-
Die
vorliegende Anmeldung beansprucht ausländische Priorität basierend
auf der japanischen Patentanmeldung Nr. P.2004-292161, eingereicht am 5. Oktober 2004,
deren Inhalt hierin durch Verweis einbezogen wird.
-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
<GEBIET DER ERFINDUNG>
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungssteuerschaltung
für Fahrzeuglampen,
und bezieht sich insbesondere auf eine Beleuchtungssteuerschaltung
für Fahrzeuglampen,
die die Beleuchtung einer Halbleiterlichtquelle steuert, die durch
eine Halbleiterlichtemissionseinrichtung gebildet wird.
-
Es
gibt eine Fahrzeuglampe, worin eine Halbleiterlichtemissionseinrichtung,
wie etwa LEDs (Lichtemissionsdioden) als Lichtquellen eingesetzt wird.
Eine Beleuchtungssteuerschaltung zum Steuern der Beleuchtung von
LEDs ist an der Fahrzeuglampe montiert.
-
In
der Beleuchtungssteuerschaltung setzt ein Typ einer Beleuchtungssteuerschaltung
einen Schaltregler zum Steuern von Spannungen, die zu LEDs auszugeben
sind, basierend auf dem Strom ein, der den LEDs zugeführt wird.
Selbst wenn eine Vielzahl von LEDs in Reihe oder parallel mit dem Schaltregler
verbunden sind, kann der Schaltregler die Ausgangsspannung so steuern,
dass ein bestimmter Strom den einzelnen LEDs zugeführt werden
kann.
-
Wenn
jedoch der Ausgang des Schaltreglers kurzgeschlossen ist, oder durch
einen Erdschluss arbeitsunfähig
ist, wird dem Schaltregler eine erhöhte Last auferlegt, der versagen
wird, falls die Leistungslast übermäßig wird.
Falls des weiteren die Ausgangsseite des Schaltreglers wegen einer
Trennung geöffnet
ist, wird die Ausgangsspannung stark ansteigen, wenn der Schaltregler
z.B. ein Rückführungstyp
ist.
-
Deshalb
offenbart JP-A-2004-134147 einen Schaltregler, in dem eine Ausgangsspannung
abgesenkt wird, wenn eine Anomalie auf einer Ausgangsseite des Schaltreglers
erfasst wird.
-
In
der Lampe von JP-A-2004-134147 ist eine Vielzahl von LED-Blöcken, wobei
eine Vielzahl von LEDs in Reihe verbunden ist, parallel auf der
Ausgangsseite eines Schaltreglers verbunden. Die einzelnen LED-Blöcke und
der Schaltregler sind über
einen Nebenschlusswiderstand verbunden, und die Ausgangsspannung
wird gesteuert, sodass ein vorbestimmter Strom durch den Nebenschlusswiderstand
fließt,
und sodass die Ausgangsspannung abgesenkt wird, wenn eine Anomalie
auftritt. Selbst wenn ein Fehler auftritt, der einen Teil der LEDs
beeinflusst, ist der Rest der LEDs geschützt und in einem normalen Zustand.
Diese Anordnung kann jedoch nicht immer den einzelnen LED-Blöcken einen vorbestimmter
Strom ausreichend zuführen.
Da der Strom, der jedem LED-Block zugeführt wird, nicht überwacht
wird, heißt
das, dass diese Anordnung einen vorbestimmter Strom nicht allen
LED-Blöcken adäquat und
konsistent zuführen
kann, selbst wenn alle LED-Blöcke
in dem normalen Zustand sind.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Eine
oder mehr Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sehen eine Beleuchtungssteuerschaltung
vor, in der normale Halbleiterlichtquellen geschützt sind, wenn eine Anomalie
entweder in einer spezifischen Halbleiterlichtquelle oder in einer Schaltung,
die mit der Halbleiterlichtquelle in Verbindung steht, während eines
Prozesses auftritt, in dem ein vorbestimmter Strom einer Vielzahl
von Halbleiterlichtquellen zugeführt
wird, die parallel verbunden sind.
-
In Übereinstimmung
mit einer oder mehr Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungssteuerschaltung
für eine
Fahrzeuglampe versehen mit:
einer Vielzahl von seriellen Reglern,
enthaltend:
eine Vielzahl von Stromerfassungseinrichtungen zum
Erfassen eines Stroms, der einer Vielzahl von Halbleiterlichtquellen
zugeführt
wird, die parallel verbunden sind;
eine Vielzahl von Schalteinrichtungen,
die mit den Halbleiterlichtquellen in Reihe verbunden sind; und
eine
Vielzahl von Komparatoren zum Vergleichen von Strömen, die
durch die Stromerfassungseinrichtungen erfasst werden, mit einem
vorbestimmter Wert, und zum Steuern der EIN-/AUS-Operationen der
Schalteinrichtungen in Übereinstimmung
mit den Vergleichsergebnissen;
einem Schaltregler zum Zuführen eines
Stroms zu der Vielzahl von Halbleiterlichtquellen als Lichtemissionsenergie durch
Einsetzen einer Spannung, die von einer Leistungsquelle empfangen
wird als Lichtemissionsenergie für
die Vielzahl von Halbleiterlichtquellen, und zum Abstimmen einer
Spannung, die zu der Halbleiterlichtquelle auszugeben ist, zu dem
Maximum in Übereinstimmung
mit Zuständen
der seriellen Regler; und
einer Vielzahl von Schutzsteuervorrichtungen
zum Einstellen der Zustände
der Schalteinrichtungen zu einem sicheren Zustand als Reaktion auf
eine Spannung, die an die Schalteinrichtungen angelegt wird, oder
auf Anomalien, die als ein Ergebnis eines Vergleichs erfasst werden,
der durch die Komparatoren durchgeführt wird.
