JP2005029019A

JP2005029019A - Constant current driving circuit of electronic light emitting element and electronic light emitting element driving circuit of lighting fixture for vehicle

Info

Publication number: JP2005029019A
Application number: JP2003196670A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ishii; 智石井
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2005-02-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To drive an electronic light emitting element by two kinds of luminous flux amount without dispersion without using resistors corresponding to dispersion of forward direction voltage of two kinds of electronic light emitting elements. <P>SOLUTION: This constant current driving circuit is provided with a potential difference generation part 60 provided to generate a potential difference between a first terminal a2 and a second terminal and to switch first and second resistance elements R1 and R2 having resistance values different each other between the first terminal a2 and the second terminal, and control parts 19, 30 and 40 connected to the electronic light emitting elements 10 to control the potential difference between the first terminal and the second terminal in the potential difference generation part 60 to be equal to reference potential Vref. In the constant current driving circuit, the electronic light emitting element is connected to the potential difference generation part 60 in series. When the first signal is inputted, the potential difference generation part 60 is switched to the first resistance element R1. When a second signal is inputted, the potential difference generation part 60 is switched to the second resistance element R2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子発光素子の定電流駆動回路及び車両用灯具の電子発光素子駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両の後部に設けられるリアコンビネーションランプの一例として、信号機能を有するテールランプ（尾灯）とストップランプ（制動灯）が知られている。テールランプは、夜間後続車に自車の位置と存在を確認させ、追突事故防止等の役目をしている。ストップランプは、昼夜を通して運転者がブレーキをかけたときに点灯し、停止又は減速の意思を後続車に示すランプである。
【０００３】
ストップランプは、テールランプと兼用型とされていることが多く、その場合テールランプの明るさの５倍〜６倍以上の明るさを持たなくてはならないことになっている。これは運転者がブレーキをかけたことを後続車にはっきりと視認させるためである。
【０００４】
上記のように、同じ灯具を明暗差がつくように発光させることで、同じ灯具でテールランプとストップランプの２つの機能を実現させている。以下、図３を参照して説明する。ここでは、電子発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用される。ＬＥＤ１０の駆動回路１には、２つの入力部２，３が設けられている。運転者によって操作されるテールランプスイッチ４がＯＮ状態のときに、第１入力部２に電圧Ｖが印加される。ブレーキペダル５が踏まれたときに、第２入力部３には、上記第１入力部２に印加された電圧Ｖと同じ電圧Ｖが印加される。駆動回路１は、電圧Ｖが第１入力部２に印加されたときに比べて、それと同じ電圧Ｖが第２入力部３に印加されたときに、ＬＥＤ１０がより明るく発光するように駆動する。
【０００５】
ＬＥＤは、基本的に電流駆動素子であり、発する光の強さ（放射束）は電流に比例する。図４にＬＥＤの基本的な駆動回路例を示す。定電圧電源Ｖｃｃから制限抵抗Ｒを介してＬＥＤに電流が供給されている。ＬＥＤの順電圧Ｖｆは、電流Ｉｆに依存性を持つが、使用領域ではほとんど一定とみなすと、ＬＥＤに流れる電流は、
Ｉｆ＝（Ｖｃｃ−Ｖｆ）／Ｒ
で与えられる。ＬＥＤの放射束が順電流Ｉｆに比例することは前述の通りである。
【０００６】
図５（ａ）に示すように、従来の車載用のＬＥＤ駆動回路では、抵抗駆動方式が用いられ、電源ＶｃｃからＬＥＤ１０、抵抗器Ｒを経てグラウンド（ＧＮＤ）に接続されている。ここで、ＬＥＤ１０の特性の個体差として、各ＬＥＤ１０ａ，１０ｂの順方向電圧Ｖｆには、各ＬＥＤ１０ａ，１０ｂ毎にばらつきがあるため、同じ電源電圧Ｖｃｃが印加され、同じ抵抗値の抵抗器Ｒ１１，Ｒ１２が接続されている場合には、各ＬＥＤ１０ａ，１０ｂに流れる電流は等しくならず、明るさ（光束量）にばらつきが生じてしまう。
【０００７】
そこで、ＬＥＤ１０ａ，１０ｂの光束量を揃えるためには、図５（ｂ）に示すように、順方向電圧ＶｆにばらつきのあるＬＥＤ１０ａ，１０ｂに同じ電流値の電流が流れるようにすべく、抵抗値の異なる抵抗Ｒ１１’，Ｒ１２’を接続する必要がある。即ち、流れる電流値の差を無くすためには、順方向電圧Ｖｆの大きなＬＥＤ１０ａには、比較的小さな抵抗値の抵抗Ｒ１１’を接続し、順方向電圧Ｖｆの小さなＬＥＤ１０ｂには、比較的大きな抵抗値の抵抗Ｒ１２’を接続する必要がある。
【０００８】
また、電源電圧Ｖｃｃが変化すると、ＬＥＤ１０（各ＬＥＤ１０ａ，１０ｂを特に区別する必要が無いときにはＬＥＤ１０と記す）に流れる電流値も変化してしまう。このことから、ＬＥＤ１０に過大な電流が流れないように、ＬＥＤ１０の最大定格電流を考慮に入れて抵抗Ｒ（各抵抗１１，Ｒ１２を特に区別する必要が無いときには抵抗Ｒと記す）の抵抗値を設定する場合、抵抗Ｒの抵抗値を、ＬＥＤ１０の性能を十分に使いきれない値（ＬＥＤ１０の性能からみて光束量が小さい状態）の抵抗値にせざるを得ない可能性がある。
【０００９】
また、電源電圧ＶｃｃとＬＥＤ１０の順方向電圧Ｖｆに大きな差がある状態でＬＥＤ１０に大きな電流を流そうとした場合、ＬＥＤ１０以外での消費電力が大きくなる。そこで、図６に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０を用いて電源電圧ＶｃｃからＬＥＤ１０の順方向電圧Ｖｆ付近にまで電圧を降圧することが行われる。
【００１０】
図６に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ用ＩＣ１５と、スイッチングレギュレータ３０と、出力電位決定部２０とを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ用ＩＣ１５は、スイッチング信号を発生するオシレータ１７と、スイッチングデューティー比変更部４０と、コンパレータ１９とを有している。
【００１１】
出力電位決定部２０は、直列に接続された抵抗Ｒ_Ａと抵抗Ｒ_Ｂとを有している。抵抗Ｒ_Ａと抵抗Ｒ_Ｂの接続ノードａ１は、コンパレータ１９の第１入力部に接続されている。抵抗Ｒ_Ａの他端部は、スイッチングレギュレータ３０の出力部３１に接続されている。抵抗Ｒ_Ｂの他端部は、グラウンドに接続されている。コンパレータ１９の第２入力部には、基準電圧Ｖｒｅｆが印加される。
【００１２】
図６のＤＣ−ＤＣコンバータ５０では、出力電位決定部２０の抵抗Ｒ_Ｂの端子間電圧（接続ノードａ１の電圧）と基準電圧Ｖｒｅｆとをコンパレータ１９で比較し、抵抗Ｒ_Ｂの端子間電圧と基準電圧Ｖｒｅｆとが同じになるようにスイッチングデューティー比変更部４０にてデューティー比を変更し、その変更されたデューティー比に基づいて、スイッチングレギュレータ３０が出力端子２５の電位（＝スイッチングレギュレータ３０の出力部３１の出力電圧）を制御する。これにより、出力端子２５の電圧は、所定の降圧電圧（定電圧）に制御される。
【００１３】
ここで、出力端子２５の電位をＶｏｕｔとし、抵抗Ｒ_Ａの抵抗値をＲＡ，抵抗Ｒ_Ｂの抵抗値をＲＢ，基準電圧Ｖｒｅｆの電圧をＶｒｅｆとすると、出力端子２５の電位Ｖｏｕｔは、下記式（１）により求められる。
Ｖｏｕｔ＝（ＲＡ＋ＲＢ）／ＲＢ×Ｖｒｅｆ…（１）
【００１４】
上記のように出力端子２５の電位Ｖｏｕｔは定電圧に制御されるが、図６に示すように、その出力端子２５に抵抗駆動回路３３を接続してしまっては、図５と同様な抵抗駆動方式となり、ＬＥＤ１０は定電圧駆動になるのみである（定電流駆動にはならない）。この場合、図５に示したように、ＬＥＤ１０の順方向電圧Ｖｆのばらつきの問題から、ＬＥＤ１０に流れる電流値を所定値に設定できない可能性がある。
