JP2006147355A

JP2006147355A - 車両用灯具の点灯制御回路

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Publication number: JP2006147355A
Application number: JP2004336101A
Authority: JP
Inventors: Takanori Nanba; 高範難波; Masayasu Ito; 昌康伊藤
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2006-06-08
Also published as: DE102005055120A1; US20060125320A1

Abstract

【課題】スイッチングレギュレータのトランスの１次側に流れる１次電流のピーク値を小さくすること。
【解決手段】マイコン２８を用いて主スイッチＳＷ、補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオンオフ動作を制御し、主スイッチＳＷのオン動作時にトランスＴに電磁エネルギーを蓄積し、主スイッチＳＷのオフ動作時に、トランスＴに蓄積された電磁エネルギーを２次側の出力ブロック１４〜２２に順次放出するに際して、一制御周期Ｔにおいて、負荷の重い半導体光源Ａ、Ｃに接続された出力ブロック１４、１８に対しては電磁エネルギーを２回ずつ放出し、他の半導体光源Ｂ、Ｄ、Ｅに接続された出力ブロック１６、２０、２２に対しては１回ずつ電磁エネルギーを放出し、トランスＴの１次巻線Ｌに流れる１次電流Ｉ１のピーク値を小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具の点灯制御回路に係り、特に、半導体発光素子で構成された半導体光源の点灯を制御するように構成された車両用灯具の点灯制御回路に関する。

従来、車両用灯具として、ＬＥＤ(ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）などの半導体発光素子を光源に用いたものが知られており、この種の車両用灯具には、ＬＥＤの点灯を制御するための点灯制御回路が実装されている。

点灯制御回路を構成するに際して、スイッチング素子とトランスを備えたスイッチングレギュレータを用いるとともに、整流ダイオードと平滑用コンデンサを備えた出力ブロックを用い、直流電源からの入力電圧をスイッチング素子のオン動作時に電磁エネルギーとしてトランスに蓄積し、トランスに蓄積された電磁エネルギーをスイッチング素子のオフ動作時にトランスの2次側から出力ブロック側に放出し、電磁エネルギーを発光エネルギーとして出力ブロックからＬＥＤに供給する構成が採用されている。この場合、ＬＥＤで構成された複数の負荷を対象としたときには、トランスの２次側に複数の出力ブロックを設け、各負荷に出力ブロックを介して順番に発光エネルギーを供給するようにしたものが提案されている(特許文献1参照)。

複数の負荷に順番に発光エネルギーを供給するに際しては、例えば、図１０に示すように、５つの負荷（半導体光源）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに順番に発光エネルギーを供給するときには、各負荷の消費電力の大きさに応じてスイッチングレギュレータの主スイッチ（スイッチング素子）ＳＷのオンオフ動作を制御するとともに、各出力ブロックに設けられてエネルギーの伝播回路を開閉する補助スイッチ（スイッチング素子）ＳＷ１〜ＳＷ５を順番にオン動作させるようになっている。この場合、スイッチングレギュレータの主スイッチＳＷがオンになったときに、トランスの１次側に１次電流Ｉ１が流れ、主スイッチＳＷがオフになったときにトランスの２次側に２次電流Ｉ２が流れ、この２次電流Ｉ２による電磁エネルギーがいずれかの出力ブロック（補助スイッチがオン状態にある出力ブロック）を介して、負荷であるＬＥＤに電力として供給される。

このエネルギーの伝播(エネルギーの供給)は、複数の補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５のうちいずれか１つがオンになっているときのみ行われ、オンになる補助スイッチは主スイッチＳＷがオンになるごとに順次切替えられ、トランスの１次側に蓄積された電磁エネルギーがトランスの２次側に全て放出されたことを条件に(２次電流Ｉ２が０になったことを条件に)、電磁エネルギーの伝播対象となる補助スイッチをオフからオンにさせることで、主スイッチＳＷと各補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５を電流境界モードで動作させることができる。主スイッチＳＷと補助スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ５を電流境界モードで動作させると、トランスの１次側に蓄積された電磁エネルギーを全て各負荷に順番に供給することができる。そしてスイッチングレギュレータの主スイッチＳＷに対するオン動作とオフ動作を、負荷（半導体光源）の消費電力の大きさに応じて制御することで、各負荷に必要な電力を確実に供給することができる。