-
In
der Beleuchtungssteuerschaltung überwacht
der Schaltregler die Spannung, die zu den Halbleiterlichtquellen
auszugeben ist, und setzt die Zustände der Halbleiterlichtquellen
zu sicheren Zuständen
auf die Erfassung eines anomalen Abfalls in der Ausgangsspannung
hin.
-
Unter
der Steuerung des seriellen Reglers wird ein vorbestimmter Strom
vielen parallel verbundenen Halbleiterlichtquellen zugeführt. Während eines
Prozesses, worin der Schaltregler, in Übereinstimmung mit den Stromzuständen der
seriellen Regler, zu dem Maximum die Spannung abstimmt, die zu den
Halbleiterlichtquellen beim Auftreten einer Anomalie in einer Spannung,
die an die Schalteinrichtungen angelegt wird, oder bei dem Empfang
der Vergleichsergebnisse, die durch die Komparatoren erhalten werden,
z.B. wenn eine spezifische Halbleiterlichtquelle, oder eine Schaltung,
die mit der Halbleiterlichtquelle in Verbindung steht, getrennt
(geöffnet) wird
und die Spannung, die durch den entsprechenden Komparator erhalten
wird, wie durch die Vergleichsergebnisse angezeigt, erhöht wird,
oder wenn eine spezifische Halbleiterlichtquelle kurzgeschlossen
ist oder eine Spannung, die an die Halblei tereinrichtung anzulegen
ist, wegen Kriechverlust angehoben wird, wird der Zustand der Schalteinrichtung,
worin die Anomalie aufgetreten ist, zu dem sicheren Zustand gesetzt,
z.B. wird der Betrieb der Schalteinrichtung gestoppt. Wenn die Ausgangsspannung
des Schaltreglers anomal abfällt,
z.B. wenn die Ausgangsseite des Schaltreglers wegen einem Erdschluss
auf der Anodenseite einer Halbleiterlichtquelle kurzgeschlossen
ist und der Betriebszustand des Schaltreglers in dem sicheren Zustand
gesteuert wird, wird des weiteren der Betrieb des Schaltreglers gestoppt.
Deshalb kann gemäß dieser
Anordnung ein vorbestimmter Strom den normalen Halbleiterlichtquellen
stets zugeführt
werden, und wenn eine Anomalie in einer spezifischen Halbleiterlichtquelle oder
in einer Schaltung, die mit dieser Lichtquelle in Verbindung steht,
auftritt, können
die verbleibenden normalen Halbleiterlichtquellen geschützt werden.
-
Wie
aus dieser Erläuterung
offensichtlich ist, kann ein vorbestimmter Strom normalen Halbleiterlichtquellen
konsistent zugeführt
werden, und wenn eine Anomalie in einer der Halbleiterlichtquellen, oder
in einer zugehörigen
Schaltung, auftritt, können die
verbleibenden normalen Halbleiterlichtquellen geschützt werden.
-
In Übereinstimmung
mit einer oder mehr Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können,
in der Beleuchtungssteuerschaltung, als Widerstandseinrichtungen,
die Stromerfassungseinrichtungen der seriellen Regler in Reihe mit
den Schalteinrichtungen zu den Halbleiterlichtquellen verbunden sein.
Spannungsabfallwerte für
die Stromerfassungseinrichtungen können größer als ein Bereich für eine Differenz
in den Durchlassspannungen der Vielzahl von Schalteinrichtungen
gesetzt sein. Der Betriebszustand des Schaltreglers kann zu dem
sicheren Zustand gesetzt werden, wenn eine Bedingung existiert,
worin die Vergleichsergebnisse, die durch die ganze Vielzahl von
Komparatoren erhalten werden, eine Anomalie anzeigen.
-
Als
Widerstandseinrichtungen sind die Stromerfassungseinrichtungen der
einzelnen seriellen Regler mit den Schalteinrichtungen zu den Halbleiterlichtquellen
verbunden, und die Widerstände
der Stromerfassungseinrichtungen sind so eingestellt, dass die Spannungsabfallwerte
der Stromerfassungseinrichtungen größer als der Bereich der Differenz
in den Durchlassspannungen der Schalteinrichtungen sind. In dieser
Anordnung wird angenommen, dass ein Erdschluss in der Katode einer
spezifischen Halbleiterlichtquelle aufgetreten ist und dass der
entsprechende serielle Regler durch den Erdschluss überbrückt wird,
als eine Beispielschaltungsanomalie, die mit einer spezifischen
Halbleiterlichtquelle in Verbindung steht. Selbst wenn in diesem
Fall der Erdschluss auf der Katodenseite der Halbleiterlichtquelle
aufgetreten ist, wo die Differenz in der Durchlassspannung die größte ist,
wird die Ausgangsspannung des Schaltreglers in der Durchlassspannung der
Halbleiterlichtquelle, worin der Erdschluss aufgetreten ist, geklemmt.
