池电压)的状态下,车辆用灯具300R作为远光而点亮。
恒流驱动器310在被供给输入电压VIN时,输出驱动电流ILED。切换电路320在切换端子SEL为低时,使开关SW1导通、使开关SW2截止。此时,驱动电流ILED流过LED301和302。相反,切换电路320在切换端子SEL为高时,使开关SW1截止、使开关SW2导通。此时,驱动电流ILED流过LED301和303。
图2是表示图1的车辆用灯具300R的配光的一个示例的图。单点划线表示水平明暗截止线CL1和倾斜明暗截止线CL2,在比明暗截止线CL1、CL2靠下侧形成近光的配光,在靠上侧形成远光的配光H。近光区域包含比穿过拐点ELB的水平线靠下侧的第1部分L1和靠上侧的第2部分L2。
例如,图1的LED301为了以远光和近光这两者进行点亮,车辆用灯具300R的光学系统被设计为LED301的出射光照射比水平明暗截止线靠下侧的区域(图2的区域A1,称为近光扩散区域)。另外光学系统被设计为图1的LED302的出射光照射图2的区域(称为近光聚光区域)A2,图1的LED303的出射光照射图2的区域(称为远光区域)A3。
[在先技术文献]
[专利文献]
专利文献1:国际公开WO2021/020537号
发明内容
[发明要解决的课题]
(课题1)
在图1的车辆用灯具100中,LED302和LED303排他地点亮。因此,从周围观察车辆用灯具100时,在近光和远光中,明亮的部分和暗的部分变化,成为损害美观的主要原因。
本公开鉴于该状况而完成,其一个方案的例示性的目的之一在于,提供一种能够不损害美观地实现两种功能的车辆用灯具。
另外,本公开的一个方案的例示性的目的之一在于,提供一种在低电压状态下也能够照射最低限度的视野的车辆用灯具。
[用于解决技术课题的技术方案]
1.本公开的一个方案的车辆用灯具包括:连接于第1节点与第2节点之间的第1半导体光源;以在第2节点与第3节点之间形成第1路径的方式连接的第2半导体光源;以在第2节点与第3节点之间形成与第1路径并联的第2路径的方式连接的第3半导体光源;以及驱动第1半导体光源、第2半导体光源以及第3半导体光源的点亮电路。点亮电路被构成为能够切换第1点亮模式和第2点亮模式,该第1点亮模式将第1半导体光源和第2半导体光源点亮,将第3半导体光源熄灭,该第2点亮模式将第1半导体光源和第3半导体光源点亮,将第2半导体光源点亮为比第1点亮模式暗。
2.本公开的一个方案的车辆用灯具包括:连接于第1节点与第2节点之间的第1半导体光源;以在第2节点与第3节点之间形成第1路径的方式连接的第2半导体光源;以在第2节点与第3节点之间形成与第1路径并联的第2路径的方式连接的第3半导体光源;点亮电路,其接受电源电压,在第1点亮模式中将第1半导体光源和第2半导体光源点亮,在第2点亮模式中将第1半导体光源和第3半导体光源点亮;以及旁路电路,其包括设于第2节点与第3节点之间,在电源电压低于规定的第1阈值时导通的旁路开关。
此外,将以上构成要素任意组合的方案、将构成要素或表现在方法、装置、系统等之间相互置换的方案,作为本发明的方案也是有效的。
[发明效果]
根据本公开的一个方案,能够不损害美观地实现两种功能。
附图说明
图1是能够切换远光和近光的车辆用灯具的电路图。
图2是表示图1的车辆用灯具的配光的一个示例的图。
图3是实施方式1的车辆用灯具的电路图。
图4是图3的车辆用灯具的第1点亮模式(近光)下的等效电路图。
图5是图3的车辆用灯具的第2点亮模式(远光)下的等效电路图。
图6是表示车辆用灯具的具体构成例的电路图。
图7的(a)~(c)是表示第1开关的变形例的图。
图8是作为车辆用灯具的一个示例的光源模块的立体图。
图9是变形例1.1的车辆用灯具的框图。
图10是变形例1.2的车辆用灯具的框图。
图11是变形例1.5的车辆用灯具的框图。
图12是变形例1.6的车辆用灯具的框图。
图13是变形例1.7的车辆用灯具的框图。
图14是实施方式2的车辆用灯具的框图。
图15是表示图14的车辆用灯具的具体构成例的电路图。
图16是变形例2.1的车辆用灯具的电路图。
图17是实施方式3的车辆用灯具的框图。
图18是表示图17的车辆用灯具的具体构成例的电路图。
图19是实施方式4的车辆用灯具的电路图。
图20的(a)、(b)是通常电压状态下的第1点亮模式、第2点亮模式的等效电路图。
图21的(a)、(b)是低电压状态下的第1点亮模式、第2点亮模式的等效电路图。
图22是表示图19的车辆用灯具的具体构成例的电路图。
图23是实施方式5的车辆用灯具的电路图。
图24的(a)、(b)是通常电压状态下的第1点亮模式、第2点亮模式的等效电路图。
图25是表示图23的车辆用灯具的具体构成例的电路图。
图26的(a)~(c)是表示第1开关的变形例的图。
图27是作为车辆用灯具的一个示例的光源模块的立体图。
图28是变形例5.1的车辆用灯具的框图。
图29是变形例5.2的车辆用灯具的框图。
图30是变形例5.5的车辆用灯具的框图。
图31是变形例5.6的车辆用灯具的框图。
图32是变形例5.7的车辆用灯具的框图。
图33是实施方式6的车辆用灯具的框图。
图34是表示图33的车辆用灯具的具体构成例的电路图。
图35是变形例6.1的车辆用灯具的电路图。
图36是实施方式7的车辆用灯具的框图。
图37是表示图36的车辆用灯具的具体构成例的电路图。
具体实施方式
(实施方式的概要)
说明本公开的几个例示性的实施方式的概要。本概要作为后述的详细说明的前置,以实施方式的基本理解为目的,对1个或多个实施方式的几个概念进行简化说明,并非限定发明或者公开的广度。本概要并非考虑的所有实施方式的总括的概要,并非意图确定所有实施方式的重要要素,也不意图对一部分或所有方式的范围进行划线。为了方便,“一实施方式”有时作为指示本说明书中公开的一个实施方式(实施例、变形例)或多个实施方式(实施例、变形例)的用语而使用。
一实施方式的车辆用灯具包括:连接于第1节点与第2节点之间的第1半导体光源;以在第2节点与第3节点之间形成第1路径的方式连接的第2半导体光源;以在第2节点与第3节点之间形成与第1路径并联的第2路径的方式连接的第3半导体光源;以及驱动第1半导体光源、第2半导体光源以及第3半导体光源的点亮电路。点亮电路被构成为能够切换第1点亮模式和第2点亮模式,该第1点亮模式将第1半导体光源和第2半导体光源点亮,将第3半导体光源熄灭,该第2点亮模式将第1半导体光源和第3半导体光源点亮,将第2半导体光源点亮得比第1点亮模式暗。
在本构成中,在从第1点亮模式切换到第2点亮模式时,维持点亮第2半导体光源的状态地,追加点亮第3半导体光源,因此与替代第2半导体光源的熄灭而点亮第3半导体光源的情况相比,能够改善从周围观察车辆用灯具时的美观。
在一实施方式中,车辆用灯具也可以还包括:接受兼作点亮指示的电源电压的输入端子;以及切换端子,其被从外部控制为在第1点亮模式中成为第1状态,在第2点亮模式中成为第2状态。点亮电路也可以包括:输出节点与第1节点连接,在输入端子被供给所述电源电压时,输出第1驱动电流的第1恒流驱动器;连接于第1路径上的第2节点与第2半导体光源之间的第1开关;在第2路径上与第3半导体光源串联连接的第2开关;切换电路,其在切换端子为第1状态时,使第1开关导通、使第2开关截止,在切换端子为第2状态时,使第1开关截止、使第2开关导通;以及第2恒流驱动器,其在切换端子为第2状态时,向连接第2半导体光源和第1开关的中间节点供给比第1驱动电流少的第2驱动电流。
若使切换端子为第1状态则成为第1点亮模式,第1开关为导通,向第1半导体光源和第2半导体光源供给第1驱动电流并点亮。若使切换端子为第2状态则成为第2点亮模式,第1开关为截止,第1驱动电流不流过第2半导体光源,取而代之,通过第2恒流驱动器供给第2驱动电流。结果,在第2点亮模式中,能够以比第1点亮模式暗的亮度点亮第2半导体光源。
在一实施方式中,第2恒流驱动器也可以包括设于切换端子与中间节点之间的限流电阻。
在一实施方式中,第2恒流驱动器也可以还包括在切换端子与中间节点之间与限流电阻串联设置的二极管。
在一实施方式中,第2驱动电流也可以经由切换端子而流动。在一实施方式中,第2驱动电流也可以大于10mA。在这种情况下,在第2点亮模式期间,能够使第2驱动电流作为接点电流而流过切换端子。即,能够将第2半导体光源的驱动电流兼用作用于防止氧化的接点电流,因此能够抑制无用的消耗功率的增加。
在一实施方式中,在第2状态下,也可以向切换端子输入非零的切换电压。第2恒流驱动器也可以在第2状态下经由切换端子而被供给电力。由此,在第1状态下,在切换端子为高阻抗或低电平(零电压)的情况下,第2恒流驱动器为非激活。
在一实施方式中,车辆用灯具也可以还包括:接受兼作点亮指示的电源电压的输入端子;以及切换端子,其被从外部控制为在第1点亮模式中成为第1状态,在第2点亮模式中成为第2状态。点亮电路也可以包括:输出节点与第1节点连接,在输入端子被供给电源电压时,输出第1驱动电流的第1恒流驱动器;第2恒流驱动器,其连接于第1路径上的第2半导体光源与第3节点之间,被构成为能够切换生成比第1驱动电流少的第2驱动电流的恒流状态和全导通状态;在第2路径上与第3半导体光源串联连接的第2开关;以及切换电路,其在切换端子为第1状态时,使第2恒流驱动器为全导通状态、使第2开关截止,在切换端子为第2状态时,使第2恒流驱动器为恒流状态、使第2开关导通。
若使切换端子为第1状态,则第2恒流驱动器成为全导通状态,向第1半导体光源和第2半导体光源供给第1驱动电流并点亮(第1点亮模式)。若使切换端子为第2状态,则在第2半导体光源中流过第2恒流驱动器生成的第2驱动电流,较暗地点亮,在第1半导体光源和第3半导体光源中流过第1驱动电流,明亮地点亮(第2点亮模式)。
在一实施方式中,第2恒流驱动器也可以包括:在第1路径上的第2半导体光源与第3节点之间依次串联连接的第1晶体管和第1电阻;以及反馈电路,其在切换端子为第2状态时为有效,以第1电阻的电压降接近目标电压的方式控制第1晶体管的控制端子的电压。在切换端子为第2状态时,I=VREF/R1的第2驱动电流在第1晶体管中流动。VREF是基准电压,R1是第1电阻的电阻值。结果,在第2点亮模式中,能够以比第1点亮模式暗的亮度点亮第2半导体光源。
在本说明书中,所谓电路A“输出电流”,包括电路A拉(source)电流的情况和电路A灌(sink)电流的情况这两者。