特開２００４−１３４１４６号(第３頁〜第６頁、図１)

従来技術においては、複数の負荷Ａ〜Ｅに順番に電力（発光エネルギー）を供給するに際して、各制御周期において各負荷に１回ずつ電力を供給するようにしているため、図１０に示すように、消費電力の大きい負荷Ａ、Ｃに電力を供給するときには、負荷Ａ、Ｃより消費電力の小さい他の負荷Ｂ、Ｄ、Ｅに電力を供給するときよりも、スイッチングレギュレータの主スイッチＳＷのオン時間を長くしなければならず、その分１次電流Ｉ１のピーク値が大きくなる。この１次電流Ｉ１のピーク値は負荷の消費電力が大きくなるほど増大する。１次電流Ｉ１のピーク値が大きくなることを考慮して車両用灯具を構成すると、スイッチングレギュレータの主スイッチ（スイッチング素子）とトランスの容量を大きくすることが余儀なくされ、装置が大型になるとともにコストアップとなる。

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、スイッチングレギュレータのトランスの１次側に流れる１次電流のピーク値を小さくすることにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、入力電圧を主スイッチのオン動作時に電磁エネルギーとしてトランスに蓄積し、前記トランスに蓄積された電磁エネルギーを前記主スイッチのオフ動作時に前記トランスの二次側から放出するスイッチングレギュレータと、半導体光源で構成された複数の負荷と前記トランスの二次側との間に挿入されて前記トランスの二次側から放出される電磁エネルギーを各負荷に伝播する複数の出力ブロックと、前記電磁エネルギーを前記複数の負荷に順次伝播させるための制御周期ごとに前記電磁エネルギーの伝播対象となる出力ブロック群として、前記電磁エネルギーの伝播対象が複数回となる特定の出力ブロックとそれ以外の出力ブロックを前記電磁エネルギーの伝播順位に対応づけて指定し、前記指定された出力ブロックの負荷に応じて前記主スイッチのオンオフ動作を制御する制御手段とを備え、前記各出力ブロックは、前記トランスの二次側から出力される電流を整流する整流素子と、前記整流素子の出力電流を平滑するコンデンサと、前記トランスの二次側と前記各負荷とを結ぶ回路を開閉する補助スイッチとから構成され、前記制御手段は、前記各制御周期において前記主スイッチのオフ動作時に前記各出力ブロックの補助スイッチのうち単一の補助スイッチのみをオンにすることを条件に、前記指定された出力ブロックの補助スイッチを前記電磁エネルギーの伝播順位に従って順番にオンオフ動作させてなる構成とした。

(作用)スイッチングレギュレータから各出力ブロックを介して各負荷に、電磁エネルギーにしたがった電力を供給するに際して、特定の出力ブロックに接続された負荷に対しては制御周期ごとに複数回に分けて電力を供給するようにしているため、制御周期ごとに各負荷に１回ずつ電力を供給するときよりもスイッチングレギュレータの主スイッチのオン動作時間を短くすることができ、結果としてトランスの１次側に流れる１次電流のピーク値を小さくすることができ、主スイッチやトランスとして容量の小さいものを用いることが可能になり、装置の小型化およびコスト低減に寄与することができる。

請求項２に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、請求項１に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記制御手段は、前記電磁エネルギーの伝播対象となる出力ブロック群として指定すべき出力ブロックの数を前記いずれかの制御周期において前回の制御周期よりも増加または減少させてなる構成とした。

(作用)電磁エネルギーの伝播対象となる出力ブロック群として指定すべき出力ブロックの数を制御周期によっては前回の制御周期よりも増加または減少させることで、重い負荷に対しては電力の供給回数を増加させたり、軽い負荷に対しては電力の供給を間引いたりすることができる。このため、常時発光させる必要がない負荷や軽い負荷（消費電力の小さい負荷）に対しては電力の供給を間引き、その分、重い負荷に対しては電力の供給回数を増加させることで、重い負荷に電力を供給するときの１次電流のピーク値をより小さくすることが可能になる。

請求項３に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、請求項１または２に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記制御手段は、前記複数の出力ブロックを負荷の軽重によって２つのグループに分け、前記負荷の重いグループに属する出力ブロックを前記特定の出力ブロックに指定し、前記負荷の軽いグループに属する出力ブロックを前記特定の出力ブロックから外れた出力ブロックに指定してなる構成とした。