Deshalb wird eine Differenzspannung (eine Spannung gleich oder kleiner
der Durchlassspannung) zwischen der Durchlassspannung der Halbleiterlichtquelle,
worin der Erdschluss aufgetreten ist, und dem Spannungsabfall der
Stromerfassungseinrichtung zu den anderen Halbleiterlichtquellen
angelegt, worin kein Erdschluss aufgetreten ist. Außerdem wird
den Halbleiterlichtquellen, worin ein Erdschluss nicht aufgetreten
ist, ein Strom nicht zugeführt.
Als ein Ergebnis geben die Komparatoren des seriellen Reglers kontinuierlich
die Vergleichsergebnisse zu den Schalteinrichtungen aus, um den
vorbestimmten Strom den einzelnen Lasten zuzuführen, selbst wenn der erfasste
Strom Null ist. Dann zeigen die Vergleichsergebnisse aller Komparatoren
an, dass die Anomalie aufgetreten ist, d.h. eine hohe Spannung,
und der Betriebszustand des Schaltreglers wird zu einem sicheren
Zustand geändert,
z.B. wird der Betrieb des Schaltreglers gestoppt. Auf diese Art
und Weise können
die normalen Halbleiterlichtquellen geschützt werden.
-
Wie
aus dieser Erklärung
offensichtlich ist, können,
selbst wenn ein Erdschluss in der Katode einer spezifischen Halbleiterlichtquelle
auftritt, die anderen normalen Halbleiterlichtquellen geschützt werden.
-
In Übereinstimmung
mit einer oder mehr Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann die Beleuchtungssteuerschaltung
ferner mit einer Operationsstoppinstruktionseinheit versehen sein, zum Überwachen
einer Schutzsteueroperation, die durch die Vielzahl von Schutzsteuervorrichtungen durchgeführt wird,
und zum Ausgeben einer Operationsstoppinstruktion zu dem Schaltregler,
wenn die Zahl der Schutzsteuervorrichtungen, die die Schutzsteueroperation
durchgeführt
haben, eine vorbestimmte Zahl erreicht hat.
-
Die
Schutzsteueroperation, die durch die Vielzahl von Schutzsteuervorrichtungen
durchgeführt wird,
die den Betriebszustand der Schalteinrichtungen zu dem sicheren
Zustand setzen, wird überwacht,
und es wird eine Operationsstoppinstruktion zu dem Schaltregler
ausgegeben, wenn die Zahl von Schutzsteuervorrichtungen, die die
Schutzoperation durchgeführt
haben, die vorbestimmte Zahl erreicht hat. Mit dieser Anordnung
können
alle Halbleiterlichtquellen ausgeschaltet werden, um einen Fahrer
zu zwingen, einen anomalen Abschnitt zu reparieren, sodass eine
Störung
von sicherem Fahren verhindert werden kann.
-
Wie
aus dieser Erklärung
offensichtlich ist, können
alle Halbleiterlichtquellen ausgeschaltet werden, um einen Fahrer
zu zwingen, einen anomalen Abschnitt zu reparieren, sodass eine
Störung
von sicherem Fahren verhindert werden kann.
-
In Übereinstimmung
mit einer oder mehr Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann die Beleuchtungssteuerschaltung
ferner mit einer Anomalieinformationsausgabeeinheit versehen sein, zum Überwachen
der Schutzsteueroperation, die durch die Vielzahl von Schutzsteuervorrichtungen durchgeführt wird,
und zum externen Ausgeben von Anomalieinformation, wenn eine der
Schutzsteuervorrichtungen die Schutzsteueroperation durchführt.
-
Wenn
eine der Schutzsteuervorrichtungen die Schutzsteueroperation durchführt, wird
Anomalieinformation extern ausgegeben, und es wird eine Indikatorlampe,
die z.B. innerhalb eines Fahrzeugs vorgesehen ist, durch die Anomalieinformation
eingeschaltet. Auf diese Art und Weise kann der Fahrer benachrichtigt
werden, dass eine Anomalie in einer Halbleiterlichtquelle aufgetreten
ist.
-
Wie
aus dieser Erklärung
offensichtlich ist, kann, da Anomalieinformation extern ausgegeben wird,
wenn eine von Schutzsteuervorrichtungen eine Schutzsteueroperation
durchführt,
ein Fahrer über das
Auftreten einer Anomalie in einer spezifischen Halbleiterlichtquelle
benachrichtigt werden.