【００１５】
そこで、図７に示すように、所定の降圧電圧（定電圧）が出力される出力端子２５に対し、トランジスタを用いた定電流回路３５を接続することで、ＬＥＤ１０の定電流駆動を実現することが考えられる。ところが、定電流回路３５を使用すると、電流値の制御回路の分だけ、部品点数が増加してしまう。
【００１６】
なお、特許文献１には、図８に示すようなＬＥＤを定電流駆動する点灯回路が開示されている。この回路では、スイッチングレギュレータの形態をとるコンバータ回路１０１ａが使用される。先ずスイッチングトランジスタＱ１が制御回路ＤＲ１からの駆動信号に応じてオン、オフ動作を繰り返し、電流を断続する。スイッチングトランジスタＱ１がオン状態からオフ状態に転換した時、チョークコイルＬ１に逆起電圧が発生し、入力電圧Ｖｉｎと逆起電圧による電圧値の高い合成電圧がダイオードＤ１０１のアノードの位置に現れる。すると、ダイオードＤ１０１を介してコンデンサＣ１に充電電流が流入し、コンデンサＣ１の端子間に入力電圧Ｖｉｎより高い電圧が出現する。このコンデンサＣ１の端子間電圧がコンバータ回路１０１ａの出力電圧として直列接続された発光ユニット１０３と抵抗Ｒ１０１に供給される。これにより、発光ユニット１０３の各ＬＥＤ１１１〜１１ｎに電流が流れ、各ＬＥＤ１１１〜１１ｎが点灯する。
【００１７】
図８において、誤差増幅器ＥＡ１の第１の入力側は基準電圧源Ｖｒｅｆを介してグラウンドに接続されている。一方、誤差増幅器ＥＡ１の第２の入力側は抵抗Ｒ１０１を介してグラウンドに接続されている。このため、図８のコンバータ回路１０１ａは、抵抗Ｒ１０１の端子間電圧と基準電圧Ｖｒｅｆがほぼ等しくなるよう、スイッチングトランジスタＱ１のオン、オフ期間を変化させ、その出力電圧であるコンデンサＣ１の端子間電圧を制御する。
【００１８】
例えば、図８の回路が定常運転状態に有り、抵抗Ｒ１の端子間電圧がほぼ基準電圧Ｖｒｅｆに等しい電圧値に保持されているとする。この時、抵抗Ｒ１０１を流れる電流Ｉ_Ｒは、ほぼ（Ｖｒｅｆ／Ｒ１０１）で一定となる。発光ユニット１０３は抵抗Ｒ１０１に直列接続されているため、発光ユニット１０３を流れる電流は抵抗Ｒ１０１を流れる電流Ｉ_Ｒと等しくなる。これにより、発光ユニット１０３を構成する各ＬＥＤ１１１〜１１ｎは定電流にて駆動される。
【００１９】
しかしながら、この図８に示す回路では、発光ユニット１０３に供給する電流値を切り替えることができないため、光束量の切り替えができず、同じＬＥＤで明暗差がつくように発光させることはできない。よって、例えば、同じＬＥＤに異なる電流値の電流を供給することで、テールランプとストップランプの２つの機能を実現させることはできない。
【００２０】
【特許文献１】
特開２００１−２１５９１６号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、同じ電子発光素子（ＬＥＤ）を明暗差がつくように発光させることで、同じ電子発光素子で例えばテールランプとストップランプの２つの機能を実現する駆動回路であって、電子発光素子の順方向電圧にばらつきがある場合であっても、そのばらつきに対応する抵抗値に設定された抵抗器を用いることなく、ばらつきの無い光束量で電子発光素子を駆動することが望まれている。
【００２２】
また、抵抗駆動方式に比べて、電源電圧の変動や電子発光素子の順方向特性を心配することなく、電子発光素子に供給する定電流の値を電子発光素子の最大定格電流付近に設定できることが望まれている。
さらに、抵抗駆動方式に比べて、電子発光素子以外の駆動回路部分での消費電力を抑えることが望まれている。
またさらに、部品点数の増加を抑制できることが望まれている。
【００２３】
本発明の目的は、同じ電子発光素子を明暗差がつくように２種類の明るさで発光させる場合に、電子発光素子の順方向電圧にばらつきがある場合であっても、そのばらつきに対応する抵抗値に設定された抵抗器を用いることなく、ばらつきの無い光束量で電子発光素子を駆動する電子発光素子の定電流駆動回路を提供することである。
本発明の他の目的は、更に、抵抗駆動方式に比べて、電源電圧の変動や電子発光素子の順方向特性を心配することなく、電子発光素子に供給する定電流の値を電子発光素子の最大定格電流付近に設定することができる電子発光素子の定電流駆動回路を提供することである。
【００２４】
本発明の更に他の目的は、更に、抵抗駆動方式に比べて、電子発光素子以外の駆動回路部分での消費電力を抑えることができる電子発光素子の定電流駆動回路を提供することである。
本発明の更に他の目的は、更に、部品点数の増加を抑制することができる電子発光素子の定電流駆動回路を提供することである。
本発明の更に他の目的は、車両用灯具として、同じ電子発光素子を明暗差がつくように２種類の明るさで発光させる場合に、電子発光素子の順方向電圧にばらつきがある場合であっても、そのばらつきに対応する抵抗値に設定された抵抗器を用いることなく、ばらつきの無い光束量で電子発光素子を駆動する車両用灯具の電子発光素子駆動回路を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子発光素子の定電流駆動回路は、電子発光素子に電流値の異なる定電流を供給する電子発光素子の定電流駆動回路であって、第１端子と第２端子を有し前記第１端子と第２端子の間に電位差を発生し、前記第１端子と前記第２端子との間に互いに抵抗値の異なる第１及び第２抵抗要素が切り替え可能に設けられた電位差発生部と、前記電子発光素子に接続され前記電位差発生部の前記第１端子と前記第２端子の間の電位差が基準電位と等しくなるように制御する制御部とを備えてなり、前記電子発光素子は、前記電位差発生部に直列に接続され、第１信号が入力されたときに、前記電位差発生部は前記第１抵抗要素に切り替えられ、第２信号が入力されたときに、前記電位差発生部は前記第２抵抗要素に切り替えられる。
【００２６】
上記本発明において、前記第１端子は、本実施形態において、接続ノードａ２に相当し、前記第２端子は、本実施形態において、グラウンドに接続される端子に相当する。また、前記電位差発生部は、本実施形態において、電流値切り替え回路６０に相当する。また、前記制御部は、コンパレータ１９、スイッチングデューティー比変更部４０、スイッチングレギュレータ３０に相当する。
【００２７】
本発明の電子発光素子の定電流駆動回路において、前記第１抵抗要素は、第１抵抗素子であり、前記第２抵抗要素は、前記第１抵抗素子及び前記第１抵抗素子に並列に設けられた第２抵抗素子と前記第２信号に応答してＯＮになるスイッチング素子の直列回路である。
上記本発明において、前記第１抵抗素子は、本実施形態において、抵抗Ｒ１に相当し、前記第２抵抗素子は、本実施形態において、抵抗Ｒ２に相当する。前記スイッチング素子は、本実施形態において、ＦＥＴ１に相当する。
【００２８】
本発明の電子発光素子の定電流駆動回路において、前記第１抵抗素子及び前記第２抵抗素子のそれぞれは、前記電子発光素子に流れる電流の電流値を検出する。
【００２９】
本発明の電子発光素子の定電流駆動回路において、前記第１端子と前記第２端子の間の電位差と前記基準電位との差に対応する信号に基づいて、デューティー比を変更するスイッチングデューティー比変更部と、前記変更されたデューティー比に基づいて、出力電圧を制御するスイッチングレギュレータとを備えている。
【００３０】
本発明の電子発光素子の定電流駆動回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力部から出力される出力電圧を安定化させるための帰還回路を備え、前記帰還回路における基準電圧との比較対象となる電圧を発生する抵抗要素が異なる抵抗値となるように切り替え可能に設けられ、前記抵抗要素と電子発光素子が直列に接続され、前記出力部と前記電子発光素子が接続されてなるものである。
上記本発明において、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力部は、本実施形態において、スイッチングレギュレータ３０の出力部３１に相当する。
【００３１】
本発明の車両用灯具の電子発光素子駆動回路は、上記本発明の電子発光素子の定電流駆動回路の前記電子発光素子が、車両用灯具として使用されるＬＥＤであるものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。上記において説明した図の構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３３】
本実施形態は、車両用リアコンビネーションランプとして用いるＬＥＤを駆動する回路であり、同じ電源電圧を用いてＬＥＤを明暗差をつけて発光させることにより、同じＬＥＤでテールランプとストップランプの２つの機能を実現させるに際し、ＬＥＤの順方向電圧にばらつきがある場合であっても、そのばらつきに対応する抵抗値に設定された抵抗器を用いることなく、ばらつきの無い光束量でＬＥＤを駆動することができ、抵抗駆動方式に比べて、電源電圧の変動やＬＥＤの順方向特性を心配することなく、ＬＥＤに供給する定電流の値をＬＥＤの最大定格電流付近に設定することができ、更に、ＬＥＤ以外の駆動回路部分での消費電力を抑えて発熱量を抑えることができると共に、部品点数の増加を抑制することができるＬＥＤ駆動回路である。
【００３４】
以下に、本実施形態の具体的な回路構成について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る車両用ＬＥＤの駆動回路１００は、全体として、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成している。図１において、図６及び図７のＤＣ−ＤＣコンバータ５０と同じ構成要素については同じ名称を付し、その詳細な説明を省略する。ＬＥＤ駆動回路１００は、図６及び図７のＤＣ−ＤＣコンバータ５０と異なり、電流値切り替え回路６０を備えている。ＬＥＤ駆動回路１００においては、ＬＥＤ１０が図６及び図７のＤＣ−ＤＣコンバータ５０の抵抗Ｒ_Ａに対応し、電流値切り替え回路６０が同抵抗Ｒ_Ｂに対応する。
【００３５】