在一实施方式中,车辆用灯具也可以还包括:接受兼作点亮指示的电源电压的输入端子;以及切换端子,其被从外部控制为在第1点亮模式中成为第1状态,在第2点亮模式中成为第2状态。点亮电路也可以包括:输出节点与第1节点连接,在输入端子被供给电源电压时,输出第1驱动电流的第1恒流驱动器;在第1路径上与第2半导体光源串联连接的第1开关;在第2路径上与第3半导体光源串联连接的第2开关;以及开关控制电路,其在切换端子为第1状态时,使第1开关导通、使第2开关截止,在切换端子为第2状态时,根据比50%低的第1占空比周期的脉冲信号对第1开关进行开关,根据脉冲信号的互补信号对第2开关进行开关。
若使切换端子为第1状态则成为第1点亮模式,第1开关为导通,向第1半导体光源和第2半导体光源供给第1驱动电流并点亮。若使切换端子为第2状态则成为第2点亮模式,第1开关和第2开关按互补的占空比周期d1、d2(d1<d2)开关,第1驱动电流按d1:d2的比例分流至第2半导体光源和第3半导体光源。因此,能够以比第1点亮模式暗的亮度点亮第2半导体光源。
在一实施方式中,第1恒流驱动器也可以在第2点亮模式中使第1驱动电流比第1点亮模式增加。
在一实施方式中,在切换第1点亮模式和第2点亮模式时,也可以插入第1开关和第2开关同时导通的期间。由此,能够防止第1开关和第2开关同时截止,所有半导体光源熄灭而视野变暗。另外,能够抑制过电压状态,还能够抑制过电流。
在一实施方式中,也可以是,第1半导体光源的出射光形成上端缘成为水平明暗截止线的配光图案,第2半导体光源的出射光形成上端缘成为倾斜明暗截止线的配光图案,第3半导体光源的出射光形成远光用的配光图案。
一实施方式的车辆用灯具包括:连接于第1节点与第2节点之间的第1半导体光源;以在第2节点与第3节点之间形成第1路径的方式连接的第2半导体光源;以在第2节点与第3节点之间形成与第1路径并联的第2路径的方式连接的第3半导体光源;点亮电路,其接受电源电压,在第1点亮模式中将第1半导体光源和第2半导体光源点亮,在第2点亮模式中将第1半导体光源和第3半导体光源点亮;以及旁路电路,其包括设于第2节点与第3节点之间,在电源电压低于规定的第1阈值时导通的旁路开关。
根据本构成,在低电压状态下,通过使旁路开关导通,能够无关点亮模式而维持第1半导体光源的发光,能够照射最低限度的视野。
在一实施方式中,旁路开关也可以在电源电压超过比第1阈值高的第2阈值时截止。通过使阈值电压具有迟滞,能防止旁路开关反复导通、截止而第2半导体光源或第3半导体光源闪烁。
在一实施方式中,也可以是,第1半导体光源的出射光形成上端缘成为水平明暗截止线的配光图案;第2半导体光源的出射光形成上端缘成为倾斜明暗截止线的配光图案;第3半导体光源的出射光形成远光用的配光图案。由此,在低电压状态下也能够持续照射比水平明暗截止线靠下侧的区域。
在一实施方式中,在第2点亮模式中,点亮电路也可以将第2半导体光源点亮得比第1点亮模式暗。
在本构成中,在从第1点亮模式切换到第2点亮模式时,维持点亮第2半导体光源的状态地,追加点亮第3半导体光源,因此与替代第2半导体光源的熄灭而点亮第3半导体光源的情况相比,能够改善从周围观察车辆用灯具时的美观。
在一实施方式中,车辆用灯具也可以还包括:接受兼作点亮指示的电源电压的输入端子;以及切换端子,其被从外部控制为在第1点亮模式中成为第1状态,在第2点亮模式中成为第2状态。点亮电路也可以包括:输出节点与第1节点连接,在输入端子被供给电源电压时,输出第1驱动电流的第1恒流驱动器;连接于第1路径上的第2节点与第2半导体光源之间的第1开关;在第2路径上与第3半导体光源串联连接的第2开关;切换电路,其在切换端子为第1状态时,使第1开关导通、使第2开关截止,在切换端子为第2状态时,使第1开关截止、使第2开关导通;以及第2恒流驱动器,其在切换端子为第2状态时,向连接第2半导体光源和第1开关的中间节点供给比第1驱动电流少的第2驱动电流。
若使切换端子为第1状态则成为第1点亮模式,第1开关为导通,向第1半导体光源和第2半导体光源供给第1驱动电流并点亮。若使切换端子为第2状态则成为第2点亮模式,第1开关为截止,第1驱动电流变得不流过第2半导体光源,取而代之,通过第2恒流驱动器供给第2驱动电流。结果,在第2点亮模式中,能够以比第1点亮模式暗的亮度点亮第2半导体光源。
在一实施方式中,车辆用灯具也可以还包括:接受兼作点亮指示的电源电压的输入端子;以及切换端子,其被从外部控制为在第1点亮模式中成为第1状态,在第2点亮模式中成为第2状态。点亮电路也可以包括:输出节点与第1节点连接,在输入端子被供给电源电压时,输出第1驱动电流的第1恒流驱动器;第2恒流驱动器,其连接于第1路径上的第2半导体光源与第3节点之间,被构成为能够切换生成比第1驱动电流少的第2驱动电流的恒流状态和全导通状态;在第2路径上与第3半导体光源串联连接的第2开关;以及切换电路,其在切换端子为第1状态时,使第2恒流驱动器为全导通状态、使第2开关截止,在切换端子为第2状态时,使第2恒流驱动器为恒流状态、使第2开关导通。
若使切换端子为第1状态,则第2恒流驱动器成为全导通状态,向第1半导体光源和第2半导体光源供给第1驱动电流并点亮(第1点亮模式)。若使切换端子为第2状态,则在第2半导体光源中流过第2恒流驱动器生成的第2驱动电流,较暗地点亮,在第1半导体光源和第3半导体光源中流过第1驱动电流,明亮地点亮(第2点亮模式)。
在一实施方式中,车辆用灯具也可以还包括:接受兼作点亮指示的电源电压的输入端子;以及切换端子,其被从外部控制为在第1点亮模式中成为第1状态,在第2点亮模式中成为第2状态。点亮电路也可以包括:输出节点与第1节点连接,在输入端子被供给电源电压时,输出第1驱动电流的第1恒流驱动器;在第1路径上与第2半导体光源串联连接的第1开关;在第2路径上与第3半导体光源串联连接的第2开关;以及开关控制电路,其在切换端子为第1状态时,使第1开关导通、使第2开关截止,在切换端子为第2状态时,根据比50%低的第1占空比周期的脉冲信号对第1开关进行开关,根据脉冲信号的互补信号对第2开关进行开关。
若使切换端子为第1状态则成为第1点亮模式,第1开关为导通,向第1半导体光源和第2半导体光源供给第1驱动电流并点亮。若使切换端子为第2状态则成为第2点亮模式,第1开关和第2开关按互补的占空比周期d1、d2(d1<d2)开关,第1驱动电流以d1:d2的比例分流至第2半导体光源和第3半导体光源。因此,能够以比第1点亮模式暗的亮度点亮第2半导体光源。
(实施方式)
以下,基于优选的实施方式并参照附图来说明本发明。对各附图中所示的相同或同等的构成要素、构件、处理标注相同的附图标记,并适当省略重复的说明。另外,实施方式并非限定发明而仅是例示,实施方式中记载的所有特征及其组合未必是发明的本质性内容。
在本说明书中,“构件A与构件B连接的状态”除了构件A与构件B物理地直接连接的情况之外,还包括构件A与构件B经由不会对它们的电连接状态造成实质性影响、或者不会损害通过它们的结合而发挥的功能、效果的其他构件而间接地连接的情况。
同样,“构件C设于构件A与构件B之间的状态”除了构件A与构件C或者构件B与构件C直接连接的情况之外,还包括经由不会对它们的电连接状态造成实质性影响、或者不会损害通过它们的结合而发挥的功能、效果的其他构件而间接地连接的情况。
另外,在本说明书中,对电压信号、电流信号等电信号或者电阻、电容器等电路元件标注的附图标记,根据需要而表示各自的电压值、电流值或者电阻值、电容值。
(实施方式1)
图3是实施方式1的车辆用灯具100的电路图。车辆用灯具100是具有2个不同功能的灯,具有与双卤素方式的灯具同样的接口。
车辆用灯具100具有主输入端子VIN、切换端子SEL、以及接地端子GND。接地端子GND接地。经由车辆侧的开关4向输入端子VIN供给来自电池2的电压VBAT。在车辆侧,若驾驶员导通前照灯的点亮的开关,则开关4为导通,向输入端子VIN供给电源电压VIN。电源电压VIN兼作针对车辆用灯具100的电源电压和点亮指示。
另外,车辆用灯具100的切换端子SEL的电状态根据车辆用灯具100的点亮模式而在第1状态与第2状态之间切换。在本实施方式中,第1状态是无输入(高阻抗)的状态,第2状态是被输入非零的电压的状态。具体而言,切换端子SEL经由车辆侧的开关6而与电池2连接。在车辆侧,在驾驶员选择近光(第1点亮模式)时,开关6为截止,切换端子SEL成为无输入状态(高阻抗)。若驾驶员选择远光(第2点亮模式),则开关6为导通,向切换端子SEL供给高电平(电池电压)的切换电压VSEL。
车辆用灯具100构成能够切换远光、近光的灯模块。车辆用灯具100包括:第1半导体光源101、第2半导体光源102、第3半导体光源103以及点亮电路200。第1半导体光源101、第2半导体光源102、第3半导体光源103例如是白色LED(发光二极管)。
第1半导体光源101~第3半导体光源103以流过第1半导体光源101的电流为流过第2半导体光源102、第3半导体光源103的电流的总计的方式连接。具体而言,第1半导体光源101连接于第1节点n1与第2节点n2之间。第2半导体光源102以在第2节点n2与第3节点n3之间形成第1路径的方式连接。第3半导体光源103以在第2节点n2与第3节点n3之间形成与第1路径并联的第2路径的方式连接。
点亮电路200驱动第1半导体光源101~第3半导体光源103。点亮电路200在第1点亮模式(近光)中,将第1半导体光源101和第2半导体光源102点亮,将第3半导体光源103熄灭。点亮电路200在第2点亮模式中,将第1半导体光源101和第3半导体光源103点亮,将第2半导体光源102点亮为比第1点亮模式暗。优选为第1半导体光源101的亮度在第1点亮模式和第2点亮模式中几乎没有变化。
点亮电路200包括:第1恒流驱动器210、切换电路220、第2恒流驱动器230、第1开关SW1、以及第2开关SW2。
第1恒流驱动器210的输出节点OUT与第1半导体光源101的阳极(第1节点n1)连接。第1恒流驱动器210在向输入端子VIN供给电源电压VIN时为有效,输出第1驱动电流IOUT1。第1恒流驱动器210可以是恒流输出的开关转换器,也可以是恒流输出的线性调节器或其他恒流电路。
在本实施方式中,第3节点n3即第2半导体光源102的阴极和第3半导体光源103的阴极接地。第1开关SW1设于第1半导体光源101的阴极(第2节点n2)与第2半导体光源102的阳极之间。第2开关SW2设于第1半导体光源102的阴极(第2节点n2)与第3半导体光源103的阳极之间。