-
Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
und den angefügten
Ansprüchen
offensichtlich sein.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration einer Beleuchtungssteuerschaltung
für eine
Fahrzeuglampe gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
2 ist
ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration einer Beleuchtungssteuerschaltung
für eine
Fahrzeuglampe gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
3 ist
ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration einer Beleuchtungssteuerschaltung
für eine
Fahrzeuglampe gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Es
werden Ausführungsformen
der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist
ein Schaltungsdiagramm, das eine Beleuchtungssteuerschaltung für eine Fahrzeuglampe
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist ein
Schaltungsdiagramm, das eine Beleuchtungssteuerschaltung für eine Fahrzeuglampe
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Und 3 ist ein
Schaltungsdiagramm, das eine Beleuchtungssteuerschaltung für eine Fahrzeuglampe gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
In 1 für die erste
Ausführungsform
enthält,
als eine Komponente einer Fahrzeuglampe (Lichtemissionsvorrichtung)
eine Beleuchtungssteuerschaltung 10: einen Schaltregler 14,
drei serielle Regler 16 und drei Schutzsteuerschaltungen 18,
in Bezug auf drei LEDs 12. Die einzelnen LEDs 12 sind parallel
als Halbleiterlichtquellen verbunden, die durch Halbleiterlichtemissionseinrichtungen
gebildet werden, und sind in Reihe mit den seriellen Reglern 16 auf
der Ausgangsseite des Schaltreglers 14 verbunden. Es können entweder
LEDs 12, die in Reihe verbunden sind, oder LEDs, die parallel
verbunden sind, eingesetzt und in Reihe mit den einzelnen seriellen
Reglern 16 verbunden werden. Ferner können die LEDs 12 als
Lichtquellen für
verschiedene Typen von Fahrzeuglampen gebildet werden, wie etwa Scheinwerfer,
Bremslichter, Rücklichter,
Nebelscheinwerfer und Blinklichter.
-
Der
Schaltregler 14 enthält
Kondensatoren C1 und C2, einen Umformer T, eine Diode D1, einen NMOS-Transistor 20 und
eine Steuerschaltung 22, während beide Anschlüsse des
Kondensators C1 mit Leistungseingangsanschlüssen 24 und 26 verbunden
sind und beide Anschlüsse
des Kondensators C2 mit Ausgangsanschlüssen 28 und 30 verbunden sind.
Der Leistungseingangsanschluss 24 ist mit dem positiven
Anschluss einer im Fahrzeug montierten Batterie 32 verbunden,
und der Leistungseingangsanschluss 26 ist mit dem negativen
Anschluss der im Fahrzeug montierten Batterie 32 verbunden.
Ferner sind drei serielle Schaltungen, die aus den LEDs 12 und
den seriellen Reglern 16 bestehen, parallel mit den Ausgangsanschlüssen 28 und 30 verbunden.
-
Jeder
der seriellen Regler 16 enthält einen Komparator 34,
einen NMOS-Transistor 36, Widerstände R1 und R2 und eine Bezugsleistungsquelle 38 zum
Generieren einer Bezugsspannung. Der NMOS-Transistor 36 ist,
als eine Schalteinrichtung, zu der LED 12 mit dem Nebenschlusswiderstand
R2 in Reihe verbunden. An Stelle des NMOS-Transistors 36 kann
eine andere Schalteinrichtung eingesetzt werden, und es kann nur
eine Bezugsleistungsquelle 38 gemeinsam durch die seriellen
Regler 16 eingesetzt werden, oder es können, wie in dieser Ausführungsform,
die getrennten Bezugsleistungsquellen 38 für die seriellen
Regler 16 unabhängig
vorgesehen sein. Der Komparator 34 vergleicht eine Bezugsspannung,
die zu dem positiven Eingangsanschluss eingegeben wird, mit einem
Spannungsabfall (ein Spannungsabfall in dem Nebenschlusswiderstand R2),
der zu dem negativen Eingangsanschluss eingegeben wird, generiert eine
Gate-Spannung (Torspannung) (ein Steuersignal) in Übereinstimmung mit
den Vergleichsergebnissen, und legt die Gate-Spannung an das Gate des NMOS-Transistors 36 durch
den Widerstand R1 an, um den NMOS-Transistors 36 ein- oder
auszuschalten, sodass die Zufuhr eines vorbestimmten Stroms zu den einzelnen
LEDs 12 gesteuert wird.
-
Speziell
erfassen, in den einzelnen seriellen Reglern 16, die Nebenschlusswiderstände R2 einen Strom,
der durch die LEDs 12 fließt, und die erfassten Ströme werden
in Spannungen transformiert, während
die so erhaltenen Spannungen mit der vorbestimmten Bezugsspannung
durch die Komparatoren 34 verglichen werden, und in Übereinstimmung
mit den Vergleichsergebnissen werden die EIN-/AUS-Zustände der
NMOS-Transistoren 36 gesteuert und der vorbestimmte Strom
wird den einzelnen LEDs zugeführt.
Die Varianz in den Vf-If-Charakteristika der einzelnen LEDs 12 wird
durch die einzelnen NMOS-Transistoren 36 absorbiert.
-
Des
weiteren sind die Widerstände
der Nebenschlusswiderstände
R2, die als Stromerfassungseinrichtungen dienen, so gesetzt, dass
ihre Spannungsabfälle
im Wert größer sind
als der Bereich der Differenz in den Vfs (Durchlassspannungen) der
LEDs 12 ist. Wenn z.B, die Durchlassspannungen Vf der drei
LEDs 12 7,5V, 7,5V und 8,0V sind, ist die Differenz in
den Durchlassspannungen Vf 0,5V, und die Widerstände der Nebenschlusswiderstände R2 sind
so gesetzt, dass ihre Spannungsabfälle 0,5V überschreiten.