ＬＥＤ駆動回路１００の入力側には、入力端子１（入力▲１▼）及び入力端子２（入力▲２▼）が設けられている。テールランプスイッチ（図示せず）がＯＮ状態のときに入力端子１に、車両の電源電圧Ｖｃｃ（第１信号）が印加される。ブレーキペダル（図示せず）が踏まれた状態のときに入力端子２に、上記と同じ同じ電源電圧Ｖｃｃ（第２信号）が印加される。
【００３６】
図２を参照して、ＬＥＤ駆動回路１００の入力とＬＥＤ１０に流れる電流値の関係について説明する。ＬＥＤ駆動回路１００は、入力端子２に電源電圧Ｖｃｃが印加されたときには、入力端子１に電源電圧Ｖｃｃが印加されているか否かに関わらず、比較的大きな電流をＬＥＤ１０に供給する。即ち、ブレーキペダルが踏まれた状態では、常に、ＬＥＤ１０は比較的明るく発光する。これにより、ＬＥＤ１０は、ストップランプとして機能する。このようにストップランプとして機能するときにＬＥＤ１０に流れる電流（後述する設定電流）は、ＬＥＤ１０の最大定格電流付近に設定される。
【００３７】
入力端子２に電源電圧Ｖｃｃが印加されておらず、入力端子１に電源電圧Ｖｃｃが印加されているときには、ＬＥＤ駆動回路１００は、比較的小さな電流をＬＥＤ１０に供給する。即ち、テールランプスイッチがＯＮ状態のときであって、ブレーキペダルが踏まれていない状態では、ＬＥＤ１０は比較的暗く発光する。これにより、ＬＥＤ１０は、テールランプとして機能する。
【００３８】
入力端子１及び入力端子２に電源電圧Ｖｃｃが印加されていないときには、ＬＥＤ駆動回路１００は、ＬＥＤ１０に電流を供給しない。即ち、テールランプスイッチがＯＦＦ状態であって、ブレーキペダルが踏まれていない状態では、ＬＥＤ１０は発光しない。
【００３９】
次に、図１を参照して、ＬＥＤ駆動回路１００の回路構成について説明する。
【００４０】
図１に示すように、入力端子１には、ダイオードＤ１のアノード側が接続され、そのカソード側がコンデンサを介してグラウンドに接続されている。入力端子２には、ダイオードＤ２のアノード側が接続され、ダイオードＤ２のカソード側は、ダイオードＤ３のアノード側に接続されている。ダイオードＤ３のカソード側は、スイッチングデューティー比変更部４０及びスイッチングレギュレータ３０に接続されている。また、ダイオードＤ３のカソード側は、ダイオードＤ１のカソード側と接続されている。ダイオードＤ２とダイオードＤ３の接続ノードには、抵抗Ｒ５の一端部が接続されている。抵抗Ｒ５の他端部は、抵抗Ｒ６の一端部と接続され、抵抗Ｒ６の他端部はグラウンドに接続されている。
【００４１】
上記電流値切り替え回路６０は、抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、ＦＥＴ１とを有している。抵抗Ｒ１は、ＬＥＤ１０のカソード側とグラウンドとの間に接続されている。ＬＥＤ１０と抵抗Ｒ１との接続ノードａ２は、コンパレータ１９の第１入力部１９ａに接続されている。上記接続ノードａ２と第１入力部１９ａとを接続する配線に、ＦＥＴ１のドレイン端子が接続されている。ＦＥＴ１のソース端子は、抵抗Ｒ２の一端部に接続され、抵抗Ｒ２の他端部はグラウンドに接続されている。抵抗Ｒ３の一端部は、上記抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との接続ノードに接続されている。抵抗Ｒ３の他端部は、ＦＥＴ１のゲートに接続されている。抵抗Ｒ３とＦＥＴ１のゲートとの接続ノードには、抵抗Ｒ４の一端部が接続され、抵抗Ｒ４の他端部は、グラウンドに接続されている。
【００４２】
上記において、抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２は、それぞれ電流値検出用抵抗器である。抵抗Ｒ３，Ｒ４は、それぞれＦＥＴ１のゲート端子の電位変動を抑制し、ＦＥＴ１の誤動作を防止するように機能する。抵抗Ｒ５，Ｒ６は、ＦＥＴ１のＯＮ電圧を確保するための抵抗器である。符号ＲＯＮは、ＦＥＴ１のＯＮ抵抗分を示している。ＦＥＴ１は、抵抗値を切り替えるためのスイッチング素子である。ダイオードＤ１〜Ｄ３は、それぞれ逆接防止及び入力を振り分ける整流素子である。
【００４３】
ＬＥＤ駆動回路１００では、スイッチングデューティー比変更部４０及びスイッチングレギュレータ３０は、入力端子１又は入力端子２から所定の電位（車両の電源電圧Ｖｃｃ）が印加されると、起動する。ＬＥＤ駆動回路１００では、コンパレータ１９の第２入力部１９ｂに入力される基準電位Ｖｒｅｆと、第１入力部１９ａに入力される電位とが同じになるようにスイッチングデューティー比変更部４０にてデューティー比を変更し、その変更されたデューティー比に基づいて、スイッチングレギュレータ３０が出力部３１の出力電圧を制御する点については、図６及び図７のＤＣ−ＤＣコンバータ５０と同様である。
【００４４】
図６及び図７のＤＣ−ＤＣコンバータ５０では、基準電圧Ｖｒｅｆと同電位となるように制御される電圧が抵抗Ｒ_Ｂの端子間電圧（接続ノードａ１の電圧）であったのに対し、ＬＥＤ駆動回路１００のＤＣ−ＤＣコンバータでは、基準電圧Ｖｒｅｆと同電位となるように制御される電圧は、上記接続ノードａ２の電圧である。
【００４５】
また、図６及び図７のＤＣ−ＤＣコンバータ５０では、スイッチングレギュレータ３０の出力部３１とコンパレータ１９の第１入力部１９ａとの間に、抵抗Ｒ_Ａが接続されていたのに対し、ＬＥＤ駆動回路１００のＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチングレギュレータ３０の出力部３１とコンパレータ１９の第１入力部１９ａとの間には、ＬＥＤ１０が接続されている。
【００４６】
上記接続ノードａ２とグラウンド間に接続される抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２は、ＬＥＤ１０に流れる電流値検出用の抵抗として機能する。抵抗Ｒ１の抵抗値は、ＦＥＴ１がＯＦＦの状態で抵抗Ｒ２に電流が流れず抵抗Ｒ１に電流が流れる状態において、ＬＥＤ１０にテールランプの明るさに対応する比較的小さな電流（設定電流）が流れたときに、抵抗Ｒ１の端子間電圧（接続ノードａ２の電圧）が基準電圧Ｖｒｅｆになるように設定されている。抵抗Ｒ２の抵抗値は、ＦＥＴ１がＯＮ状態で抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２に電流が流れる状態において、ＬＥＤ１０にストップランプの明るさに対応する比較的大きな電流（設定電流）が流れたときに、接続ノードａ２が基準電圧Ｖｒｅｆになるように設定されている。
【００４７】
ＬＥＤ１０に電流が流れ、接続ノードａ２とグラウンドとの間の電位差が基準電圧Ｖｒｅｆになるまでスイッチングデューティー比変更部４０では、デューティー比を大きくするが、ＬＥＤ１０に流れる電流が上記設定電流（所望の明るさに発光させるために必要十分な電流）に達すると、接続ノードａ２とグラウンドとの間の電位差が基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなるため、スイッチングデューティー比変更部４０では、それ以上、デューティー比を大きくしなくなる。そのため、ＬＥＤ１０に流れる電流を設定電流に制限することができる。
【００４８】
本実施形態では、ＬＥＤ１０の順方向電圧Ｖｆにばらつきがあっても、ＬＥＤ１０には必ず上記設定電流が流れるように構成されている。ここでは、ＦＥＴ１はＯＮしておらず、接続ノードａ２とグラウンドとの間に抵抗Ｒ１が接続されている場合を例にとり説明する。スイッチングデューティー比変更部４０及びスイッチングレギュレータ３０により、抵抗Ｒ１の端子間電圧（接続ノードａ２の電位）は、基準電圧Ｖｒｅｆになるように制御されるため、抵抗Ｒ１には定電流（Ｖｒｅｆ／Ｒ１）が流れる。ＬＥＤ１０は、抵抗Ｒ１に直列に接続されているため、ＬＥＤ１０を流れる電流は、抵抗Ｒ１を流れる電流と同じ（定電流）になる。ＬＥＤ１０に上記設定電流を流すと、順方向電圧Ｖｆが発生するが、ＬＥＤ１０の光束量（明るさ）は、ＬＥＤ１０に流れる電流値によって決まるので、個々のＬＥＤ１０の順方向電圧特性に左右されない。
【００４９】
本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆと比較される上記の電流値検出用の抵抗器の抵抗値を切り替えるために、抵抗Ｒ１と並列に、ＦＥＴ１と抵抗Ｒ２が直列に接続されている。また、入力端子２に電源電圧Ｖｃｃが印加されたときに、ＦＥＴ１がＯＮするように、ＯＮ電圧を確保する回路（抵抗器Ｒ５，Ｒ６）が接続されている。
【００５０】
次に、本実施形態の動作について説明する。
先ず、テールランプスイッチがＯＮ状態とされて入力端子１に電源電圧Ｖｃｃが印加され、ブレーキペダルが踏まれていない状態で入力端子２に電源電圧Ｖｃｃが印加されていないときにＬＥＤ１０に流れる電流値について説明する。
この場合、ＦＥＴ１はＯＮせず、電流値切り替え回路６０において接続ノードａ２とグラウンド間の電流値検出用抵抗は、抵抗Ｒ１のみとなる。この場合に、ＬＥＤ１０に流れる電流をＩａとすると、Ｉａは下記式（２）により求められる。
Ｉａ＝Ｖｒｅｆ／Ｒ１ …（２）
【００５１】
次に、テールランプスイッチがＯＦＦ状態で入力端子１に電源電圧Ｖｃｃが印加されておらず、ブレーキペダルが踏まれている状態で入力端子２に電源電圧Ｖｃｃが印加されているときにＬＥＤ１０に流れる電流値について説明する。
この場合、ＦＥＴ１がＯＮし、電流値切り替え回路６０において接続ノードａ２とグラウンド間の電流値検出用抵抗は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２及びＦＥＴ１のＯＮ抵抗の合成抵抗（［Ｒ１／／（Ｒ２＋ＲＯＮ）］）となる。この場合に、ＬＥＤ１０に流れる電流をＩｂとすると、Ｉｂは下記式（３）により求められる。
Ｉｂ＝Ｖｒｅｆ／［Ｒ１／／（Ｒ２＋ＲＯＮ）］ …（３）
【００５２】
次に、テールランプスイッチがＯＮ状態とされて入力端子１に電源電圧Ｖｃｃが印加され、ブレーキペダルが踏まれている状態で入力端子２に電源電圧Ｖｃｃが印加されているときにＬＥＤ１０に流れる電流値について説明する。