切换电路220在切换端子SEL为第1状态(高阻抗、无输入状态)时,使第1开关SW1导通、使第2开关SW2截止。另外,切换电路220在切换端子SEL为第2状态时、即被供给切换电压VSEL时,使第1开关SW1截止、使第2开关SW2导通。
第2恒流驱动器230与切换端子SEL连接,在向切换端子SEL供给切换电压VSEL时为有效,向第2半导体光源102的阳极供给比第1驱动电流IOUT1少的第2驱动电流IOUT2。第2驱动电流IOUT2可以确定为在第2状态下从外部观察车辆用灯具100时,包含第2半导体光源102的区域能够视觉辨认为点亮的程度。例如,第2驱动电流IOUT2优选确定为比10mA多。
以上是车辆用灯具100的构成。接下来说明其动作。
图4是图3的车辆用灯具100的第1点亮模式(近光)的等效电路图。在第1点亮模式中,第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1流过第1半导体光源101、第1开关SW1、第2半导体光源102。因此,第1半导体光源101、第2半导体光源102点亮。
图5是图3的车辆用灯具100的第2点亮模式(远光)的等效电路图。在第2点亮模式中,第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1流过第1半导体光源101、第2开关SW2、第3半导体光源103。因此,第1半导体光源101、第3半导体光源103点亮。另外,第2恒流驱动器230生成的第2驱动电流IOUT2在第2半导体光源102中流过,因此维持点亮,但其光量与第1点亮模式相比降低。
以上是车辆用灯具100的动作。
根据车辆用灯具100,在从第1点亮模式(近光)切换到第2点亮模式(远光)时,维持点亮第2半导体光源102的状态地,追加点亮第3半导体光源103。因此,从周围观察车辆用灯具100时,能够防止到当前为止明亮的部分突然变暗的情况,能够改善美观。
另外,根据车辆用灯具100,由于在第2点亮模式中也维持第2半导体光源的点亮,因此能够防止在虚拟铅垂屏幕上由第2半导体光源102照射的范围的照度大幅变化的情况。
例如,将车辆用灯具100的光学系统设计为第1半导体光源101、第2半导体光源102、第3半导体光源103各自的出射光照射图2的区域A1、A2、A3。即,第1半导体光源101的出射光形成上端缘成为水平明暗截止线的配光图案A1,第2半导体光源102的出射光形成上端缘成为倾斜明暗截止线的配光图案A2,第3半导体光源103的出射光形成远光用的配光图案。
在这种情况下,在第2点亮模式中第2半导体光源102熄灭的设计中,区域A2变暗。特别是,范围L2成为不被任何光源照射的状态。与此不同,在本实施方式中,由于在第2点亮模式中维持第2半导体光源102的点亮,因此向区域A2照射光,能够抑制不自然的配光的变化。
另外,在第2点亮模式中,流过第2半导体光源102的驱动电流IOUT2比在第1点亮模式中流动的驱动电流IOUT1少,因此维持第2半导体光源102的点亮而导致的发热量(消耗功率)的增加很少。因此,在第2点亮模式中,随着点亮第2半导体光源102,不需要追加的散热策略或者轻微的即可,也能够抑制成本增加。
进而,通过使第2驱动电流IOUT2的电流量大于10mA,能够使超过防止连接端子的氧化所必须的10mA的接点电流流过切换端子SEL。即,由于能够将第2半导体光源102的驱动电流IOUT2兼作用于防止氧化的接点电流,因此能够抑制无用的消耗功率的增加。
图6是表示车辆用灯具100的具体的构成例的电路图。第2恒流驱动器230包括限流电阻R3和二极管D3。在将二极管D3的正向电压设为Vf3、将第2半导体光源102的正向电压设为Vf2时,第2驱动电流IOUT2由以下式表示。
IOUT2=(VSEL-Vf2-Vf3)/R3=(VBAT-Vf2-Vf3)/R3
即,根据限流电阻R3的电阻值,能够确定第2驱动电流IOUT2的量。另外,通过设置二极管D3,能够防止第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1流入切换端子SEL、切换电路220。此外,在切换电路220的输入阻抗充分高的情况下,也可以省略二极管D3。
第1开关SW1包括作为N沟道MOSFET的第1晶体管M1、电阻R11、R12。同样,第2开关SW2包括作为MOSFET的第2晶体管M2、电阻R21、R22。第1开关SW1、第2开关SW2通过向栅极输入高电平而导通,通过输入低电平而截止。此外,开关SW1、SW2的构成并不限定于此。
切换电路220在切换端子SEL为第1状态(无输入、低电平、高阻抗)时,使第1开关SW1的控制端子为高电平,使第2开关SW2的控制端子为低电平。相反地,切换电路220在切换端子SEL为第2状态(高电平(VSEL=VBAT))时,使第1开关SW1的控制端子为低电平,使第2开关SW2的控制端子为高电平。
即,切换电路220将具有与切换端子SEL的信号互补的逻辑值的第1输出S1供给至第1开关SW1,将具有与切换端子SEL的信号相同的逻辑值的第2输出S2供给至第2开关SW2。
切换电路220包括晶体管Q11~Q14、电阻R4。在切换端子SEL为低电平或高阻抗时,晶体管Q11为截止,晶体管Q12为截止,晶体管Q14为导通,高电平的信号S1被输入到第1开关SW1的控制端子。此时,由于晶体管Q13为截止,因此第2开关SW2的控制端子为低电平。
相反地,在切换端子SEL为高电平时,晶体管Q11为导通,晶体管Q12为导通,晶体管Q14为截止,第1开关SW1的控制端子为低电平。此时,由于晶体管Q13为导通,因此第2开关SW2的控制端子为高电平。
本领域技术人员应该理解,第1开关SW1、第2开关SW2、切换电路220、第2恒流驱动器230的构成并不限定于图6所示的构成。
图7的(a)~(c)是表示第1开关SW1的变形例的图。在图7的(a)~(c)中示出切换电路220的输出级。关于第2开关SW2也是同样。
在图7(a)中,切换电路220与图6同样地具有漏极开路/集电极开路的输出级,控制信号S1可以取得高电平(Hi)或高阻抗(Hi-Z)这两种状态。在控制信号S1为高阻抗时,通过电阻R11、R12将切换电路220的输出节点下拉至低电平,晶体管M1为截止。
在本变形例中,第1开关SW1还包括电容器C1。电容器C1的一端与晶体管M1的漏极(或集电极)连接。电容器C1的另一端与切换晶体管M1的控制电极(即栅极或基极)连接。
对开关SW1的导通动作进行说明。在栅极电压VG上升至晶体管M1的栅极源极间阈值电压VGS(th)附近时,由于由电容器C1引起的镜像效果,栅极电压VG的上升速度变得非常慢。由此,能够使开关SW1缓慢地变成导通。
关于截止也是同样,在栅极电压VG降低至晶体管M1的栅极源极间阈值电压VGS(th)附近时,由于由电容器C1引起的镜像效果,栅极电压VG的降低速度变得非常慢。由此,能够使开关SW1缓慢地变为截止。
通过在第1开关SW1(和第2开关SW2)中追加电容器C1,开关的导通、截止变得缓慢。由此,能够使第2半导体光源102和第3半导体光源103的亮度缓慢变化,能够进行渐变点亮、渐变熄灭。另外,能够防止第1半导体光源101~第3半导体光源103各自的阳极或阴极的电位急剧变化。
另外,在图7(a)中,通过使电阻R11比电阻R12低,能够使晶体管的变为导通时间与变为截止时间相比相对较短。由此,能够使第1开关SW1和第2开关SW2的导通时间重叠。如果假设存在第1开关SW1和第2开关SW2这二者截止的区间,则第1半导体光源101、第2半导体光源102、第3半导体光源103全部熄灭,驾驶员的视野变暗。与此不同,在图7(a)的构成中,通过使R11<R12,保证第1开关SW1和第2开关SW2的一者为导通,因此能够防止视野变暗。
进而,若存在第1开关SW1和第2开关SW2这二者截止的区间,则第1恒流驱动器210成为无负荷的状态,因此输出电压VOUT上升,成为过电压状态。在输出电压VOUT上升的状态下,若第1开关SW1或第2开关SW2为导通,则过电流流过LED。与此不同,在图7(a)的构成中,通过使R11<R12,保证第1开关SW1和第2开关SW2的一者为导通,因此能够抑制过电压状态,也能够抑制过电流。
在图7(b)中,切换电路220具有包括高侧晶体管MP和低侧晶体管MN的推挽的输出级,控制信号Si有高电平(Hi)、低电平(Lo)这两种状态。在本变形例中,第1开关SW1还包括电阻R13和二极管D11。
若切换电路220的输出级的高侧晶体管MP为导通,则晶体管M1的栅极经由电阻R11和R13的并联连接电路而被充电,栅极电压VG上升。若切换电路220的输出级的低侧晶体管MN为导通,则晶体管M1的栅极经由电阻R11而被放电,栅极电压VG降低。
因此,由于充电路径和放电路径的阻抗不同,因此栅极电压VG上升时的速度比栅极电压VG下降时的速度快。由此,能够使第1开关SW1较短时间地变为导通,并缓慢地变为截止。即,能够使第2半导体光源102的亮度缓慢降低(渐变熄灭)。关于第3半导体光源103也是同样。
在图7(b)的构成中也与图7(a)同样,能够使第1开关SW1和第2开关SW2的导通时间重叠。由此,由于保证第1开关SW1和第2开关SW2的一者为导通,因此能够防止视野变暗,并且能够抑制过电压状态,也能够抑制过电流。
图7(c)的第1开关SW1还具备包括晶体管M11、M12以及电阻R14的逆变器。即,第1开关SW1具有负的控制逻辑,在输入信号S1为高电平时截止,为低电平时导通。因此,切换电路220的输出S1具有与此前相反的逻辑值。
若切换电路220的输出级的高侧晶体管MP为导通,则晶体管M1的栅极经由电阻R11和R13的并联连接电路而被充电,栅极电压VG上升。若切换电路220的输出级的低侧晶体管MN为导通,则晶体管M1的栅极经由电阻R11而被放电,栅极电压VG降低。
在控制信号S1为低电平时,晶体管M11为导通,晶体管M1的栅极经由电阻R11而被充电,栅极电压VG上升,晶体管M1为导通。在控制信号S1为高电平时,晶体管M12为导通,晶体管M1的栅极经由电阻R11和R14而被放电,栅极电压VG降低,晶体管M1截止。
因此,由于充电路径和放电路径的阻抗不同,因此栅极电压VG上升时的速度比栅极电压VG下降时的速度快。由此,与图7(a)、图7(b)同样,能够使第1开关SW1较短时间地变为导通,并缓慢地变为截止。即,能够使第2半导体光源102的亮度缓慢降低(渐变熄灭)。关于第3半导体光源103也是同样。