-
Der
Schaltregler 14 schaltet den NMOS-Transistor 20 ein
oder aus in Übereinstimmung
mit einem Schaltsignal, das durch die Steuerschaltung 22 ausgegeben
wird, z.B. in einer Frequenz von mehreren Dutzend bis zu mehreren
Hundert kHz, und transformiert eine Gleichspannung, die zwischen
den Leistungseingangsanschlüssen 24 und 26 angelegt
ist, in eine Wechselspan nung, um die Spannung als Lichtemissionsenergie
für die LEDs 12 zu
verwenden. Die erhaltene Wechselspannung wird durch die Diode D1
und den Kondensator C2 geglättet,
und der geglättete
Gleichstrom wird zu den LEDs 12 übertragen.
-
Des
weiteren überwacht,
in dem Schaltregler 14, entlang Leitung L1, die Steuerschaltung 22 die Spannung,
die zwischen den Ausgangsanschlüssen 28 und 30 ausgegeben
wird. Und um die gesteuerten Zustände der einzelnen seriellen
Regler 16 zurückzukoppeln,
stimmt, basierend auf den Spannungen, die durch die Komparatoren 34 ausgegeben
werden (Spannungen entlang Leitungen L2), der Schaltregler 14 die
Ausgangsspannung zu einer maximalen Spannung ab, die gleich der
höchsten
Spannung der drei seriellen Schaltungen ist, die aus einer LED 12 und
einem seriellen Regler 16 bestehen.
-
In
der Verarbeitung, während
der die seriellen Regler 16 einen vorbestimmten Strom zu
den entsprechenden LEDs zuführen,
sind z.B. die Gate-Spannungen der NMOS-Transistoren 36 auf eine
Schwellenspannung gesetzt, z.B. nahe 2 bis 3V. Wenn zu dieser Zeit
ein Strom, der durch eine der LEDs 12 fließt, kleiner
als der vorbestimmte Strom ist, wird die Gate-Spannung des entsprechenden NMOS-Transistors 36 angehoben.
Und wenn die Gate-Spannung des spezifischen NMOS-Transistors 36 angehoben
ist, steuert die Steuerschaltung 22 den EIN-/AUS-Zustand des NMOS-Transistors 20,
um die Ausgangsspannung des Schaltreglers 14 zu erhöhen. Wenn
die Gate-Spannungen aller NMOS-Transistoren 36 abgesenkt
sind, um sich dem Schwellenspannungspegel anzunähern, wird der EIN-/AUS-Zustand
des NMOS-Transistors 20 so gesteuert, um die Ausgabe des
Schaltreglers 14 zu reduzieren. Somit kann der Schaltregler 14 die
Ausgangsspannung zu einem Spannungspegel abstimmen, nahe dem die
größte Varianz
in der Durchlassspannung Vf von allen drei LEDs 12 vorhanden
ist.
-
Angenommen,
dass die Durchlassspannungen Vf der drei LEDs 12 7,5V,
7,5V und 8,0V sind, wird der Spannungsabfall für die Nebenschlusswiderstände R2 zu
0,5V gesetzt, und es wird ein Strom von 1,0A zu den einzelnen LEDs 12 zugeführt. Da der
Schaltregler 14 die Ausgangsspannung zu einer Spannung
gleich der höchsten
Durchlassspannung Vf der LED 12 abstimmt, ist dann die
Ausgangsspannung des Schaltreglers 14 8,5V. Die Leistungsausgabe
durch den Schaltregler 14 ist 8,5V × 1,0A × drei Spalten = 25,5W, und
die Leistung, die tatsächlich durch
die einzelnen LEDs 12 verbraucht wird, ist 7,5V × 1,0A × zwei Spalten
+ 8,0V × 1,0A
= 23,0W. Deshalb ist die Leistungseffizienz für den Schaltregler 14 ungefähr 90%,
und es gibt einen Leistungsverlust von nur 2,5W. Zu dieser Zeit
ist für
den NMOS-Transistor 36, der mit der LED 12 verbunden
ist, die die Durchlassspannung von 7,5V hat, der Spannungsabfall
zwischen dem Drain und der Source 0,5V, und für den NMOS-Transistor 36,
der mit der LED 12 verbunden ist, die die Durchlassspannung
Vf von 8,0V hat, ist der Spannungsabfall zwischen dem Drain und
der Source 0V, d.h. der NMOS-Transistors 36 ist in nahezu
einem gesättigten
Zustand.
-
In
dem Schaltregler 14 überwacht
die Steuerschaltung 22 ferner die Gate-Spannungen der NMOS-Transistoren 36 entlang
der Leitungen L2, und wenn die Gate-Spannungen aller NMOS-Transistoren 36 anomal
angehoben sind, stoppt sie z.B. die Schaltoperation, um die Operation
des Schaltreglers 14 in dem sicheren Zustand zu steuern.