この場合も、ＦＥＴ１がＯＮし、電流値切り替え回路６０において接続ノードａ２とグラウンド間の電流値検出用抵抗は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２及びＦＥＴ１のＯＮ抵抗の合成抵抗（［Ｒ１／／（Ｒ２＋ＲＯＮ）］）となり、ＬＥＤ１０に流れる電流は、上記式（３）で得られる上記Ｉｂとなる。
【００５３】
上記式（２），（３）より、Ｉａ＜Ｉｂである。よって、テールランプスイッチがＯＮ状態でブレーキペダルが踏まれていない状態では、ＬＥＤ１０は比較的暗く発光し、テールランプとして機能する。テールランプスイッチがＯＦＦ状態でブレーキペダルが踏まれている状態、及びテールランプスイッチがＯＮ状態でブレーキペダルが踏まれている状態では、ＬＥＤ１０は比較的明るく発光し、ストップランプとして機能する。これにより、同じＬＥＤ１０でテールランプとストップランプの２つの機能を実現することができる。
【００５４】
本実施形態によれば、リアコンビランプとしての機能をＬＥＤの特性を踏まえた最も有効な形、かつ簡単な構成で実現することができる。設定電流値を確保しつつスイッチングレギュレータ３０の出力部３１の出力電位を変化させるため、順方向電圧特性の違うＬＥＤ１０を装着しても既定電流値を出力し続けることができる。
【００５５】
また、従来の抵抗駆動方式と違って、スイッチングレギュレータ方式なので、駆動回路部分の消費電力を低減できるため、回路発熱を抑えることにつながる。さらに、ＬＥＤ１０の電流値を最大定格付近に設定した状態で定電流化することができるため、電源電圧Ｖｃｃの変動やＬＥＤ１０の順方向電圧特性を心配することなく、光束量を可能な限り大きな状態での使用ができ、灯具として必要十分な光束量をＬＥＤ１０のより少ない個数で実現することができる。
【００５６】
なお、本実施形態において、ＤＣ−ＤＣコンバータは、降圧型であるとして説明したが、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータは、降圧型に限定されず、昇圧型又は昇降圧の両方を行うものであってもよい。また、抵抗Ｒ５は、他に所定の電位差を生じさせ得るものであればよく、抵抗Ｒ５に代えて、例えばツェナーダイオードを用いてもよい。
【００５７】
なお、上記の実施形態では、ＬＥＤは、テールランプとストップランプの２つの機能を実現する車両用灯具として説明したが、本発明はそれに限定されるものではない。上記の実施形態のＬＥＤは、車両のルームランプとして２種類の明るさを提供する車両用灯具に適用することができる。その場合、上記の実施形態の入力端子１，２は、ルームランプ切換えスイッチの第１接点，第２接点に対応する。また、本発明は、車両用灯具の駆動回路以外にも広く適用が可能である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、同じ電子発光素子を明暗差がつくように２種類の明るさで発光させる場合に、電子発光素子の順方向電圧にばらつきがある場合であっても、そのばらつきに対応する抵抗値に設定された抵抗器を用いることなく、ばらつきのない光束量で電子発光素子を駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の車両用灯具の電子発光素子駆動回路の一実施形態の回路図である。
【図２】図２は、本発明の車両用灯具の電子発光素子駆動回路の一実施形態において、入力と起動する回路の関係を示す図である。
【図３】図３は、同じ灯具を明暗差がつくように発光させることで、同じ灯具でテールランプとストップランプの２つの機能を実現させる構成を説明するための図である。
【図４】図４は、ＬＥＤの駆動回路例である。
【図５】図５（ａ）は、抵抗駆動方式において電子発光素子の順方向電圧のばらつきがあるときの問題点を説明するための図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に対応し光束量をそろえるための構成を説明するための図である。
【図６】図６は、ＤＣ−ＤＣコンバータと抵抗回路の組合わせにより電子発光素子を駆動させる構成を示す図である。
【図７】図７は、ＤＣ−ＤＣコンバータと定電流回路の組合わせにより電子発光素子を駆動させる構成を示す図である。
【図８】図８は、特開２００１−２１５９１３号公報に記載された回路図である。
【符号の説明】
１駆動回路
２第１入力部
３第２入力部
４テールランプスイッチ
５ブレーキペダル
１０ＬＥＤ（電子発光素子）
１０ａＬＥＤ（電子発光素子）
１０ｂＬＥＤ（電子発光素子）
１５ＤＣ／ＤＣコンバータ用ＩＣ
１７オシレータ
１９コンパレータ
１９ａ第１入力部
１９ｂ第２入力部
２０出力電位決定部
２５出力端子
３０スイッチングレギュレータ
３１出力部
３３抵抗駆動回路
３５定電流回路
４０スイッチングデューティー比変更部
５０ＤＣ−ＤＣコンバータ
６０電流値切り替え回路
１００ＬＥＤ駆動回路
１０１ａコンバータ回路
１０３発光ユニット
１１１〜１１ｎ発光ユニット
ａ１接続ノード
ａ２接続ノード
Ｃ１コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ３ダイオード
Ｄ１０１ダイオード
ＤＲ１制御回路
ＥＡ１誤差増幅器
ＦＥＴ１ＦＥＴ
Ｉａ電流
Ｉｂ電流
Ｉｆ電流
Ｉ_Ｒ電流
Ｌ１チョークコイル
Ｑ１スイッチングトランジスタ
Ｒ抵抗
Ｒ１〜Ｒ６抵抗
Ｒ１１，Ｒ１２抵抗
Ｒ１１’，Ｒ１２’ 抵抗
Ｒ１０１抵抗
Ｒ_Ａ，Ｒ_Ｂ抵抗
ＲＯＮＦＥＴ１のＯＮ抵抗
Ｖ電圧
Ｖｃｃ電源電圧
Ｖｆ順電圧
Ｖｉｎ入力電圧
Ｖｏｕｔ出力端子の電位
Ｖｒｅｆ基準電圧[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a constant current driving circuit for an electroluminescent element and an electroluminescent element driving circuit for a vehicle lamp.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, tail lamps (tail lights) and stop lamps (braking lights) having a signal function are known as examples of rear combination lamps provided at the rear of the vehicle. The tail lamp is used to prevent rear-end collisions by allowing the following vehicle to check the position and presence of the vehicle at night. The stop lamp is lit when the driver applies a brake throughout the day and night, and indicates the intention of stopping or decelerating to the following vehicle.
[0003]
In many cases, the stop lamp is combined with the tail lamp. In that case, the stop lamp must have a brightness of 5 to 6 times or more the brightness of the tail lamp. This is so that the driver can clearly see that the driver has applied the brakes.
[0004]
As described above, two functions of the tail lamp and the stop lamp are realized with the same lamp by causing the same lamp to emit light with a difference in brightness. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. Here, a light emitting diode (LED) is used as the electroluminescent element. The drive circuit 1 of the LED 10 is provided with two input units 2 and 3. The voltage V is applied to the first input unit 2 when the tail lamp switch 4 operated by the driver is in the ON state. When the brake pedal 5 is depressed, the same voltage V as the voltage V applied to the first input unit 2 is applied to the second input unit 3. The drive circuit 1 drives the LED 10 to emit light more brightly when the same voltage V is applied to the second input unit 3 than when the voltage V is applied to the first input unit 2.
[0005]
An LED is basically a current driving element, and the intensity of emitted light (radiant flux) is proportional to the current. FIG. 4 shows an example of a basic driving circuit of an LED. A current is supplied from the constant voltage power supply Vcc to the LED through the limiting resistor R. The forward voltage Vf of the LED has a dependency on the current If, but if it is considered almost constant in the use region, the current flowing through the LED is