在图7(c)的构成中,与图7(a)、(b)的构成同样,能够使第1开关SW1和第2开关SW2的导通时间重叠,能够防止第1半导体光源101~第3半导体光源103同时熄灭而视野变暗的情况。
另外根据图7(c)的构成,由于保证第1开关SW1和第2开关SW2的一者为导通,因此能够抑制过电压状态,也能够抑制过电流。
图8是作为车辆用灯具100的一个示例的光源模块的立体图。第1半导体光源101、第2半导体光源102、第3半导体光源103沿一个方向排列而安装在散热板146上。第1半导体光源101、第2半导体光源102、第3半导体光源103的顺序没有特别限定。另外,也可以将三个第1半导体光源101~第3半导体光源103配置为成为三角形的顶点。
在印刷基板142上安装有点亮电路200的构成部件及连接器144。连接器144包括3个端子、即输入端子VIN、切换端子SEL、以及接地端子GND。印刷基板142的布线经由键合线与第1半导体光源101~第3半导体光源103的电极连接。此外,也可以是,省略印刷基板142,将点亮电路200的构成部件及连接器144直接安装在散热板146上。另外,在本实施方式中,由于车辆用灯具100的发热减少,因此能够采用薄的散热板146,但也可以替代薄的散热板146而使用厚的散热器。连接器144并不限定于所安装的连接器,也可以是卡缘连接器等其他类型。
透镜模块150包括第1透镜151、第2透镜152、以及第3透镜153。第1透镜151接受第1半导体光源101的出射光束,并投影到近光扩散区域A1。第2透镜152接受第2半导体光源102的出射光束,并投影到近光聚光区域A2。第3透镜153接受第3半导体光源103的出射光束,并投影到远光区域A3。
接下来,说明与实施方式1相关的变形例。
(变形例1.1)
图9是变形例1.1的车辆用灯具100A的框图。在本变形例中,第2恒流驱动器230A由从切换端子SEL接受电源供给的恒流源232构成。在第2点亮模式中切换信号VSEL成为高电平时,恒流源232为导通,第2驱动电流IOUT2被供给至第2半导体光源102。
根据本变形例,可得到与图6的车辆用灯具100同样的效果。
(变形例1.2)
图10是变形例1.2的车辆用灯具100B的框图。在本变形例中,第2恒流驱动器230B由从输入端子VIN接受电源供给的带使能的恒流源234构成。向该恒流源234的使能端子EN输入切换信号VSEL,在第2点亮模式中切换信号VSEL成为高电平时,恒流源234为导通,第2驱动电流IOUT2被供给至第2半导体光源102。
根据该车辆用灯具100B,在第2点亮模式中,能够防止第2半导体光源102的照射区域显著变暗。
此外,在车辆用灯具100B中,由于切换端子SEL为高阻抗,因此在第2点亮模式期间,几乎不流过接点电流。因此,为了防止连接器端子的氧化,需要单独追加使接点电流流动的构成。反过来说,如图6那样,从切换端子SEL供给第2恒流驱动器230的电源电压的构成,换言之,从切换端子SEL供给第2驱动电流IOUT2的构成,在第2点亮模式期间,由于第2恒流驱动器230的动作电流作为接点电流持续流动,因此不需要用于防止连接器端子的氧化的追加的构成。
(变形例1.3)
第2开关SW2与第3半导体光源103的位置也可以互换。
(变形例1.4)
双极型晶体管与MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)能够置换。在这种情况下,将基极、集电极、发射极替换为栅极、漏极、源极即可。另外,也可以将NPN型(N沟道)置换为PNP型(P沟道)。
(变形例1.5)
图11是变形例1.5的车辆用灯具100C的框图。在本变形例中,第1半导体光源101~第3半导体光源103的配置与此前为高低反相的关系。即,在图3、图9、图10中,第1节点n1为高电位侧,第3节点n3为接地侧,但在图11中,第1节点n1被配置为接地侧,第3节点n3被配置为高电位侧。除此之外,与图9的车辆用灯具100A相同。
在本变形例中,以下这点与图9不同:在第2点亮模式中,第2恒流驱动器230A生成的电流IOUT2不仅流过第2半导体光源102,也流过第1半导体光源101。
(变形例1.6)
图12是变形例1.6的车辆用灯具100D的框图。在本变形例中也是第1节点n1也被配置为接地侧、第3节点n3被配置为高电位侧。除此之外,与图10的车辆用灯具100B相同。
在本变形例中,以下这点与图10不同:在第2点亮模式中,第2恒流驱动器230A生成的电流IOUT2不仅流过第2半导体光源102,也流过第1半导体光源101。
(变形例1.7)
图13是变形例1.7的车辆用灯具100H的框图。在本变形例中也是,第1节点n1被配置为接地侧,第3节点n3被配置为高电位侧。
第2恒流驱动器230H与第1开关SW1并联连接。切换电路220在第1点亮模式中使第1开关SW导通、使第2开关SW2截止,在第2点亮模式中使第1开关SW1截止、使第2开关SW2导通。
第2恒流驱动器230H在切换端子SEL为第1状态时为禁用,在切换端子SEL为第2状态时成为使能状态,生成第2驱动电流IOUT2。
(实施方式2)
图14是实施方式2的车辆用灯具100E的框图。点亮电路200E包括:第1恒流驱动器210、切换电路220、第2恒流驱动器230E、以及第2开关SW2。
第2恒流驱动器230E连接于第1路径上的第2半导体光源102与第3节点n3之间。第2恒流驱动器230E被构成为能够切换生成比第1驱动电流IOUT1少的第2驱动电流IOUT2的恒流状态和全导通状态。全导通状态是阻抗非常小的状态,与第1开关SW1的导通状态对应。
切换电路220在切换端子SEL为第1状态时,使第2恒流驱动器230E为全导通状态、使第2开关SW2截止。切换电路220在切换端子SEL为第2状态时,使第2恒流驱动器230E为恒流状态、使第2开关SW2导通。
根据实施方式2,与实施方式1同样,在第1点亮模式中能够通过第1驱动电流IOUT1而使第1半导体光源101和第2半导体光源102明亮地发光。另外,在第2点亮模式中,能够通过第1驱动电流IOUT1而使第1半导体光源101和第3半导体光源103明亮地发光,并能够通过第2驱动电流IOUT2而使第2半导体光源102比第1点亮模式暗地发光。
图15是表示图14的车辆用灯具100E的具体构成例的电路图。第2恒流驱动器230E包括:第1晶体管M31、第1电阻R31、反馈电路240以及二极管D31。第1晶体管M31和第1电阻R31在第2半导体光源102与第3节点n3之间依次串联连接。反馈电路240以第1电阻R31的电压降VR31接近目标电压VREF的方式控制第1晶体管M31的控制端子(栅极)的电压。反馈电路240包括运算放大器OA31和电阻R32。二极管D31的阴极与第1晶体管M31的栅极连接,向二极管D31的阳极输入反转使能信号ENB。
切换电路220根据切换端子SEL的状态控制第2开关SW2和第2恒流驱动器230E。在本示例中,在切换端子SEL为第1状态(高阻抗、低电平)时,切换电路220输出高电平的反转使能信号ENB,向第2开关SW2的栅极输出低电平。在切换端子SEL为第2状态(高电平)时,切换电路220输出低电平的反转使能信号ENB,向第2开关SW2的栅极输出高电平。切换电路220包括逆变器222。
在切换端子SEL为第1状态时,向第2恒流驱动器230E输入高电平的反转使能信号EN。在反转使能信号EN为高电平时,第1晶体管M31的栅极被固定为高电平,反馈电路240被无效化。此时,第1晶体管M31、即第2恒流驱动器230E成为全导通状态。另外,第2开关SW2为截止。因此成为第1点亮模式。
在切换端子SEL为第2状态时,向第2恒流驱动器230E输入低电平的反转使能信号EN。此时,反馈电路240为有效,第2恒流驱动器230E成为恒流状态。在恒流状态下,第2驱动电流IOUT2被稳定化为IOUT2=VREF/R31。此时,第2开关SW2为导通。因此成为第2点亮模式。
说明与实施方式2相关的变形例。
(变形例2.1)
图16是变形例2.1的车辆用灯具100G的电路图。该车辆用灯具100G可以理解为将图14的第2恒流驱动器230E分割为第2恒流驱动器230G和第1开关SW1的构成。
(变形例2.2)
第1恒流驱动器210也可以在第2点亮模式中使第1驱动电流IOUT1比第1点亮模式增加。
(变形例2.3)
在实施方式2中,也可以像实施方式1的变形例1.5(图9)或变形例1.6(图10)所说明的那样,将第1半导体光源101~第3半导体光源103高低反相地配置。
(实施方式3)
图17是实施方式3的车辆用灯具100F的框图。开关控制电路260在切换端子SEL为第1状态(低电平、高阻抗)时,使第1开关SW1导通、使第2开关SW2截止。另外,开关控制电路260在切换端子SEL为第2状态(高电平)时,根据比50%低的第1占空比周期d1的脉冲信号Spwm对第1开关SW1进行开关,根据脉冲信号Spwm的互补信号SpwmB对第2开关SW2进行开关。
开关控制电路260包括脉宽调制器262和逆变器264。脉宽调制器262在切换端子SEL为第1状态(低电平、高阻抗)时,输出高电平,在切换端子SEL为第2状态(高电平)时,输出脉冲信号Spwm。脉宽调制器262的输出被供给至第1开关SW1,另外,通过逆变器264而被反转地供给至第2开关SW2。
图18是表示图17的车辆用灯具100F的具体构成例的电路图。第1开关SW1和第2开关SW2是N沟道晶体管M41、M42。
脉宽调制器262包括电压发生器266、比较器COMP1、以及振荡器268。电压发生器266在第1状态下生成0V、在第2状态下生成具有规定电平的电压Vd。振荡器268生成斜波或三角波的周期信号VRAMP。比较器COMP1将电压Vd和周期信号VRAMP进行比较。
在第1状态下,比较器COMP1的输出被固定为高电平。在第2状态下,比较器COMP1的输出成为具有与电压Vd相应的占空比周期d1的脉冲信号Spwm。
电压发生器266包括电阻R41~R43、晶体管Q41、Q42。在切换端子SEL为第1状态(低电平、高阻抗)时,晶体管Q42为截止、晶体管Q41为导通。由此,电压Vd成为0V。在切换端子SEL为第2状态(高电平)时,晶体管Q42为导通、晶体管Q41为截止。由此,电压Vd成为通过电阻R41、R42将电源电压Vcc进行分压后的电压。