Wenn ein Erdschluss auf der Katodenseite von einer der LEDs 12 auftritt,
wird speziell der serielle Regler 16, der mit der LED 12 verbunden
ist, durch den Erdschluss überbrückt. D.h.
die Spannung Vf der LED 12, worin der Erdschluss aufgetreten
ist, wird an die anderen zwei LEDs 12 angelegt. Da jedoch
die Spannungsabfälle
der Nebenschlusswiderstände
R2 der einzelnen seriellen Regler 16 auf einen Wert gesetzt sind,
der größer als
der Bereich der Varianz der Durchlassspannungen Vf der LEDs 12 ist,
wird selbst wenn der Erdschluss in der Katode der LED 12 mit der
größten Varianz
der Durchlassspannung Vf auftritt, eine Spannung, die höher als
die Spannung Vf ist, nicht an die anderen zwei LEDs 12 angelegt,
und es kann ein ausreichender Strom diesen zwei LEDs 12 nicht
zugeführt
werden. Da zu dieser Zeit die einzelnen Komparatoren 34 einen
Steuerprozess durchführen,
um einen vorbestimmten Strom den Ziel-NMOS-Transistoren 36 zuzuführen, selbst
wenn ein ausreichender Strom nicht durch diese NMOS-Transistoren 36 fließt, werden
die Gate-Spannungen
allmählich
wegen der Ausgabe der Komparatoren 34 angehoben, und wenn
dieser Zustand fortgesetzt wird, kann der Strom für die LEDs 12 durch die
seriellen Regler 16 nicht gesteuert werden. Wenn ein Erdschluss
in der Katode von einer der LEDs 12 auftritt, und die Gate-Spannungen
aller NMOS-Transistoren 36 anomal
werden, wird deshalb in dieser Ausführungsform die Schaltoperation,
die durch den Schaltregler 14 durchgeführt wird, gestoppt, um die LEDs 12 zu
schützen.
-
Des
weiteren überwacht
in dem Schaltregler 14 die Steuerschaltung 22 die
Ausgangsspannung des Schaltreglers 14 entlang der Leitung
L1. Falls ein Erdschluss in einer Anode in einer der LEDs 12 auftritt,
d.h. falls ein Kurzschluss zwischen den Ausgangsanschlüssen 28 und 30 des
Schaltreglers 14 auftritt, wird dann angenommen, dass die
Ausgangsspannung des Schaltreglers 14 anomal wird. Und wenn
ein anomaler Abfall in der Ausgangsspannung erfasst wird, ändert die
Steuerschaltung 22 die Schaltoperation des Schaltreglers 14 zu
dem sicheren Zustand, stoppt z.B. die Schaltoperation, sodass die LEDs 12 geschützt sind.
-
Die
Schutzsteuerschaltungen 18 sind Schutzsteuermittel, die
die Betriebzustände
der NMOS-Transistoren 3b zu dem sicheren Zustand ändern als
Reaktion auf eine Anomalie in den Gate-Spannungen wegen den Spannungen, die
an die einzelnen LEDs 12 angelegt werden, oder wegen den
Ausgaben der Komparatoren 34, und jede enthält: Zener-Dioden
Z1 und Z2, eine Diode D2, Widerstände R3, R4, R5, R6, R7, R8
und R9, einen Kondensator C3, einen PNP-Transistor 40 und
einen NPN-Transistor 42. Die Katode der Zener-Diode Z1 ist
mit dem Ausgangsanschluss des Komparators 34 verbunden,
die Katode der Zener-Diode Z2 ist mit dem Drain des NMOS-Transistors 36 verbunden,
und die Anode der Diode D2 ist mit dem Gate des NMOS-Transistors 36 verbunden.
-
Jede
der Zener-Dioden Z1 erfasst das Auftreten einer Anomalie in der
Gate-Spannung wegen der Ausgabe des Komparators 34. Unter
einer Bedingung, worin die Zener-Diode Z1 eine Anomalie in der Gate-Spannung
erfasst, wird der Betriebszustand von jedem NMOS-Transistor 36 zu
der sicheren Seite gesetzt. Wenn z.B. die Schaltung (Verdrahtung),
die mit einer LED 12 in Verbindung steht, getrennt wird, oder
das Draht-Bonding der LED 12 getrennt ist, fließt speziell
ein Strom nicht zu dem NMOS-Transistor 36, der mit der
LED 12 in Reihe verbunden ist. Da der Komparator 34 die
Steuerung durchführt,
um dem entsprechenden NMOS-Transistor 36 einen vorbestimmten
Strom zuzuführen,
selbst wenn ein Strom durch den NMOS-Transistor 36 nicht
fließt, wird
jedoch die Gate-Spannung allmählich
wegen der Ausgabe des Komparators 34 angehoben, und der
NMOS-Transistor 36 ist
vollständig
gesättigt
und wird eingeschaltet. Wenn die Gate-Spannung die Zener-Spannung
der Zener-Diode
Z1 überschreitet, wird
ferner wegen der Ausgabe des Komparators 34 ein Zener-Strom
der Zener-Diode Z1 zugeführt
und der Kondensator C3 wird geladen. Der Kondensator C3 funktioniert
als ein Filter um zu verhindern, dass der NPN-Transistor 42 fehlerhaft betrieben
wird, und es werden Ladungen in dem Kondensator C3 in Übereinstimmung
mit einer Zeitkonstante akkumuliert, die durch den Widerstand R4
und den Kondensator C3 definiert ist. Wenn die Spannungen in beiden
Anschlüssen
des Kondensators C3 höher
als die Schwellenspannung des NPN-Transistors 42 ist, wird der
NPN-Transis tor 42 eingeschaltet und das Potenzial in dem
Kollektor des NPN-Transistors 42 wird abgesenkt. Entsprechend
wird der PNP-Transistor 40 eingeschaltet,
es wird ein Strom der Diode D2 zugeführt, die Gate-Spannung des
NMOS-Transistors 36 wird abgesenkt und der NMOS-Transistor 36,
der mit der LED 12 verbunden ist, worin die Anomalie aufgetreten
ist, wird ausgeschaltet.