(作用)負荷の重いグループに属する出力ブロックを特定の出力ブロックに指定し、負荷の軽いグループに属する出力ブロックを特定の出力ブロックから外れた出力ブロックに指定することで、負荷の重い（消費電力の大きい）グループに属する特定の出力ブロックには複数回に分けて電力を供給することで、トランスの１次電流のピーク値を小さくすることができる。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係る車両用灯具の点灯制御回路によれば、主スイッチやトランスとして容量の小さいものを用いることができ、装置の小型化およびコスト低減に寄与することができる。

請求項２によれば、重い負荷に電力を供給するときの１次電流のピーク値をより小さくすることが可能になる。

請求項３によれば、負荷の重いグループに属する特定の出力ブロックに複数回に分けて電力を供給することで、トランスの１次電流のピーク値を小さくすることができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例にしたがって説明する。図１は、本発明の一実施例を示す車両用灯具の点灯制御回路のブロック構成図、図２は、図１に示す点灯制御回路の動作を説明するための波形図、図３は、スイッチングレギュレータの主スイッチの回路構成図、図４は、出力ブロックの補助スイッチの回路構成図、図５は、２次側動作検出回路とオンタイミング検査回路の回路構成図、図６は、図５に示す回路の電流境界モードにおける各部の波形図、図７は、図５に示す回路の電流不連続モードにおける各部の波形図、図８は、図５に示す回路の電流連続モードにおける各部の波形図、図９は、図５に示す回路の動作を説明するためのフローチャートである。

これらの図において、車両用灯具の点灯制御回路１０は、車両用灯具(発光装置)の一要素として、５個の半導体光源Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対して、多出力型のスイッチングレギュレータ１２と、複数の出力ブロック１４、１６、１８、２０、２２と、２次側動作検出回路２４と、オンタイミング検査回路２６と、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと称する。)２８を備えて構成されており、半導体光源Ａ〜Ｅは、半導体発光素子として、例えば、ＬＥＤを用いて構成されている。

なお、ＬＥＤとしては、単一のＬＥＤを用いることもできるとともに、２個以上のＬＥＤを互いに直列に接続したもの、あるいは直列接続された複数個のＬＥＤを光源ブロックとし、光源ブロックを複数個並列接続したものを用いることもできる。また、各半導体光源Ａ〜Ｅは、ヘッドランプ、ストップ＆テールランプ、フォグランプ、ターンシグナルランプなど各種車両用灯具の光源として構成することができる。

スイッチングレギュレータ１２は、主スイッチＳＷと、トランスＴを備えて構成されており、トランスＴの１次巻線Ｌの一端側が車載バッテリ(直流電源)３０のプラス端子に接続され、他端側が主スイッチＳＷを介して車載バッテリ３０のマイナス端子に接続され、２次巻線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５の両端側がそれぞれ出力ブロック１４、１６、１８、２０、２２に接続されている。主スイッチＳＷは、マイコン２８からのスイッチング信号に応答してオンオフ動作するようになっている。トランスＴは、主スイッチＳＷのオン動作時に、車載バッテリ３０からの入力電圧を電磁エネルギーとして１次巻線Ｌに蓄積し、１次巻線Ｌに蓄積された電磁エネルギーを主スイッチＳＷのオフ動作時に２次側から、複数の出力ブロック１４〜２２のうちいずれかの出力ブロックに放出するようになっている。

複数の出力ブロック１４、１６、１８、２０、２２は、半導体光源Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを負荷として各半導体光源Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに接続され、トランスＴの２次側から放出される電磁エネルギーを各半導体光源Ａ〜Ｅに伝播するために、トランスＴの２次側から出力される電流を整流する整流素子としてのダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５と、各ダイオードＤ１〜Ｄ５の出力電流を平滑するコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５と、トランスＴの２次側と各負荷とを結ぶ回路を開閉する補助スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５とを備えて構成されており、各補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５は、マイコン２８からのスイッチング信号に応答してオンオフ動作するようになっている。

マイコン２８は、２次側動作検出回路２４の検出出力、オンタイミング検査回路２６の検査出力を取り込むとともに、各出力ブロック１４、１６、１８、２０、２２の出力電圧を取り込んで各種の演算を行い、演算結果にしたがって主スイッチＳＷ、補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオンオフ動作を制御する制御手段として構成されている。