说明图17、图18的车辆用灯具100F的动作。若切换端子SEL为第1状态(低电平),则第1开关SW1为导通、第2开关SW2为截止。因此,第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1流过第1半导体光源101和第2半导体光源102,成为第1点亮模式。
若切换端子SEL为第1状态(低电平),则开关控制电路260生成具有比50%小的占空比周期d1的脉冲信号Spwm,驱动晶体管M41。另外,晶体管M42由脉冲信号Spwm的反转信号驱动。第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1在流过第1半导体光源101后,在Tp×d1期间流过第2半导体光源102,在Tp×(1-d1)期间流过第3半导体光源103。Tp是脉冲信号Spwm的周期。由于d1<50%,因此第2半导体光源102相对较暗地点亮,第3半导体光源103相对明亮地点亮。由此,能够实现第2点亮模式。
说明与实施方式3相关的变形例。
(变形例3.1)
第1恒流驱动器210也可以在第2点亮模式中使第1驱动电流IOUT1比第1点亮模式增加。
(变形例3.2)
在实施方式3中,也可以像实施方式1的变形例1.5(图9)或变形例1.6(图10)所说明的那样,将第1半导体光源101~第3半导体光源103高低反相地配置。
(实施方式4)
图19是实施方式4的车辆用灯具400的电路图。车辆用灯具400是具有2个不同功能的灯,具有与双卤素方式的灯具同样的接口。
车辆用灯具400具有主输入端子VIN、切换端子SEL、以及接地端子GND。接地端子GND接地。经由车辆侧的开关4向输入端子VIN供给来自电池2的电压VBAT。在车辆侧,若驾驶员接通前照灯的点亮的开关,则开关4为导通,向输入端子VIN供给电源电压VIN。电源电压VIN兼作针对车辆用灯具400的电源电压和点亮指示。
另外,车辆用灯具400的切换端子SEL的电状态根据车辆用灯具400的点亮模式而在第1状态与第2状态之间切换。在本实施方式中,第1状态是无输入(高阻抗)的状态,第2状态是被输入非零的电压的状态。具体而言,切换端子SEL经由车辆侧的开关6而与电池2连接。在车辆侧,在驾驶员选择近光(第1点亮模式)时,开关6为截止,切换端子SEL成为无输入状态(高阻抗)。若驾驶员选择远光(第2点亮模式),则开关6为导通,向切换端子SEL供给高电平(电池电压)的切换电压VSEL。
车辆用灯具400构成能够切换远光、近光的灯模块。车辆用灯具400包括:第1半导体光源101、第2半导体光源102、第3半导体光源103以及点亮电路500。第1半导体光源101、第2半导体光源102、第3半导体光源103例如是白色LED(发光二极管)。
第1半导体光源101~第3半导体光源103以流过第1半导体光源101的电流为流过第2半导体光源102、第3半导体光源103的电流的总计的方式连接。具体而言,第1半导体光源102连接于第1节点n1与第2节点n2之间。第2半导体光源102以在第2节点n2与第3节点n3之间形成第1路径的方式连接。第3半导体光源103以在第2节点n2与第3节点n3之间形成与第1路径并联的第2路径的方式连接。
点亮电路500驱动第1半导体光源101~第3半导体光源103。点亮电路500在第1点亮模式(近光)中,将第1半导体光源101和第2半导体光源102点亮,将第3半导体光源103熄灭。点亮电路500在第2点亮模式中,将第1半导体光源101和第3半导体光源103点亮,将第2半导体光源102点亮得比第1点亮模式暗。优选为第1半导体光源101的亮度在第1点亮模式和第2点亮模式中几乎没有变化。
点亮电路500包括:第1恒流驱动器210、切换电路220、第1开关SW1、第2开关SW2、以及旁路电路270。
第1恒流驱动器210的输出节点OUT与第1半导体光源101的阳极(第1节点n1)连接。第1恒流驱动器210在输入端子VIN被供给电源电压VIN时成为有效,输出第1驱动电流IOUT1。第1恒流驱动器210可以是恒流输出的降压转换器,也可以是恒流输出的线性调节器或其他恒流电路。
在本实施方式中,第3节点n3即第2半导体光源102的阴极和第3半导体光源103的阴极接地。第1开关SW1设于第1半导体光源101的阴极(第2节点n2)与第2半导体光源102的阳极之间。第2开关SW2设于第1半导体光源102的阴极(第2节点n2)与第3半导体光源103的阳极之间。
切换电路220在切换端子SEL为第1状态(高阻抗、无输入状态)时,使第1开关SW1导通、使第2开关SW2截止。另外,切换电路220在切换端子SEL为第2状态时、即被供给切换电压VSEL时,使第1开关SW1截止、使第2开关SW2导通。
在第1点亮模式或第2点亮模式中,由于将在第1节点n1与第3节点n3之间纵向层叠的2个半导体光源点亮,因此需要对第1节点n1与第3节点n3之间施加比V×2大的电压。即,第1恒流驱动器210的输出电压VOUT必须高于VOUT(TH)=2×Vf。Vf是半导体光源的正向电压。在第1恒流驱动器210由线性调节器或降压转换器构成的情况下,其输出电压VOUT比电源电压VIN低,因此若电源电压VIN低于某一阈值电压VIN(TH),则输出电压VOUT低于阈值电压VOUT(TH),半导体光源熄灭。为了解决此问题,设置旁路电路270。
旁路电路270包括旁路开关SW3和低电压检测电路280。旁路开关SW3设于第2节点n2与第3节点n3之间。低电压检测电路280在电源电压VIN低于规定的阈值VIN(TH)的状态下,使旁路开关SW3导通,在电源电压VIN高于阈值VIN(TH)的状态下,使旁路开关SW3导通。
优选的是,可以在阈值电压VIN(TH)设置迟滞。在这种情况下,在低电压检测电路280中规定有2个阈值电压VTHL、VTHH(其中,VTHL<VTHH)。低电压检测电路280将电源电压VIN与第1阈值电压VTHL以及第2阈值电压VTHH进行比较,在检测到VIN<VTHL时使旁路开关SW3导通,在检测到VIN>VTHH时使旁路开关SW3截止。
以上是车辆用灯具400的构成。接下来说明其动作。
·通常电压状态
图20的(a)、(b)是通常电压状态(VIN>VTHH)下的第1点亮模式、第2点亮模式的等效电路图。VIN>VTHH时,旁路开关SW3为截止。
参照图20(a)。在第1点亮模式中,第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1流过第1半导体光源101、第1开关SW1、第2半导体光源102。因此,第1半导体光源101、第2半导体光源102点亮。
参照图20(b)。在第2点亮模式中,第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1流过第1半导体光源101、第2开关SW2、第3半导体光源103。因此,第1半导体光源101、第3半导体光源103点亮。
·低电压状态
图21的(a)、(b)是低电压状态(VIN<VTHL)下的第1点亮模式、第2点亮模式的等效电路图。VIN<VTHL时,旁路开关SW3为导通。
参照图21(a)。在第1点亮模式中,第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1流过第1半导体光源101和旁路开关SW3。因此,仅第1半导体光源101点亮。
参照图21(b)。在第2点亮模式中,第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1流过第1半导体光源101和旁路开关SW3。因此,仅第1半导体光源101点亮。
以上是车辆用灯具400的动作。
根据该车辆用灯具400,在低电压状态下,通过使旁路开关SW3导通,能够无关点亮模式而维持第1半导体光源101的发光。
第1半导体光源101优选为照射图2的近光扩散区域A1的光源。由此,在低电压状态下,无论在远光时、近光时的任意一者中,至少能够将近光扩散区域A1保持为明亮,能够确保最低限的视野。
作为比较技术,假定与第1半导体光源101并联地、换言之在第1节点n1与第2节点n2之间设置了旁路开关SW3。在比较技术中,低电压状态下,在第1点亮模式(近光模式)中,仅近光聚光区域A2被照明,在第2点亮模式中,仅远光区域A3被照明。在比较技术中,在低电压状态的第2点亮模式中,仅远方明亮,离本车更近的近光扩散区域A1的照射范围变暗。与此不同,在实施方式中,与比较技术相比,在低电压状态下能够形成更优选的配光。
图22是表示图19的车辆用灯具400的具体构成例的电路图。第1开关SW1包括作为N沟道MOSFET的第1晶体管M1、电阻R11、R12。同样,第2开关SW2包括作为MOSFET的第2晶体管M2、电阻R21、R22。第1开关SW1、第2开关SW2通过向栅极输入高电平而导通,通过输入低电平而截止。此外,开关SW1、SW2的构成并不限定于此。
切换电路220在切换端子SEL为第1状态(无输入、低电平、高阻抗)时,使第1开关SW1的控制端子为高电平,使第2开关SW2的控制端子为低电平。相反地,切换电路220在切换端子SEL为第2状态(高电平(VSEL=VBAT))时,使第1开关SW1的控制端子为低电平,使第2开关SW2的控制端子为高电平。
即,切换电路220将具有与切换端子SEL的信号互补的逻辑值的第1输出S1供给至第1开关SW1,将具有与切换端子SEL的信号相同的逻辑值的第2输出S2供给至第2开关SW2。
切换电路220包括晶体管Q11~Q14、电阻R4。在切换端子SEL为低电平或高阻抗时,晶体管Q11为截止,晶体管Q12为截止,晶体管Q14为导通,高电平的信号S1被输入到第1开关SW1的控制端子。此时,由于晶体管Q13为截止,因此第2开关SW2的控制端子为低电平。
相反地,在切换端子SEL为高电平时,晶体管Q11为导通,晶体管Q12为导通,晶体管Q14为截止,第1开关SW1的控制端子为低电平。此时,由于晶体管Q13为导通,因此第2开关SW2的控制端子为高电平。
本领域技术人员应该理解,第1开关SW1、第2开关SW2、切换电路220、第2恒流驱动器230的构成并不限定于图22所示的构成。
旁路开关SW3包括作为N沟道MOSFET的第3晶体管M3。低电压检测电路280是迟滞比较器,包括晶体管Q51、Q52、电阻R51~53、以及齐纳二极管ZD51。
考虑晶体管Q52为截止,低电压检测电路280的输出为H(高电平)的状态。此时,晶体管Q51为导通,电阻R51和R52的连接节点的电压Vx为