If = (Vcc-Vf) / R
Given in. As described above, the radiant flux of the LED is proportional to the forward current If.
[0006]
As shown in FIG. 5 (a), in a conventional in-vehicle LED drive circuit, a resistance drive system is used, and the power supply Vcc is connected to the ground (GND) through the LED 10 and the resistor R. Here, as individual differences in the characteristics of the LEDs 10, the forward voltage Vf of the LEDs 10a and 10b varies among the LEDs 10a and 10b, so that the same power supply voltage Vcc is applied and the resistors R11, R11 having the same resistance value. When R12 is connected, the currents flowing through the LEDs 10a and 10b are not equal, and the brightness (light flux amount) varies.
[0007]
Therefore, in order to make the luminous flux amounts of the LEDs 10a and 10b uniform, as shown in FIG. 5B, the resistance value is set so that the same current value flows in the LEDs 10a and 10b having variations in the forward voltage Vf. It is necessary to connect resistors R11 ′ and R12 ′ having different values. That is, in order to eliminate the difference in flowing current value, a resistor R11 ′ having a relatively small resistance value is connected to the LED 10a having a large forward voltage Vf, and a relatively large resistor is coupled to the LED 10b having a small forward voltage Vf. The value resistor R12 'needs to be connected.
[0008]
In addition, when the power supply voltage Vcc changes, the value of the current flowing through the LED 10 (referred to as LED 10 when there is no need to distinguish between the LEDs 10a and 10b) also changes. Therefore, in order to prevent an excessive current from flowing through the LED 10, the resistance value of the resistor R (referred to as the resistor R when it is not necessary to distinguish the resistors 11 and R 12 in particular) taking into consideration the maximum rated current of the LED 10. When setting, there is a possibility that the resistance value of the resistor R must be a resistance value that cannot fully use the performance of the LED 10 (a state in which the amount of luminous flux is small in view of the performance of the LED 10).
[0009]
In addition, when an attempt is made to pass a large current through the LED 10 in a state where there is a large difference between the power supply voltage Vcc and the forward voltage Vf of the LED 10, power consumption other than the LED 10 increases. Therefore, as shown in FIG. 6, the voltage is reduced from the power supply voltage Vcc to the vicinity of the forward voltage Vf of the LED 10 using the DC-DC converter 50.
[0010]
As shown in FIG. 6, the DC-DC converter 50 includes a DC / DC converter IC 15, a switching regulator 30, and an output potential determination unit 20. The DC / DC converter IC 15 includes an oscillator 17 that generates a switching signal, a switching duty ratio changing unit 40, and a comparator 19.
[0011]
The output potential determination unit 20 includes a resistor R connected in series. _A And resistance R _B And have. Resistance R _A And resistance R _B The connection node a1 is connected to the first input section of the comparator 19. Resistance R _A Is connected to the output part 31 of the switching regulator 30. Resistance R _B The other end of is connected to the ground. A reference voltage Vref is applied to the second input portion of the comparator 19.
[0012]
In the DC-DC converter 50 of FIG. 6, the resistance R of the output potential determination unit 20 _B Is compared with the reference voltage Vref by the comparator 19 and the resistance R _B The switching duty ratio changing unit 40 changes the duty ratio so that the inter-terminal voltage and the reference voltage Vref become the same, and based on the changed duty ratio, the switching regulator 30 detects the potential of the output terminal 25 (= The output voltage of the output unit 31 of the switching regulator 30 is controlled. Thereby, the voltage of the output terminal 25 is controlled to a predetermined step-down voltage (constant voltage).
[0013]
Here, the potential of the output terminal 25 is Vout, and the resistance R _A Resistance value of RA and resistance R _B If the resistance value of RB is RB and the voltage of the reference voltage Vref is Vref, the potential Vout of the output terminal 25 is obtained by the following equation (1).