具体的には、マイコン２８は、図２に示すように、例えば、トランスＴから放出される電磁エネルギーを各半導体光源Ａ〜Ｅに順次伝播させても各半導体光源Ａ〜Ｅの点灯状態を保持できる時間に対応させて制御周期Ｔを設定し、電磁エネルギーを各半導体光源Ａ〜Ｅに順次伝播させるための制御周期Ｔごとに、電磁エネルギーの伝播対象となる出力ブロック群として、電磁エネルギーの伝播対象が複数回となる特定の出力ブロックとそれ以外の出力ブロック（電磁エネルギーの伝播対象が１回となる出力ブロック）を電磁エネルギーの伝播順位に対応づけて指定し、指定された出力ブロックの負荷の軽重、すなわち、半導体光源Ａ〜Ｅの消費電力の大小に応じて、主スイッチＳＷのオンオフ動作(オンオフ時間)を制御するとともに、電磁エネルギーの伝播順位にしたがって補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５を順番にオンオフ動作させるようになっている。

複数の出力ブロック１４〜２２を特定の出力ブロックとそれ以外の出力ブロックとに分けるに際しては、出力ブロック１４〜２２を負荷の軽重(負荷の大小)によって２つのグループに分け、負荷の重い(負荷の大きい)グループに属する出力ブロックを特定の出力ブロックに指定し、負荷の軽い(負荷の小さい)グループに属する出力ブロックを特定の出力ブロックから外れた出力ブロックに指定することとしている。

例えば、半導体光源Ａ、Ｃの消費電力が他の半導体光源Ｂ、Ｄ、Ｅに比べて大きく、重い負荷を構成するときには、出力ブロック１４、１８を特定の出力ブロックに指定し、それ以外の出力ブロック１６、２０、２２を特定のブロックから外れた出力ブロックに指定する。そして特定の出力ブロック１４、１８に対して、一制御周期Ｔにおいて電磁エネルギーを２回放出するときには、電磁エネルギーの伝播順位として、例えば、出力ブロック１４を１位に、出力ブロック１６を２位に、出力ブロック１８を３位に、出力ブロック２０を４位に、出力ブロック２２を５位にそれぞれ指定し、さらに出力ブロック１４を６位に指定し、出力ブロック１８を７位に指定する。そしてマイコン２８は、一制御周期Ｔにおいて電磁エネルギーの蓄積と放出を７回ずつ行うために、図２(ａ)、(ｂ)に示すように、主スイッチＳＷのオンオフ動作を各出力ブロック１４〜２２の負荷の軽重にしたがって順次制御する。主スイッチＳＷがオンになったときには１次巻線Ｌに１次電流Ｉ１が流れ、１次巻線Ｌに電磁エネルギーが蓄積される。主スイッチＳＷがオフになると、１次巻線Ｌに蓄積された電磁エネルギーがトランスＴの２次側に放出され、トランスＴの２次側（２次巻線）に２次電流Ｉ２が流れ、トランスＴの２次側から電磁エネルギーが放出される。

この場合、電流境界モードによって主スイッチＳＷや各補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオンオフ動作を制御するために、マイコン２８は、各制御周期Ｔにおいて、主スイッチＳＷのオフ動作時に各出力ブロック１４〜２２の補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５のうち単一の補助スイッチのみをオンにすることを条件に、電磁エネルギーの伝播順位にしたがって補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５を順番にオンオフ動作させるようになっている。

具体的には、主スイッチＳＷが順次オンになるときに、そのタイミングに同期させて、補助スイッチを補助スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ１、ＳＷ３の順番にオン動作させるとともに、主スイッチＳＷがオフからオンに移行するとき、すなわち、トランスＴの１次側に蓄積された電磁エネルギーが全て２次側に放出され、２次電流Ｉ２が０になったときに、そのタイミングに同期させて、オン状態にある補助スイッチをオフに移行させるようになっている。

このように、一制御周期Ｔにおいて、重い負荷に接続された出力ブロック１４、１８に対して、２回に分けて電磁エネルギーを放出するようにしたため、一制御周期Ｔにおいて１回ずつ電磁エネルギーを放出するときよりも、１次電流Ｉ１のピーク値を小さくすることができ、主スイッチＳＷ、トランスＴの容量を小さくすることができ、主スイッチＳＷ、トランスＴの小型化およびコスト低減に寄与することができる。