Vx=(VIN-VZD)×R52/(R51+R52)。
在该电压Vx低于晶体管Q52的阈值电压(0.6~0.7V)时,维持晶体管Q52的截止,低电压检测电路280的输出为高电平。
若电压Vx超过晶体管Q52的阈值电压(0.6~0.7V),则晶体管Q52为导通,低电压检测电路280的输出成为低电平。
考虑晶体管Q52为导通,低电压检测电路280的输出为L(低电平)的状态。此时,晶体管Q51为截止,电阻R51和R52的连接节点的电压Vx为
Vx=(VIN-VZD)。
在此,晶体管Q52的基极电阻足够高。
在该电压Vx高于晶体管Q52的阈值电压(0.6~0.7V)时,维持晶体管Q52的导通,低电压检测电路280的输出为低电平。
若电压Vx低于晶体管Q52的阈值电压(0.6~0.7V),则晶体管Q52为截止,低电压检测电路280的输出成为高电平。
低电压检测电路280的构成并不限于图22的构成,也可以由使用运算放大器的迟滞比较器构成。
(实施方式5)
图23是实施方式5的车辆用灯具400K的电路图。图23的车辆用灯具400K除了图19的车辆用灯具400之外还具备第2恒流驱动器230。
第2恒流驱动器230与切换端子SEL连接,在切换端子SEL被供给切换电压VSEL时成为有效,向第2半导体光源102的阳极供给比第1驱动电流IOUT1少的第2驱动电流IOUT2。第2驱动电流IOUT2可以设定为在第2状态下从外部观察车辆用灯具400时,包含第2半导体光源102的区域能够视觉辨认为点亮的程度。例如,第2驱动电流IOUT2优选设定为比10mA多。
以上是车辆用灯具400的构成。接下来说明其动作。
图24的(a)、(b)是通常电压状态(VIN>VTHH)下的第1点亮模式、第2点亮模式的等效电路图。VIN>VTHH时,旁路开关SW3为截止。
参照图24(a)。在第1点亮模式中,第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1流过第1半导体光源101、第1开关SW1、第2半导体光源102。因此,第1半导体光源101、第2半导体光源102点亮。
参照图24(b)。在第2点亮模式中,第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1流过第1半导体光源101、第2开关SW2、第3半导体光源103。因此,第1半导体光源101、第3半导体光源103点亮。
另外,第2恒流驱动器230生成的第2驱动电流IOUT2在第2半导体光源102中流过,因此维持点亮,但其光量与第1点亮模式相比降低。
以上是车辆用灯具400的动作。
根据车辆用灯具400,在从第1点亮模式(近光)切换到第2点亮模式(远光)时,维持点亮第2半导体光源102的状态地,追加点亮第3半导体光源103。因此,从周围观察车辆用灯具400时,能够防止到当前为止明亮的部分突然变暗,能够改善美观。
另外,根据车辆用灯具400,由于在第2点亮模式中也维持第2半导体光源的点亮,因此能够防止在虚拟铅垂屏幕上由第2半导体光源102照射的范围的照度大幅变化的情况。
例如,将车辆用灯具400的光学系统设计为第1半导体光源101、第2半导体光源102、第3半导体光源103各自的出射光照射图2的区域A1、A2、A3。即,第1半导体光源101的出射光形成上端缘成为水平明暗截止线的配光图案A1,第2半导体光源102的出射光形成上端缘成为倾斜明暗截止线的配光图案A2,第3半导体光源103的出射光形成远光用的配光图案。
在这种情况下,在第2点亮模式中第2半导体光源102熄灭的设计中,区域A2变暗。特别是,范围L2成为不被任何光源照射的状态。与此不同,在本实施方式中,由于在第2点亮模式中维持第2半导体光源102的点亮,因此向区域A2照射光,能够抑制不自然的配光的变化。
另外,在第2点亮模式中,流过第2半导体光源102的驱动电流IOUT2比在第1点亮模式中流动的驱动电流IOUT1少,因此维持第2半导体光源102的点亮而导致的发热量(消耗功率)的增加很少。因此,在第2点亮模式中,不需要随着点亮第2半导体光源102而追加散热策略或者轻微的追加即可,也能够抑制成本增加。
进而,通过使第2驱动电流IOUT2的电流量大于10mA,能够使超过防止连接端子的氧化所必须的10mA的接点电流流过切换端子SEL。即,由于能够将第2半导体光源102的驱动电流IOUT2兼作用于防止氧化的接点电流,因此能够抑制无用的消耗功率的增加。
图25是表示图23的车辆用灯具400K的具体的构成例的电路图。第2恒流驱动器230包括限流电阻R3和二极管D3。在将二极管D3的正向电压设为Vf3、将第2半导体光源102的正向电压设为Vf2时,第2驱动电流IOUT2由下式表示。
IOUT2=(VSEL-Vf2-Vf3)/R3=(VBAT-Vf2-Vf3)/R3
即,根据限流电阻R3的电阻值,能够设定第2驱动电流IOUT2的量。另外,通过设置二极管D3,能够防止第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1流入切换端子SEL、切换电路220。此外,在切换电路220的输入阻抗充分高的情况下,也可以省略二极管D3。
图26的(a)~(c)是表示第1开关SW1的变形例的图。在图26的(a)~(c)中示出切换电路220的输出级。关于第2开关SW2也是同样。
在图26(a)中,切换电路220与图22或图25同样地具有漏极开路/集电极开路的输出级,控制信号S1可以取得高电平(Hi)或高阻抗(Hi-Z)这两种状态。在控制信号S1为高阻抗时,通过电阻R11、R12将切换电路220的输出节点下拉至低电平,晶体管M1为截止。
在本变形例中,第1开关SW1还包括电容器C1。电容器C1的一端与晶体管M1的漏极(或集电极)连接。电容器C1的另一端与切换晶体管M1的控制电极(即栅极或基极)连接。
对开关SW1的变为导通的动作进行说明。在栅极电压VG上升至晶体管M1的栅极源极间阈值电压VGS(th)附近时,由于由电容器C1引起的镜像效果,栅极电压VG的上升速度变得非常慢。由此,能够使开关SW1缓慢地变为导通。
关于截止也是同样,在栅极电压VG降低至晶体管M1的栅极源极间阈值电压VGS(th)附近时,由于由电容器C1引起的镜像效果,栅极电压VG的降低速度变得非常慢。由此,能够使开关SW1缓慢地变为截止。
通过对第1开关SW1(和第2开关SW2)追加电容器C1,开关的变为导通、变为截止变得缓慢。由此,能够使第2半导体光源102和第3半导体光源103的亮度缓慢变化,能够进行渐变点亮、渐变熄灭。另外,能够防止第1半导体光源101~第3半导体光源103各自的阳极或阴极的电位急剧变化。
另外,在图26(a)中,通过使电阻R11比电阻R12低,能够使晶体管的变为导通时间与变为截止时间相比相对较短。由此,能够使第1开关SW1和第2开关SW2的导通时间重叠。如果假设存在第1开关SW1和第2开关SW2这二者截止的区间,则第1半导体光源101、第2半导体光源102、第3半导体光源103全部熄灭,驾驶员的视野变暗。与此不同,在图26(a)的构成中,通过使R11<R12,保证第1开关SW1和第2开关SW2的一者为导通,因此能够防止视野变暗。
进而,若存在第1开关SW1和第2开关SW2这二者截止的区间,则第1恒流驱动器210成为无负荷的状态,因此输出电压VOUT上升,成为过电压状态。在输出电压VOUT上升的状态下,若第1开关SW1或第2开关SW2为导通,则过电流流过LED。与此不同,在图26(a)的构成中,通过使R11<R12,保证第1开关SW1和第2开关SW2的一者为导通,因此能够抑制过电压状态,也能够抑制过电流。
在图26(b)中,切换电路220具有包括高侧晶体管MP和低侧晶体管MN的推挽的输出级,控制信号Si有高电平(Hi)、低电平(Lo)这两种状态。在本变形例中,第1开关SW1还包括电阻R13和二极管D11。
若切换电路220的输出级的高侧晶体管MP为导通,则晶体管M1的栅极经由电阻R11和R13的并联连接电路而被充电,栅极电压VG上升。若切换电路220的输出级的低侧晶体管MN为导通,则晶体管M1的栅极经由电阻R11而被放电,栅极电压VG降低。
因此,由于充电路径和放电路径的阻抗不同,因此栅极电压VG上升时的速度比栅极电压VG下降时的速度快。由此,能够使第1开关SW1以较短时间变为导通,并缓慢地变为截止。即,能够使第2半导体光源102的亮度缓慢降低(渐变熄灭)。关于第3半导体光源103也是同样。
在图26(b)的构成中也与图26(a)同样,能够使第1开关SW1和第2开关SW2的导通时间重叠。由此,由于保证第1开关SW1和第2开关SW2的一者为导通,因此能够防止视野变暗,并且能够抑制过电压状态,也能够抑制过电流。
图26(c)的第1开关SW1还具备包括晶体管M11、M12以及电阻R14的逆变器。即,第1开关SW1具有负的控制逻辑,在输入信号S1为高电平时截止,为低电平时导通。因此,切换电路220的输出S1具有与此前相反的逻辑值。
若切换电路220的输出级的高侧晶体管MP为导通,则晶体管M1的栅极经由电阻R11和R13的并联连接电路而被充电,栅极电压VG上升。若切换电路220的输出级的低侧晶体管MN为导通,则晶体管M1的栅极经由电阻R11而被放电,栅极电压VG降低。
在控制信号S1为低电平时,晶体管M11为导通,晶体管M1的栅极经由电阻R11而被充电,栅极电压VG上升,晶体管M1为导通。在控制信号S1为高电平时,晶体管M12为导通,晶体管M1的栅极经由电阻R11和R14而被放电,栅极电压VG降低,晶体管M1截止。
因此,由于充电路径和放电路径的阻抗不同,因此栅极电压VG上升时的速度比栅极电压VG下降时的速度快。由此,与图26(a)、(b)同样,能够使第1开关SW1以较短时间变为导通,并缓慢地变为截止。即,能够使第2半导体光源102的亮度缓慢降低(渐变熄灭)。关于第3半导体光源103也是同样。
在图26(c)的构成中,与图26(a)、(b)的构成同样,能够使第1开关SW1和第2开关SW2的导通时间重叠,能够防止第1半导体光源101~第3半导体光源103同时熄灭而视野变暗的情况。
另外根据图26(c)的构成,由于保证第1开关SW1和第2开关SW2的一者为导通,因此能够抑制过电压状态,也能够抑制过电流。