-
Jede
der Zener-Dioden Z2 überwacht
das Auftreten der Anomalie in einer Spannung, die an den NMOS-Transistor 36 anzulegen
ist, d.h. die Drain-Spannung. Wenn ein Kurzschluss in beiden Anschlüssen der
LED 12 auftritt, oder wenn ein Kriechverlust wegen einem
Fehler der LED 12 auftritt, erfasst die Zener-Diode Z2
eine Anomalie, da die Drain-Spannung angehoben wird. Z.B. ist die
Spannung in beiden Anschlüssen
der LED 12 0V, wenn ein Kurzschluss in beiden Anschlüssen der
LED 12 auftritt, oder ist eine Spannung, die kleiner als
die Durchlassspannung Vf ist, wenn ein Kriechverlust auftritt. Deshalb
wird die Spannung zwischen dem Drain und der Source des NMOS-Transistors 36,
der mit der LED 12 verbunden ist, worin die Anomalie aufgetreten
ist, mehr als normal angehoben. Wenn die Spannung zwischen dem Drain
und der Source höher
als die Zener-Spannung der Zener-Diode Z2 ist, fließt der Zener-Strom
durch die Zener-Diode Z2 und der Kondensator C3 wird geladen. Und
wenn die Spannung in beiden Anschlüssen des Kondensators C3 die
Schwellenspannung für
den NPN-Transistor 42 überschreitet,
werden der NPN-Transistor 42 und der PNP-Transistor 40 eingeschaltet.
Zur gleichen Zeit fließt
ein Strom über
die Diode D2, die Gate-Spannung des NMOS-Transistors 36 wird
abgesenkt und der NMOS-Transistor 36 wird ausgeschaltet.
-
D.h.
wenn eine Verdrahtung, die mit der LED 12 verbunden ist,
getrennt wird, oder die LEDs 12 getrennt wird, kann jede
der Schutzsteuerschaltungen 18 den entsprechenden NMOS-Transistor 36 auszuschalten,
um den Betriebszustand des NMOS-Transistors 36 zu dem sicheren
Zustand zu setzen. Wenn eine Anomalie in einer spezifischen LED 12 oder
in einer Schaltung, die mit der LED 12 in Verbindung steht,
auftritt, werden auf diese Art und Weise die anderen LEDs 12 und
die Schaltungskomponenten der seriellen Reglern 16 geschützt.
-
Wenn
ein Kurzschluss in beiden Anschlüssen
einer spezifischen LED 12 aufgetreten ist oder ein Kriechverlust
wegen einem Fehler in der LED 12 aufgetreten ist, können außerdem die
Schutzsteuerschaltungen 18 die NMOS-Transistoren 36 auszuschalten,
um die Betriebzustände
der NMOS-Transistoren 36 in den sicheren Zustand zu versetzen. Wenn
eine Anomalie in einer spezifischen LED 12 oder in einer
Schaltung, die mit dieser LED 12 in Verbindung steht, auftritt,
werden auf diese Art und Weise die anderen LEDs und die Schaltungskomponenten
der seriellen Regler 16 geschützt.
-
Es
wird nun eine zweite Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben, während auf 2 verwiesen
wird. Gemäß dieser
Ausführungsform
ist zusätzlich
eine Operationsstoppinstruktionsschaltung 44 als Operationsstoppinstruktionsmittel
vorgesehen, das eine Operationsstoppinstruktion zu einem Schaltregler 14 ausgibt,
wenn die Zahl von Schutzsteuerschaltungen 18, die eine
Schutzsteueroperation durchgeführt
haben, eine vorbestimmte Zahl erreicht hat. Der Rest der Konfiguration ist
der gleiche wie die, die in 1 gezeigt
wird.
-
Die
Operationsstoppinstruktionsschaltung 44 enthält Widerstände R10
und R11, einen Komparator 46 und drei Dioden D3 und drei
Widerstände R12,
die jenen der Schutzsteuerschaltungen 18 entsprechen. Die
Katoden der Dioden D3 sind mit den Kollektoren von NPN-Transistoren 42 verbunden,
die Verbindungsstelle der Widerstände R10 und R11 ist mit dem
negativen Eingangsanschluss des Komparators 46 verbunden,
eine Bezugsleistungsquelle zum Generieren einer Bezugsspannung 48 ist mit dem
positiven Eingangsanschluss des Komparators 46 verbunden,
und der Ausgangsanschluss des Komparators 46 ist mit einer
Steuerschaltung 22 verbunden.
-
Wenn
die Schutzsteuerschaltungen 18 die Schutzsteueroperation
initiieren, werden die NPN-Transistoren 42 eingeschaltet
und es wird ein Strom durch die Widerstände R11 und R12, die Dioden
D3 und die NPN-Transistoren 42 zugeführt, und die Potenziale der
negativen Eingangsanschlüsse der
Komparatoren 46 werden abgesenkt, da sich die Zahl der
NPN-Transistoren 42, die eingeschaltet sind, erhöht. Wenn
die Spannungen in den negativen Eingangsanschlüssen der Komparatoren 46 geringer als
die Bezugsspannung sind, werden die Ausgänge der Komparatoren 46 invertiert,
von dem tiefen zu dem hohen Pegel, und es wird eine Operationsstoppinstruktion
zu der Steuerschaltung 22 ausgegeben. D.h. wenn ein Signal
hohen Pegels durch die Komparatoren 46 ausgegeben wird,
nimmt die Steuerschaltung 22 an, dass die Zahl von LEDs 12,
worin eine Anomalie aufgetreten ist, eine vorbestimmte Zahl erreicht
hat und stoppt die Schaltoperation des Schaltreglers 14,
sodass alle LEDs 12 ausgeschaltet werden.