本実施例においては、負荷の重い半導体光源Ａ、Ｃに接続された出力ブロック１４、１８に対して一制御周期Ｔにおいて２回ずつ電磁エネルギーを放出するものについて述べたが、一制御周期Ｔにおいて３回以上電磁エネルギーを放出することもできる。また、各出力ブロック１４〜２２に対する電磁エネルギーの伝播順位（放出順位）は、各半導体光源Ａ〜Ｅを点灯状態に保持できることを条件に任意に設定することができる。

また制御周期Ｔによっては、電磁エネルギーの伝播対象となる出力ブロック群として指定すべき出力ブロックの数を前回の制御周期Ｔよりも増加させたり、あるいは減少させたりすることもできる。例えば、消費電力の小さい半導体光源に対しては電磁エネルギーの伝播（放出）回数を間引き、その分消費電流の大きい半導体光源に対する電磁エネルギーの伝播（放出）回数を増加させることができる。この場合、消費電流の大きい半導体光源（重い負荷）に対して電磁エネルギーの伝播（放出）回数（電力の供給回数）を増加させることで、消費電流の大きい半導体光源に電力を供給するときの１次電流のピーク値をより小さくすることが可能になる。

次に、主スイッチＳＷと補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５の具体的構成を図３および図４にしたがって説明する。

主スイッチＳＷは、図３に示すように、スイッチング素子としてのＮＭＯＳトランジスタ３０、抵抗Ｒ１、Ｒ２、ＮＰＮトランジスタ３２、ＰＮＰトランジスタ３４を備えて構成されており、ＮＭＯＳトランジスタ３０のドレインがトランスＴの１次巻線Ｌに接続され、ソースが接地され、ＮＰＮトランジスタ３２とＰＮＰトランジスタ３４のベースがそれぞれマイコン２８に接続されている。ＮＰＮトランジスタ３２とＰＮＰトランジスタ３４はバッファ回路を構成し、マイコン２８からハイレベルのスイッチング信号が出力されたときに、ＮＰＮトランジスタ３２がオンになるとともに、ＮＭＯＳトランジスタ３０がオンになり、１次巻線Ｌに電磁エネルギーを蓄積させるようになっている。一方、マイコン２８からローレベルのスイッチング信号が出力されたときには、ＰＮＰトランジスタ３４がオンになってＮＭＯＳトランジスタ３０がオフになり、１次巻線Ｌに蓄積された電磁エネルギーをトランスＴの２次側に放出させるようになっている。

補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５は、図４に示すように、スイッチング素子としてのＰＭＯＳトランジスタ３６、ツェナーダイオードＺ１、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、ＮＰＮトランジスタ３８、４０、ＰＮＰトランジスタ４２を備えて構成されており、ＰＭＯＳトランジスタ３６のソースがダイオードＤ１〜Ｄ５のカソードに接続され、ドレインがコンデンサＣ１〜Ｃ５に接続され、ＮＰＮトランジスタ４０とＰＮＰトランジスタ４２のベースがそれぞれマイコン２８に接続されている。ＮＰＮトランジスタ４０とＰＮＰトランジスタ４２はバッファ回路を構成し、マイコン２８からハイレベルのスイッチング信号が出力されたときに、ＮＰＮトランジスタ４０がオンになるとともにＮＰＮトランジスタ３８がオンになり、ＮＰＮトランジスタ３８がオンになることに伴って、ＰＭＯＳトランジスタ３６がオンになり、ダイオードＤ１〜Ｄ５によって整流された信号をコンデンサＣ１〜Ｃ５側に伝送し、トランスＴの２次側から放出された電磁エネルギーを指定の半導体光源に伝播するようになっている。

一方、マイコン２８からローレベルのスイッチング信号が出力されたときには、ＰＮＰトランジスタ４２がオンになるとともにＮＰＮトランジスタ３８がオフとなり、ＮＰＮトランジスタ３８がオフになることに伴ってＰＭＯＳトランジスタ３６がオフとなり、電磁エネルギーの伝播を遮断するようになっている。