图27是作为车辆用灯具400的一个示例的光源模块的立体图。第1半导体光源101、第2半导体光源102、第3半导体光源103沿一个方向排列而安装在散热板146上。第1半导体光源101、第2半导体光源102、第3半导体光源103的顺序没有特别限定。另外,也可以将三个第1半导体光源101~第3半导体光源103配置为成为三角形的顶点。
在印刷基板142上安装有点亮电路500的构成部件及连接器144。连接器144包括3个端子、即输入端子VIN、切换端子SEL、以及接地端子GND。印刷基板142的布线经由键合线与第1半导体光源101~第3半导体光源103的电极连接。此外,也可以是,省略印刷基板142,将点亮电路500的构成部件及连接器144直接安装在散热板146上。另外,在本实施方式中,由于车辆用灯具400的发热减少,因此能够采用薄的散热板146,但也可以替代薄的散热板146而使用厚的散热器。连接器144并不限定于所安装的连接器,也可以是卡缘连接器等其他类型。
透镜模块150包括第1透镜151、第2透镜152、以及第3透镜153。第1透镜151接受第1半导体光源101的出射光束,并投影到近光扩散区域A1。第2透镜152接受第2半导体光源102的出射光束,并投影到近光聚光区域A2。第3透镜153接受第3半导体光源103的出射光束,并投影到远光区域A3。
接下来,说明与实施方式5相关的变形例。
(变形例5.1)
图28是变形例5.1的车辆用灯具400A的框图。在本变形例中,第2恒流驱动器230A由从切换端子SEL接受电源供给的恒流源232构成。在第2点亮模式中切换信号VSEL成为高电平时,恒流源232为导通,第2驱动电流IOUT2被供给至第2半导体光源102。
根据本变形例,可得到与图23的车辆用灯具400同样的效果。
(变形例5.2)
图29是变形例5.2的车辆用灯具400B的框图。在本变形例中,第2恒流驱动器230B由从输入端子VIN接受电源供给的带使能的恒流源234构成。向该恒流源234的使能端子EN输入切换信号VSEL,在第2点亮模式中切换信号VSEL成为高电平时,恒流源234为导通,第2驱动电流IOUT2被供给至第2半导体光源102。
根据该车辆用灯具400B,在第2点亮模式中,能够防止第2半导体光源102的照射区域显著变暗。
此外,在车辆用灯具400B中,由于切换端子SEL为高阻抗,因此在第2点亮模式期间,接点电流几乎不流动。因此,为了防止连接器端子的氧化,需要单独追加流过接点电流的构成。反过来说,如图23那样,从切换端子SEL供给第2恒流驱动器230的电源电压的构成,换言之,从切换端子SEL供给第2驱动电流IOUT2的构成,在第2点亮模式期间,由于第2恒流驱动器230的动作电流作为接点电流持续流动,因此不需要用于防止连接器端子的氧化的追加的构成。
(变形例5.3)
第2开关SW2与第3半导体光源103的位置也可以互换。
(变形例5.4)
能够置换双极型晶体管与MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)。在这种情况下,将基极、集电极、发射极替换为栅极、漏极、源极即可。另外,也可以将NPN型(N沟道)置换为PNP型(P沟道)。
(变形例5.5)
图30是变形例5.5的车辆用灯具400C的框图。在本变形例中,第1半导体光源101~第3半导体光源103的配置与此前为高低反相的关系。即,在图19、图23、图28、图29中,第1节点n1为高电位侧,第3节点n3为接地侧,但在图30中,第1节点n1被配置为接地侧,第3节点n3被配置为高电位侧。除此之外,与图28的车辆用灯具400A相同。
在本变形例中,以下这点与图28不同:在第2点亮模式中,第2恒流驱动器230A生成的电流IOUT2不仅流过第2半导体光源102,也流过第1半导体光源101。
(变形例5.6)
图31是变形例5.6的车辆用灯具400D的框图。在本变形例中也是,第1节点n1被配置为接地侧、第3节点n3被配置为高电位侧。除此之外,与图29的车辆用灯具400B相同。
在本变形例中,以下这点与图29不同:在第2点亮模式中,第2恒流驱动器230A生成的电流IOUT2不仅流过第2半导体光源102,也流过第1半导体光源101。
(变形例5.7)
图32是变形例5.7的车辆用灯具400H的框图。在本变形例中也是,第1节点n1被配置为接地侧,第3节点n3被配置为高电位侧。
第2恒流驱动器230H与第1开关SW1并联连接。切换电路220在第1点亮模式中使第1开关SW导通、使第2开关SW2截止,在第2点亮模式中使第1开关SW1截止、使第2开关SW2导通。
第2恒流驱动器230H在切换端子SEL为第1状态时为禁用,在切换端子SEL为第2状态时成为使能状态,生成第2驱动电流IOUT2。
(实施方式6)
图33是实施方式6的车辆用灯具400E的框图。点亮电路500E包括:第1恒流驱动器210、切换电路220、第2恒流驱动器230E、以及第2开关SW2。
第2恒流驱动器230E连接于第1路径上的第2半导体光源102与第3节点n3之间。第2恒流驱动器230E被构成为能够切换生成比第1驱动电流IOUT1少的第2驱动电流IOUT2的恒流状态和全导通状态。全导通状态是阻抗非常小的状态,与第1开关SW1的导通状态对应。
切换电路220在切换端子SEL为第1状态时,使第2恒流驱动器230E为全导通状态、使第2开关SW2截止。切换电路220在切换端子SEL为第2状态时,使第2恒流驱动器230E为恒流状态、使第2开关SW2导通。
根据实施方式6,与实施方式5同样,在第1点亮模式中能够通过第1驱动电流IOUT1而使第1半导体光源101和第2半导体光源102明亮地发光。另外,在第2点亮模式中,能够通过第1驱动电流IOUT1而使第1半导体光源101和第3半导体光源103明亮地发光,并能够通过第2驱动电流IOUT2而使第2半导体光源102比第1点亮模式暗地发光。
图34是表示图33的车辆用灯具400E的具体构成例的电路图。第2恒流驱动器230E包括:第1晶体管M31、第1电阻R31、反馈电路240以及二极管D31。第1晶体管M31和第1电阻R31在第2半导体光源102与第3节点n3之间依次串联连接。反馈电路240以第1电阻R31的电压降VR31接近目标电压VREF的方式控制第1晶体管M31的控制端子(栅极)的电压。反馈电路240包括运算放大器OA31和电阻R32。二极管D31的阴极与第1晶体管M31的栅极连接,向二极管D31的阳极输入反转使能信号ENB。
切换电路220根据切换端子SEL的状态控制第2开关SW2和第2恒流驱动器230E。在本示例中,在切换端子SEL为第1状态(高阻抗、低电平)时,切换电路220输出高电平的反转使能信号ENB,向第2开关SW2的栅极输出低电平。在切换端子SEL为第2状态(高电平)时,切换电路220输出低电平的反转使能信号ENB,向第2开关SW2的栅极输出高电平。切换电路220包括逆变器222。
在切换端子SEL为第1状态时,向第2恒流驱动器230E输入高电平的反转使能信号EN。在反转使能信号EN为高电平时,第1晶体管M31的栅极被固定为高电平,反馈电路240被无效化。此时,第1晶体管M31、即第2恒流驱动器230E成为全导通状态。另外,第2开关SW2为截止。因此成为第1点亮模式。
在切换端子SEL为第2状态时,向第2恒流驱动器230E输入低电平的反转使能信号EN。此时,反馈电路240为有效,第2恒流驱动器230E成为恒流状态。在恒流状态下,第2驱动电流IOUT2被稳定化为IOUT2=VREF/R31。此时,第2开关SW2为导通。因此成为第2点亮模式。
说明与实施方式6相关的变形例。
(变形例6.1)
图35是变形例6.1的车辆用灯具400G的电路图。该车辆用灯具400G可以理解为将图33的第2恒流驱动器230E分割为第2恒流驱动器230G和第1开关SW1的构成。
(变形例6.2)
第1恒流驱动器210也可以在第2点亮模式中使第1驱动电流IOUT1比第1点亮模式增加。
(变形例6.3)
在实施方式6中,也可以像实施方式5的变形例5.5(图28)或变形例5.6(图29)所说明的那样,将第1半导体光源101~第3半导体光源103高低反相地配置。
(实施方式7)
图36是实施方式7的车辆用灯具400F的框图。开关控制电路260在切换端子SEL为第1状态(低电平、高阻抗)时,使第1开关SW1导通、使第2开关SW2截止。另外,开关控制电路260在切换端子SEL为第2状态(高电平)时,根据比50%低的第1占空比周期d1的脉冲信号Spwm对第1开关SW1进行开关,根据脉冲信号Spwm的互补信号SpwmB对第2开关SW2进行开关。
开关控制电路260包括脉宽调制器262和逆变器264。脉宽调制器262在切换端子SEL为第1状态(低电平、高阻抗)时,输出高电平,在切换端子SEL为第2状态(高电平)时,输出脉冲信号Spwm。脉宽调制器262的输出被供给至第1开关SW1,另外,通过逆变器264而被反转,被供给至第2开关SW2。
图37是表示图36的车辆用灯具400F的具体构成例的电路图。第1开关SW1和第2开关SW2是N沟道晶体管M41、M42。
脉宽调制器262包括电压发生器266、比较器COMP1、以及振荡器268。电压发生器266在第1状态下生成0V,在第2状态下生成具有规定电平的电压Vd。振荡器268生成斜波或三角波的周期信号VRAMP。比较器COMP1将电压Vd和周期信号VRAMP进行比较。
在第1状态下,比较器COMP1的输出被固定为高电平。在第2状态下,比较器COMP1的输出成为具有与电压Vd相应的占空比周期d1的脉冲信号Spwm。
电压发生器266包括电阻R41~R43、晶体管Q41、Q42。在切换端子SEL为第1状态(低电平、高阻抗)时,晶体管Q42为截止、晶体管Q41为导通。由此,电压Vd成为0V。在切换端子SEL为第2状态(高电平)时,晶体管Q42为导通、晶体管Q41为截止。由此,电压Vd成为通过电阻R41、R42将电源电压Vcc进行分压后的电压。
说明图36、图37的车辆用灯具400F的动作。若切换端子SEL为第1状态(低电平),则第1开关SW1为导通、第2开关SW2为截止。因此,第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1流过第1半导体光源101和第2半导体光源102,成为第1点亮模式。