Vout = (RA + RB) / RB × Vref (1)
[0014]
As described above, the potential Vout of the output terminal 25 is controlled to a constant voltage. However, as shown in FIG. 6, if the resistance drive circuit 33 is connected to the output terminal 25, the resistance drive is the same as in FIG. The LED 10 is only driven at a constant voltage (not a constant current drive). In this case, as shown in FIG. 5, there is a possibility that the value of the current flowing through the LED 10 cannot be set to a predetermined value due to the problem of variations in the forward voltage Vf of the LED 10.
[0015]
Therefore, as shown in FIG. 7, constant current driving of the LED 10 is realized by connecting a constant current circuit 35 using a transistor to an output terminal 25 from which a predetermined step-down voltage (constant voltage) is output. Can be considered. However, when the constant current circuit 35 is used, the number of parts increases by the amount of the current value control circuit.
[0016]
Note that Patent Document 1 discloses a lighting circuit that drives an LED at a constant current as shown in FIG. In this circuit, a converter circuit 101a in the form of a switching regulator is used. First, the switching transistor Q1 repeats the on / off operation in accordance with the drive signal from the control circuit DR1, and interrupts the current. When the switching transistor Q1 switches from the on state to the off state, a back electromotive voltage is generated in the choke coil L1, and a composite voltage having a high voltage value due to the input voltage Vin and the back electromotive voltage appears at the anode position of the diode D101. Then, a charging current flows into the capacitor C1 through the diode D101, and a voltage higher than the input voltage Vin appears between the terminals of the capacitor C1. The voltage across the capacitor C1 is supplied to the light emitting unit 103 and the resistor R101 connected in series as the output voltage of the converter circuit 101a. Thereby, an electric current flows into each LED111-11n of the light emission unit 103, and each LED111-11n lights.
[0017]
In FIG. 8, the first input side of the error amplifier EA1 is connected to the ground via a reference voltage source Vref. On the other hand, the second input side of the error amplifier EA1 is connected to the ground via the resistor R101. For this reason, the converter circuit 101a in FIG. 8 changes the on / off period of the switching transistor Q1 so that the voltage across the resistor R101 and the reference voltage Vref are substantially equal, and the voltage across the capacitor C1 is the output voltage. To control.
[0018]
For example, assume that the circuit of FIG. 8 is in a steady operation state, and the voltage across the resistor R1 is held at a voltage value substantially equal to the reference voltage Vref. At this time, the current I flowing through the resistor R101 _R Is substantially constant at (Vref / R101). Since the light emitting unit 103 is connected in series to the resistor R101, the current flowing through the light emitting unit 103 is the current I flowing through the resistor R101. _R Is equal to Thereby, each LED111-11n which comprises the light emission unit 103 is driven by a constant current.
[0019]
However, in the circuit shown in FIG. 8, since the current value supplied to the light emitting unit 103 cannot be switched, the amount of light flux cannot be switched, and the same LED cannot emit light with a contrast difference. Therefore, for example, by supplying currents having different current values to the same LED, the two functions of the tail lamp and the stop lamp cannot be realized.
[0020]
[Patent Document 1]
JP 2001-215916 A
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
A drive circuit that realizes two functions of, for example, a tail lamp and a stop lamp with the same electroluminescent element by causing the same electroluminescent element (LED) to emit light with a difference in brightness as described above. Even if there is a variation in the forward voltage, it is desired to drive the electroluminescent element with a uniform light flux without using a resistor set to a resistance value corresponding to the variation. .
[0022]
In addition, the constant current value supplied to the electroluminescent element can be set near the maximum rated current of the electroluminescent element without worrying about fluctuations in the power supply voltage and forward characteristics of the electroluminescent element, as compared with the resistance driving method. It is desired.
Furthermore, it is desired to reduce power consumption in a drive circuit portion other than the electroluminescent element as compared with the resistance drive method.
Furthermore, it is desired that the increase in the number of parts can be suppressed.
[0023]
The object of the present invention is to deal with the variation even when the forward voltage of the electroluminescent device varies when the same electroluminescent device emits light with two kinds of brightness so as to produce a difference in brightness. An object of the present invention is to provide a constant current driving circuit for an electroluminescent element that drives the electroluminescent element with a uniform light flux without using a resistor set to a resistance value.
Another object of the present invention is to provide a constant current value to be supplied to the electroluminescent device without worrying about fluctuations in the power supply voltage and forward characteristics of the electroluminescent device, as compared with the resistance driving method. An object of the present invention is to provide a constant current driving circuit for an electroluminescent element that can be set near the maximum rated current.
[0024]
Still another object of the present invention is to provide a constant current driving circuit for an electroluminescent element that can suppress power consumption in a driving circuit portion other than the electroluminescent element as compared with the resistance driving system.
Still another object of the present invention is to provide a constant current driving circuit for an electroluminescent device capable of suppressing an increase in the number of components.
Still another object of the present invention is a case where the forward voltage of the electroluminescent device varies when the same electroluminescent device is made to emit light at two different brightness levels so as to produce a difference in brightness as a vehicular lamp. However, it is an object of the present invention to provide an electroluminescent element driving circuit for a vehicular lamp that drives an electroluminescent element with a light flux having no variation without using a resistor set to a resistance value corresponding to the variation.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
The constant current drive circuit for an electroluminescent element of the present invention is a constant current drive circuit for an electroluminescent element that supplies constant currents having different current values to the electroluminescent element, and has a first terminal and a second terminal. A potential difference generating section that generates a potential difference between the first terminal and the second terminal, and the first and second resistance elements having different resistance values are switchable between the first terminal and the second terminal; A control unit that is connected to the electroluminescent element and controls the potential difference between the first terminal and the second terminal of the potential difference generating unit to be equal to a reference potential, and the electroluminescent element comprises: When the first signal is input in series with the potential difference generation unit, the potential difference generation unit is switched to the first resistance element, and when the second signal is input, the potential difference generation unit is It is switched to the second resistance element.
[0026]
In the present invention, the first terminal corresponds to the connection node a2 in the present embodiment, and the second terminal corresponds to a terminal connected to the ground in the present embodiment. Further, the potential difference generation unit corresponds to the current value switching circuit 60 in the present embodiment. The control unit corresponds to the comparator 19, the switching duty ratio changing unit 40, and the switching regulator 30.
[0027]
In the constant current driving circuit of the electroluminescent element of the present invention, the first resistance element is a first resistance element, and the second resistance element is provided in parallel with the first resistance element and the first resistance element. And a switching element that is turned on in response to the second signal.
In the present invention, the first resistance element corresponds to the resistance R1 in the present embodiment, and the second resistance element corresponds to the resistance R2 in the present embodiment. The switching element corresponds to the FET 1 in the present embodiment.
[0028]
In the constant current drive circuit for an electroluminescent element according to the present invention, each of the first resistive element and the second resistive element detects a current value of a current flowing through the electroluminescent element.
[0029]
In the constant current driving circuit of the electroluminescent device of the present invention, the switching duty ratio change for changing the duty ratio based on a signal corresponding to the difference between the potential difference between the first terminal and the second terminal and the reference potential And a switching regulator that controls the output voltage based on the changed duty ratio.
[0030]
The constant current driving circuit of the electroluminescent device of the present invention includes a feedback circuit for stabilizing the output voltage output from the output unit of the DC-DC converter, and is a voltage to be compared with a reference voltage in the feedback circuit. The resistance elements that generate the light are switchable so that they have different resistance values, the resistance elements and the electroluminescent elements are connected in series, and the output section and the electroluminescent elements are connected.
In the present invention, the output unit of the DC-DC converter corresponds to the output unit 31 of the switching regulator 30 in the present embodiment.
[0031]
The electroluminescent element drive circuit of the vehicle lamp of the present invention is an LED in which the electroluminescent element of the constant current drive circuit of the electroluminescent element of the present invention is used as a vehicular lamp.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Constituent elements that are the same as those in the above-described drawings are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
[0033]
The present embodiment is a circuit for driving an LED used as a rear combination lamp for a vehicle. By using the same power supply voltage to cause the LED to emit light with a difference in brightness, the same LED can be used for two functions, a tail lamp and a stop lamp. Even if there is a variation in the forward voltage of the LED, it is possible to drive the LED with a uniform light amount without using a resistor set to a resistance value corresponding to the variation. Compared to the resistance drive method, the constant current value supplied to the LED can be set near the maximum rated current of the LED without worrying about fluctuations in the power supply voltage and forward characteristics of the LED. LED drive that can suppress the power consumption in the drive circuit part of the motor and suppress the amount of heat generation, and also suppress the increase in the number of parts It is a road.