-
Beispielsweise
wird speziell ein Scheinwerfer durch Verwenden vieler LEDs 12 gebildet,
um die Verteilung von Lichtintensität vorzusehen, die für sicheres
Fahren erforderlich ist. Und da wenn die Zahl von versagenden LEDs 12 eine
vorbestimmte Zahl erreicht hat, dies Fahren behindern würde, werden alle
LEDs 12 ausgeschaltet, um einen Fahrer zu zwingen, die
versagenden LEDs 12 zu reparieren.
-
Eine
vorbestimmte Zählung,
in der die Schaltoperation des Schaltreglers 14 zu stoppen
ist, d.h. die Zahl der Schutzsteuerschaltungen 18, die
die Schutzsteueroperation durchführen,
kann in Übereinstimmung
mit der Zahl von LEDs 12 bestimmt werden, und es können auch
Prioritäten
für die
LEDs 12 benannt werden. In diesem Fall kann auch die folgende
Konfiguration eingesetzt werden. Wenn der gleiche Widerstand für alle Widerstände R12
gesetzt ist, sind die Prioritäten
bezüglich
aller LEDs 12 die gleichen. Wenn aber der Widerstand eines
Widerstandes R12 die Hälfte
von dem der anderen Widerstände
R12 ist, ist die Priorität
der Ausgabe der LED 12, die dem Widerstand R12 entspricht,
der die Hälfte des
Widerstands hat, das doppelte der Priorität der anderen LEDs 12.
Für eine
Lichtpunkt- (hot spot) LED 12, die für die Generierung der Verteilung
von Lichtintensität
wichtig ist, wird ferner eine Priorität äquivalent zwei Prioritäten benannt.
Wenn die Operation der Lichtpunkt-LED 12 anomal ist, wird
somit die Schaltoperation des Schaltreglers 14 unverzüglich gestoppt.
-
Außerdem kann
für den
Prozess um zu bestimmen, ob eine vorbestimmte Zahl von Schutzsteuerschaltungen 18,
die die Schutzsteueroperation durchgeführt haben, erreicht wurde,
die vorbestimmte Zahl durch Verwenden der Bezugsspannung der Komparatoren 46 bestimmt
werden.
-
Es
wird nun eine dritte Ausführungsform
der Erfindung erläutert.
Gemäß dieser
Ausführungsform ist
zusätzlich
eine Anomalieinformationsausgabeschaltung 50 als Anomalieinformationsausgabemittel zum Überwachen
von Schutzsteueroperationen, die durch Schutzsteuerschaltungen 18 durchgeführt werden,
vorgesehen, und sie gibt, wenn eine beliebige der Schutzsteuerschaltungen 18 eine
Schutzsteueroperation durchführt,
Anomalieinformation extern aus. Der Rest der Konfiguration ist der
gleiche wie die, die in 2 gezeigt wird.
-
Die
Anomalieinformationsausgabeschaltung 50 enthält einen
Widerstand R13, der mit einer Leistungsquelle verbunden ist, und
drei Dioden D4, die den Schutzsteuerschaltungen 18 entsprechen.
Die Katoden der Dioden D4 sind mit den Kollektoren von NPN-Transistoren 42 verbunden,
und die Verbindungsstelle des Widerstands R13 und der Dioden D4 ist
mit einem externen Verbindungsanschluss 52 verbunden. Der
externe Verbindungsanschluss 52 ist, zum externen Ausgeben
der Anomalieinformation, mit der Leistungsquelle über eine
LED 54, die eine Indikatorlampe ist, die innerhalb eines
Fahrzeugs installiert ist, und einen Widerstand R14 verbunden.
-
Wenn
eine der Schutzsteuerschaltungen 18 eine Schutzsteueroperation
durchführt
und der NPN-Transistor 42 eingeschaltet wird, fließt ein Strom
durch den Widerstand R13, eine Diode D4 und einen NPN-Transistor 42 und
wird der LED 54, die eine Indikatorlampe ist, zugeführt und
schaltet sie ein.
-
Wenn
in dieser Ausführungsform
eine der Schutzsteuerschaltungen 18 eine Schutzsteueroperation
durchführt
und ein NPN-Transistor 42 eingeschaltet
wird, fließt
ein Strom durch den Widerstand R13, eine Diode D4 und den NPN-Widerstand 42, und
die LED 54 wird eingeschaltet, um Anomalieinformation extern
auszugeben, sodass ein Fahrer benachrichtigt werden kann, dass eine
Anomalie in einer der LEDs 12 aufgetreten ist.
-
Einem
Fachmann wird offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen
und Variationen an den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Geist oder Bereich
der Erfindung durchgeführt
werden können.
Somit ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle Modifikationen
und Variationen dieser Erfindung abdeckt, die mit dem Bereich der
angefügten
Ansprüche
und ihrer Entsprechungen konsistent sind.