若切换端子SEL为第1状态(低电平),则开关控制电路260生成具有比50%小的占空比周期d1的脉冲信号Spwm,驱动晶体管M41。另外,晶体管M42由脉冲信号Spwm的反转信号驱动。第1恒流驱动器210生成的第1驱动电流IOUT1在流过第1半导体光源101后,在Tp×d1期间流过第2半导体光源102,在Tp×(1-d1)期间流过第3半导体光源103。Tp是脉冲信号Spwm的周期。由于d1<50%,因此第2半导体光源102相对较暗地点亮,第3半导体光源103相对明亮地点亮。由此,能够实现第2点亮模式。
说明与实施方式7相关的变形例。
(变形例7.1)
第1恒流驱动器210也可以在第2点亮模式中使第1驱动电流IOUT1比第1点亮模式增加。
(变形例7.2)
在实施方式7中,也可以像实施方式5的变形例5.5(图28)或变形例5.6(图29)所说明的那样,将第1半导体光源101~第3半导体光源103高低反相地配置。
以上,对实施方式进行了说明。本领域技术人员应该理解,该实施方式仅是例示,其各构成要素及各处理过程的组合可以存在各种变形例,并且这样的变形例也可以构成本发明的范围。
[工业可利用性]
本公开能够用于汽车等的照明。
[附图标记说明]
100、400…车辆用灯具,VIN…输入端子,SEL…切换端子,101…第1半导体光源,102…第2半导体光源,103…第3半导体光源,200、500…点亮电路,210…第1恒流驱动器,SW1…第1开关,SW2…第2开关,220…切换电路,230…第2恒流驱动器,240…反馈电路,260…开关控制电路,262…脉宽调制器,264…逆变器。
Claims (20)
1.一种车辆用灯具,其特征在于,包括:
连接于第1节点与第2节点之间的第1半导体光源,
以在所述第2节点与第3节点之间形成第1路径的方式连接的第2半导体光源,
以在所述第2节点与所述第3节点之间形成与所述第1路径并联的第2路径的方式连接的第3半导体光源,以及
驱动所述第1半导体光源、所述第2半导体光源以及所述第3半导体光源的点亮电路;
所述点亮电路被构成为能够切换第1点亮模式和第2点亮模式,
所述第1点亮模式将所述第1半导体光源和所述第2半导体光源点亮,将所述第3半导体光源熄灭,
所述第2点亮模式将所述第1半导体光源和所述第3半导体光源点亮,将所述第2半导体光源点亮得比所述第1点亮模式暗。
2.如权利要求1所述的车辆用灯具,其特征在于,还包括:
接受兼作点亮指示的电源电压的输入端子,以及
切换端子,其被从外部控制为在所述第1点亮模式中成为第1状态,在所述第2点亮模式中成为第2状态;
所述点亮电路包括:
输出节点与所述第1节点连接,在所述输入端子被供给所述电源电压时,输出第1驱动电流的第1恒流驱动器,
连接于所述第1路径上的所述第2节点与所述第2半导体光源之间的第1开关,
在所述第2路径上与所述第3半导体光源串联连接的第2开关,
切换电路,其在所述切换端子为所述第1状态时,使所述第1开关导通、使所述第2开关截止,在所述切换端子为所述第2状态时,使所述第1开关截止、使所述第2开关导通,以及
第2恒流驱动器,其在所述切换端子为所述第2状态时,向连接所述第2半导体光源和所述第1开关的中间节点供给比所述第1驱动电流少的第2驱动电流。
3.如权利要求2所述的车辆用灯具,其特征在于,
所述第2恒流驱动器包括设于所述切换端子与所述中间节点之间的限流电阻。
4.如权利要求3所述的车辆用灯具,其特征在于,
所述第2恒流驱动器还包括在所述切换端子与所述中间节点之间与所述限流电阻串联设置的二极管。
5.如权利要求2至4的任意一项所述的车辆用灯具,其特征在于,
所述第2驱动电流经由所述切换端子而流动。
6.如权利要求5所述的车辆用灯具,其特征在于,
所述第2驱动电流大于10mA。
7.如权利要求2至6的任意一项所述的车辆用灯具,其特征在于,
在所述第2状态下,向所述切换端子输入非零的切换电压;
所述第2恒流驱动器在所述第2状态下经由所述切换端子而被供给电力。
8.如权利要求1所述的车辆用灯具,其特征在于,还包括:
接受兼作点亮指示的电源电压的输入端子,以及
切换端子,其被从外部控制为在所述第1点亮模式中成为第1状态,在所述第2点亮模式中成为第2状态;
所述点亮电路包括:
第1恒流驱动器,其输出节点与所述第1节点连接,在所述输入端子被供给所述电源电压时,输出第1驱动电流,
第2恒流驱动器,其连接于所述第1路径上的所述第2半导体光源与所述第3节点之间,被构成为能够切换生成比所述第1驱动电流少的第2驱动电流的恒流状态和全导通状态,
在所述第2路径上与所述第3半导体光源串联连接的第2开关,以及
切换电路,其在所述切换端子为所述第1状态时,使所述第2恒流驱动器为所述全导通状态、使所述第2开关截止,在所述切换端子为所述第2状态时,使所述第2恒流驱动器为所述恒流状态、使所述第2开关导通。
9.如权利要求8所述的车辆用灯具,其特征在于,
所述第2恒流驱动器包括:
在所述第1路径上的所述第2半导体光源与所述第3节点之间依次串联连接的第1晶体管和第1电阻,以及
反馈电路,其在所述切换端子为所述第2状态时成为有效,以所述第1电阻的电压降接近目标电压的方式控制所述第1晶体管的控制端子的电压。
10.如权利要求1所述的车辆用灯具,其特征在于,还包括:
接受兼作点亮指示的电源电压的输入端子,以及
切换端子,其被从外部控制为在所述第1点亮模式中成为第1状态,在所述第2点亮模式中成为第2状态;
所述点亮电路包括:
输出节点与所述第1节点连接,在所述输入端子被供给所述电源电压时,输出第1驱动电流的第1恒流驱动器,
在所述第1路径上与所述第2半导体光源串联连接的第1开关,
在所述第2路径上与所述第3半导体光源串联连接的第2开关,以及
开关控制电路,其在所述切换端子为所述第1状态时,使所述第1开关导通、使所述第2开关截止,在所述切换端子为所述第2状态时,根据比50%低的第1占空比周期的脉冲信号对所述第1开关进行开关,根据所述脉冲信号的互补信号对所述第2开关进行开关。
11.如权利要求8至10的任意一项所述的车辆用灯具,其特征在于,
所述第1恒流驱动器在所述第2点亮模式中使所述第1驱动电流比所述第1点亮模式增加。
12.如权利要求2至11的任意一项所述的车辆用灯具,其特征在于,
被插入有在切换所述第1点亮模式和所述第2点亮模式时所述第1开关和所述第2开关同时导通的期间。
13.如权利要求1至12的任意一项所述的车辆用灯具,其特征在于,
所述第1半导体光源的出射光形成上端缘成为水平明暗截止线的配光图案;
所述第2半导体光源的出射光形成上端缘成为倾斜明暗截止线的配光图案;
所述第3半导体光源的出射光形成远光用的配光图案。
14.一种车辆用灯具,其特征在于,包括:
连接于第1节点与第2节点之间的第1半导体光源,
以在所述第2节点与第3节点之间形成第1路径的方式连接的第2半导体光源,
以在所述第2节点与所述第3节点之间形成与所述第1路径并联的第2路径的方式连接的第3半导体光源,
点亮电路,其接受电源电压,在第1点亮模式中将所述第1半导体光源和所述第2半导体光源点亮,在所述第2点亮模式中将所述第1半导体光源和所述第3半导体光源点亮,以及
旁路电路,其包括设于所述第2节点与所述第3节点之间,在所述电源电压低于规定的第1阈值时导通的旁路开关。
15.如权利要求14所述的车辆用灯具,其特征在于,
所述旁路开关在所述电源电压超过比所述第1阈值高的第2阈值时截止。
16.如权利要求14或15所述的车辆用灯具,其特征在于,
所述第1半导体光源的出射光形成上端缘成为水平明暗截止线的配光图案;
所述第2半导体光源的出射光形成上端缘成为倾斜明暗截止线的配光图案;
所述第3半导体光源的出射光形成远光用的配光图案。
17.如权利要求14至16的任意一项所述的车辆用灯具,其特征在于,
在所述第2点亮模式中,所述点亮电路将所述第2半导体光源点亮得比所述第1点亮模式暗。
18.如权利要求14至17的任意一项所述的车辆用灯具,其特征在于,还包括:
接受兼作点亮指示的电源电压的输入端子,以及
切换端子,其被从外部控制为在所述第1点亮模式中成为第1状态,在所述第2点亮模式中成为第2状态;
所述点亮电路包括:
输出节点与所述第1节点连接,在所述输入端子被供给所述电源电压时,输出第1驱动电流的第1恒流驱动器,
连接于所述第1路径上的所述第2节点与所述第2半导体光源之间的第1开关,
在所述第2路径上与所述第3半导体光源串联连接的第2开关,
切换电路,其在所述切换端子为所述第1状态时,使所述第1开关导通、使所述第2开关截止,在所述切换端子为所述第2状态时,使所述第1开关截止、使所述第2开关导通,以及
第2恒流驱动器,其在所述切换端子为所述第2状态时,向连接所述第2半导体光源和所述第1开关的中间节点供给比所述第1驱动电流少的第2驱动电流。
19.如权利要求14至17的任意一项所述的车辆用灯具,其特征在于,还包括:
接受兼作点亮指示的电源电压的输入端子,以及
切换端子,其被从外部控制为在所述第1点亮模式中成为第1状态,在所述第2点亮模式中成为第2状态;
所述点亮电路包括:
第1恒流驱动器,其输出节点与所述第1节点连接,在所述输入端子被供给所述电源电压时,输出第1驱动电流,
第2恒流驱动器,其连接于所述第1路径上的所述第2半导体光源与所述第3节点之间,被构成为能够切换生成比所述第1驱动电流少的第2驱动电流的恒流状态和全导通状态,
在所述第2路径上与所述第3半导体光源串联连接的第2开关,以及
切换电路,其在所述切换端子为所述第1状态时,使所述第2恒流驱动器为所述全导通状态、使所述第2开关截止,在所述切换端子为所述第2状态时,使所述第2恒流驱动器为所述恒流状态、使所述第2开关导通。
20.如权利要求14至17的任意一项所述的车辆用灯具,其特征在于,还包括:
接受兼作点亮指示的电源电压的输入端子,以及
切换端子,其被从外部控制为在所述第1点亮模式中成为第1状态,在所述第2点亮模式中成为第2状态;
所述点亮电路包括:
输出节点与所述第1节点连接,在所述输入端子被供给所述电源电压时,输出第1驱动电流的第1恒流驱动器,
在所述第1路径上与所述第2半导体光源串联连接的第1开关,
在所述第2路径上与所述第3半导体光源串联连接的第2开关,以及
开关控制电路,其在所述切换端子为所述第1状态时,使所述第1开关导通、使所述第2开关截止,在所述切换端子为所述第2状态时,根据比50%低的第1占空比周期的脉冲信号对所述第1开关进行开关,根据所述脉冲信号的互补信号对所述第2开关进行开关。
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