[0034]
The specific circuit configuration of this embodiment will be described below.
As shown in FIG. 1, the vehicle LED drive circuit 100 according to the present embodiment constitutes a DC-DC converter as a whole. 1, the same components as those in the DC-DC converter 50 in FIGS. 6 and 7 are given the same names, and detailed descriptions thereof are omitted. Unlike the DC-DC converter 50 of FIGS. 6 and 7, the LED drive circuit 100 includes a current value switching circuit 60. In the LED drive circuit 100, the LED 10 is a resistor R of the DC-DC converter 50 shown in FIGS. _A The current value switching circuit 60 corresponds to the resistance R _B Corresponding to
[0035]
On the input side of the LED driving circuit 100, an input terminal 1 (input (1)) and an input terminal 2 (input (2)) are provided. When a tail lamp switch (not shown) is in an ON state, the vehicle power supply voltage Vcc (first signal) is applied to the input terminal 1. The same power supply voltage Vcc (second signal) as that described above is applied to the input terminal 2 when a brake pedal (not shown) is depressed.
[0036]
With reference to FIG. 2, the relationship between the input of the LED drive circuit 100 and the value of the current flowing through the LED 10 will be described. When the power supply voltage Vcc is applied to the input terminal 2, the LED drive circuit 100 supplies a relatively large current to the LED 10 regardless of whether or not the power supply voltage Vcc is applied to the input terminal 1. That is, the LED 10 always emits light relatively brightly when the brake pedal is depressed. Thereby, LED10 functions as a stop lamp. Thus, the current (set current described later) that flows through the LED 10 when functioning as a stop lamp is set in the vicinity of the maximum rated current of the LED 10.
[0037]
When the power supply voltage Vcc is not applied to the input terminal 2 and the power supply voltage Vcc is applied to the input terminal 1, the LED drive circuit 100 supplies a relatively small current to the LED 10. That is, when the tail lamp switch is in the ON state and the brake pedal is not depressed, the LED 10 emits light relatively darkly. Thereby, LED10 functions as a tail lamp.
[0038]
When the power supply voltage Vcc is not applied to the input terminal 1 and the input terminal 2, the LED drive circuit 100 does not supply current to the LED 10. That is, when the tail lamp switch is OFF and the brake pedal is not depressed, the LED 10 does not emit light.
[0039]
Next, the circuit configuration of the LED drive circuit 100 will be described with reference to FIG.
[0040]
As shown in FIG. 1, the anode side of the diode D1 is connected to the input terminal 1, and the cathode side is connected to the ground via a capacitor. The input terminal 2 is connected to the anode side of the diode D2, and the cathode side of the diode D2 is connected to the anode side of the diode D3. The cathode side of the diode D <b> 3 is connected to the switching duty ratio changing unit 40 and the switching regulator 30. The cathode side of the diode D3 is connected to the cathode side of the diode D1. One end of a resistor R5 is connected to a connection node between the diode D2 and the diode D3. The other end of the resistor R5 is connected to one end of the resistor R6, and the other end of the resistor R6 is connected to the ground.
[0041]
The current value switching circuit 60 includes resistors R1 to R4 and FET1. The resistor R1 is connected between the cathode side of the LED 10 and the ground. A connection node a2 between the LED 10 and the resistor R1 is connected to the first input portion 19a of the comparator 19. The drain terminal of the FET 1 is connected to the wiring connecting the connection node a2 and the first input portion 19a. The source terminal of the FET 1 is connected to one end of the resistor R2, and the other end of the resistor R2 is connected to the ground. One end of the resistor R3 is connected to a connection node between the resistor R5 and the resistor R6. The other end of the resistor R3 is connected to the gate of the FET1. One end of the resistor R4 is connected to a connection node between the resistor R3 and the gate of the FET 1, and the other end of the resistor R4 is connected to the ground.
[0042]
In the above, the resistors R1 and R2 are current value detection resistors, respectively. The resistors R3 and R4 function to suppress potential fluctuations at the gate terminal of the FET 1 and prevent malfunction of the FET 1, respectively. The resistors R5 and R6 are resistors for ensuring the ON voltage of the FET1. A symbol RON indicates the ON resistance of the FET 1. The FET 1 is a switching element for switching the resistance value. The diodes D1 to D3 are rectifiers that prevent reverse connection and distribute inputs.
[0043]
In the LED drive circuit 100, the switching duty ratio changing unit 40 and the switching regulator 30 are activated when a predetermined potential (vehicle power supply voltage Vcc) is applied from the input terminal 1 or the input terminal 2. In the LED driving circuit 100, the duty ratio is changed by the switching duty ratio changing unit 40 so that the reference potential Vref input to the second input unit 19b of the comparator 19 and the potential input to the first input unit 19a are the same. The switching regulator 30 controls the output voltage of the output unit 31 on the basis of the changed duty ratio as in the DC-DC converter 50 of FIGS.
[0044]
In the DC-DC converter 50 of FIGS. 6 and 7, the voltage controlled to be the same potential as the reference voltage Vref is the resistance R _B In the DC-DC converter of the LED drive circuit 100, the voltage controlled to be the same potential as the reference voltage Vref is the voltage between the terminals of the connection node a2. Voltage.
[0045]
Further, in the DC-DC converter 50 of FIGS. 6 and 7, a resistor R is provided between the output unit 31 of the switching regulator 30 and the first input unit 19 a of the comparator 19. _A Is connected, the LED 10 is connected between the output part 31 of the switching regulator 30 of the DC-DC converter of the LED drive circuit 100 and the first input part 19 a of the comparator 19.
[0046]
The resistors R1 and R2 connected between the connection node a2 and the ground function as resistors for detecting a current value flowing through the LED 10. The resistance value of the resistor R1 is such that when a relatively small current (set current) corresponding to the brightness of the tail lamp flows through the LED 10 in a state where no current flows through the resistor R2 and no current flows through the resistor R2 when the FET 1 is OFF. In addition, the voltage between the terminals of the resistor R1 (the voltage at the connection node a2) is set to be the reference voltage Vref. The resistance value of the resistor R2 is a connection node when a relatively large current (set current) corresponding to the brightness of the stop lamp flows through the LED 10 in a state where the current flows through the resistor R1 and the resistor R2 while the FET 1 is ON. It is set so that a2 becomes the reference voltage Vref.
[0047]
The switching duty ratio changing unit 40 increases the duty ratio until a current flows through the LED 10 and the potential difference between the connection node a2 and the ground reaches the reference voltage Vref. When the current reaches a sufficient current), the potential difference between the connection node a2 and the ground becomes equal to the reference voltage Vref. Therefore, the switching duty ratio changing unit 40 further increases the duty ratio. Disappear. Therefore, the current flowing through the LED 10 can be limited to the set current.
[0048]
In the present embodiment, the LED 10 is configured so that the set current always flows even if the forward voltage Vf of the LED 10 varies. Here, the case where the FET 1 is not turned on and the resistor R1 is connected between the connection node a2 and the ground will be described as an example. Since the switching duty ratio changing unit 40 and the switching regulator 30 control the voltage across the resistor R1 (the potential of the connection node a2) to be the reference voltage Vref, the resistor R1 has a constant current (Vref / R1). Flows. Since the LED 10 is connected in series to the resistor R1, the current flowing through the LED 10 is the same (constant current) as the current flowing through the resistor R1. When the set current is supplied to the LED 10, the forward voltage Vf is generated. However, since the light flux amount (brightness) of the LED 10 is determined by the value of the current flowing through the LED 10, it is not affected by the forward voltage characteristics of the individual LEDs 10.
[0049]
In the present embodiment, the FET 1 and the resistor R2 are connected in series in parallel with the resistor R1 in order to switch the resistance value of the current value detecting resistor to be compared with the reference voltage Vref. In addition, a circuit (resistors R5 and R6) that secures an ON voltage is connected so that the FET 1 is turned on when the power supply voltage Vcc is applied to the input terminal 2.
[0050]
Next, the operation of this embodiment will be described.
First, the current value that flows through the LED 10 when the tail lamp switch is turned on and the power supply voltage Vcc is applied to the input terminal 1 and the power supply voltage Vcc is not applied to the input terminal 2 when the brake pedal is not depressed. explain.
In this case, the FET 1 is not turned on, and the current value detection resistor between the connection node a2 and the ground in the current value switching circuit 60 is only the resistor R1. In this case, if the current flowing through the LED 10 is Ia, Ia is obtained by the following equation (2).
Ia = Vref / R1 (2)
[0051]
Next, the current that flows through the LED 10 when the tail lamp switch is OFF and the power supply voltage Vcc is not applied to the input terminal 1 and the power supply voltage Vcc is applied to the input terminal 2 while the brake pedal is depressed. The value will be described.
In this case, the FET 1 is turned on, and the current value detection resistor between the connection node a2 and the ground in the current value switching circuit 60 is a combined resistance ([R1 // (R2 + RON)] of the resistor R1, the resistor R2, and the ON resistance of the FET1. ) In this case, if the current flowing through the LED 10 is Ib, Ib is obtained by the following equation (3).
Ib = Vref / [R1 // (R2 + RON)] (3)
[0052]
Next, when the tail lamp switch is turned on and the power supply voltage Vcc is applied to the input terminal 1, and the power supply voltage Vcc is applied to the input terminal 2 while the brake pedal is depressed, the current value that flows through the LED 10 Will be described.
Also in this case, the FET 1 is turned ON, and the current value detection resistor between the connection node a2 and the ground in the current value switching circuit 60 is a combined resistance ([R1 // (R2 + RON) of the resistor R1, the resistor R2, and the ON resistance of the FET1. ]), And the current flowing through the LED 10 is Ib obtained by the above equation (3).
[0053]
From the above formulas (2) and (3), Ia <Ib. Therefore, when the tail lamp switch is ON and the brake pedal is not depressed, the LED 10 emits light relatively darkly and functions as a tail lamp. The LED 10 emits light relatively brightly and functions as a stop lamp when the brake pedal is depressed with the tail lamp switch OFF and when the brake pedal is depressed with the tail lamp switch ON. Thereby, two functions of the tail lamp and the stop lamp can be realized by the same LED 10.
[0054]
According to this embodiment, the function as a rear combination lamp can be realized with the most effective form and simple configuration based on the characteristics of the LED. Since the output potential of the output unit 31 of the switching regulator 30 is changed while ensuring the set current value, the predetermined current value can be continuously output even when the LED 10 having a different forward voltage characteristic is mounted.
[0055]
In addition, unlike the conventional resistance driving method, since it is a switching regulator method, the power consumption of the drive circuit portion can be reduced, leading to suppression of circuit heat generation. Furthermore, since the current value of the LED 10 can be made constant while being set near the maximum rating, the amount of light flux is as large as possible without worrying about fluctuations in the power supply voltage Vcc and forward voltage characteristics of the LED 10. The amount of luminous flux necessary and sufficient as a lamp can be realized with a smaller number of LEDs 10.
[0056]
In this embodiment, the DC-DC converter is described as a step-down type. However, the DC-DC converter of the present invention is not limited to a step-down type, and performs both step-up type and step-up / step-down. May be. The resistor R5 may be any other resistor that can cause a predetermined potential difference. For example, a Zener diode may be used instead of the resistor R5.
[0057]
In the above embodiment, the LED has been described as a vehicular lamp that realizes two functions of a tail lamp and a stop lamp, but the present invention is not limited thereto. The LED of the above embodiment can be applied to a vehicular lamp that provides two types of brightness as a room lamp of a vehicle. In that case, the input terminals 1 and 2 of the above embodiment correspond to the first contact and the second contact of the room lamp changeover switch. Further, the present invention can be widely applied in addition to a driving circuit for a vehicular lamp.
[0058]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the same electroluminescent device emits light with two different brightness levels so as to create a difference in brightness, even if the forward voltage of the electroluminescent device varies, the variation is accommodated. Without using a resistor set to a resistance value, the electroluminescent element can be driven with a uniform light flux.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of an electroluminescent element driving circuit for a vehicular lamp according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an input and a circuit to be activated in an embodiment of an electroluminescent element driving circuit for a vehicular lamp according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a configuration in which two functions of a tail lamp and a stop lamp are realized with the same lamp by causing the same lamp to emit light with a difference in brightness.
FIG. 4 is an example of an LED drive circuit.
FIG. 5A is a diagram for explaining a problem when there is a variation in forward voltage of the electroluminescent element in the resistance driving method, and FIG. 5B is a diagram illustrating FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration for aligning the amount of light flux corresponding to ().
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration in which an electroluminescent element is driven by a combination of a DC-DC converter and a resistor circuit.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration in which an electroluminescent element is driven by a combination of a DC-DC converter and a constant current circuit.
FIG. 8 is a circuit diagram described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-215913.
[Explanation of symbols]
1 Drive circuit
2 First input section
3 Second input section
4 Tail lamp switch
5 Brake pedal
10 LED (electroluminescent device)
10a LED (electroluminescent device)
10b LED (electroluminescent device)
15 IC for DC / DC converter
17 Oscillator
19 Comparator
19a 1st input part
19b 2nd input part
20 Output potential determination unit
25 Output terminal
30 Switching regulator
31 Output section
33 Resistance drive circuit
35 Constant current circuit
40 Switching duty ratio change section
50 DC-DC converter
60 Current value switching circuit
100 LED drive circuit
101a Converter circuit
103 Light emitting unit
111-11n Light emitting unit
a1 Connection node
a2 connection node
C1 capacitor
D1-D3 diode
D101 Diode
DR1 control circuit
EA1 error amplifier
FET1 FET
Ia current
Ib current
If current
I _R Current
L1 choke coil
Q1 switching transistor
R resistance
R1-R6 resistance
R11, R12 resistance
R11 ', R12' resistance
R101 resistance
R _A , R _B resistance
ON resistance of RON FET1
V voltage
Vcc supply voltage
Vf forward voltage
Vin input voltage
Vout Output terminal potential
Vref reference voltage

Claims

A constant current driving circuit for an electroluminescent element that supplies constant currents having different current values to the electroluminescent element,
First and second resistors having a first terminal and a second terminal, generating a potential difference between the first terminal and the second terminal, and having different resistance values between the first terminal and the second terminal A potential difference generating unit provided with switchable elements;
A control unit that is connected to the electroluminescent element and controls the potential difference between the first terminal and the second terminal of the potential difference generating unit to be equal to a reference potential;
The electroluminescent element is connected in series to the potential difference generating unit,
When the first signal is input, the potential difference generator is switched to the first resistance element,
A constant current driving circuit of an electroluminescent element, wherein the potential difference generating unit is switched to the second resistance element when a second signal is input.

The constant current drive circuit of the electroluminescent element according to claim 1,
The first resistance element is a first resistance element;
The second resistance element is an electroluminescent element that is a series circuit of the first resistance element, a second resistance element provided in parallel to the first resistance element, and a switching element that is turned on in response to the second signal. Constant current drive circuit.

In the constant current drive circuit of the electroluminescent element according to claim 2,
Each of the first resistance element and the second resistance element is a constant current driving circuit for an electroluminescent element that detects a current value of a current flowing through the electroluminescent element.

In the constant current drive circuit of the electroluminescent element of any one of Claim 1 to 3,
A switching duty ratio changing unit that changes a duty ratio based on a signal corresponding to a difference between a potential difference between the first terminal and the second terminal and the reference potential;
A constant current driving circuit for an electroluminescent element, comprising: a switching regulator that controls an output voltage based on the changed duty ratio.

A feedback circuit for stabilizing the output voltage output from the output section of the DC-DC converter,
The resistance element that generates a voltage to be compared with the reference voltage in the feedback circuit is provided so as to be switchable so that the resistance value is different,
The resistance element and the electroluminescent element are connected in series,
A constant current driving circuit for an electroluminescent element, wherein the output unit and the electroluminescent element are connected.

6. An electroluminescent element drive circuit for a vehicle lamp, wherein the electroluminescent element of the constant current drive circuit for an electroluminescent element according to claim 1 is an LED used as a vehicular lamp.