次に、２次側動作検出回路とオンタイミング検査回路の具体的構成を図５に基づいて説明する。２次側動作検出回路２４は、各出力ブロック１４〜２２に対応して設けられ、トランスＴの２次側から電磁エネルギーが放出されているか否かを検出する手段として、抵抗Ｒ７、Ｒ８、ダイオードＤ６、Ｄ７、シュミットトリガーインバータ４４を備えて構成されており、抵抗Ｒ７の一端側がトランスＴの２次巻線Ｌ１〜Ｌ５の一端側に接続され、シュミットトリガーインバータ４４の出力側がオンタイミング検査回路２６に接続されている。抵抗Ｒ７、Ｒ８は、トランスＴの２次側の電圧を分圧する分圧手段として構成されており、分圧された電圧はダイオードＤ６、Ｄ７でクランプされるようになっている。ダイオードＤ６、Ｄ７でクランプされた電圧はシュミットトリガーインバータ４４で基準値と比較され、この比較結果にしたがった信号がシュミットトリガーインバータ４４から出力されるようになっている。シュミットトリガーインバータ４４は、基準値（０Ｖ）と入力電圧とを比較し、例えば、図６(ａ)、（ｂ）に示すように、主スイッチＳＷがオフであって電磁エネルギーの放出に伴って２次側電圧が０Ｖよりも高いときにはローレベルの信号を出力し、２次側の電圧が０Ｖとなって主スイッチＳＷがオンになったときにはハイレベルの信号を出力するようになっている。

オンタイミング検査回路２６は、各出力ブロック１４〜２２に対応して設けられており、主スイッチＳＷをオンさせるタイミングが電磁エネルギーの放出中かあるいは放出後かを識別するための手段として、Ｄタイプのフリップフロップ４６、４８、シュミットトリガーインバータ５０、５２、５４を備えて構成されている。フリップフロップ４６は、クロック端子ＣＫがシュミットトリガーインバータ４４に接続され、出力端子Ｑがフリップフロップ４８の入力端子Ｄに接続され、フリップフロップ４８は、出力端子Ｑがマイコン２８に接続され、シュミットトリガーインバータ５０は入力側がマイコン２８に接続され、出力側がシュミットトリガーインバータ５２に接続され、シュミットトリガーインバータ５２は出力側がシュミットトリガーインバータ５４に接続されているとともにフリップフロップ４８のクロック端子ＣＫに接続され、シュミットトリガーインバータ５４は出力側がフリップフロップ４６のクリア端子ＣＬＲに接続されている。

オンタイミング検査回路２６は、マイコン２８から主スイッチＳＷをオンオフ動作させるためのスイッチング信号をシュミットトリガーインバータ５０から取り込むとともに、２次側動作検出回路２４のシュミットトリガーインバータ４４からローレベルまたはハイレベルの信号を取り込み、取り込んだ信号を基に主スイッチＳＷをオンさせるタイミングが電磁エネルギーの放出中か否かを識別するために、動作モードを判定し、この判定結果をマイコン２８に出力するようになっている。

例えば、主スイッチＳＷがオフ動作中であって、主スイッチＳＷをオンオフ動作させるためのスイッチング信号のレベルがローレベルにあるときには、フリップフロップ４８のクロック端子ＣＫには、図６(ｃ)に示すように、ローレベルの信号が入力され、フリップフロップ４６のクリア端子ＣＬＲには、図６(ｄ)に示すようにハイレベルの信号が入力され、フリップフロップ４６の出力端子Ｑからはローレベルの信号が出力される。

次に、トランスＴの２次側の電圧が０になったことに伴って、フリップフロップ４６のクロック端子ＣＫにハイレベルの信号が入力されると、フリップフロップ４６の出力端子Ｑからハイレベルの信号が出力される。このときスイッチング信号のレベルがわずかに遅れて変化し、スイッチング信号のレベルがローレベルからハイレベルに移行すると、フリップフロップ４８のクロック端子ＣＫがローレベルからハイレベルに変化し、フリップフロップ４８の出力端子Ｑからハイレベルの信号がモード判定信号としてマイコン２８に出力される。すなわち、主スイッチＳＷがオンしたタイミングでモード判定信号がフリップフロップ４８からマイコン２８に出力される。このモード判定信号は、判定結果が変わらない限り、その状態が保持されるようになっている。

マイコン２８は、オンタイミング検査回路２６から出力されるモード判定信号と各出力ブロック１４〜２２の出力電圧を取り込み、取り込んだ信号を基に主スイッチＳＷをオンオフ動作させるためのオン時間Ｔｏｎ、オフ時間Ｔｏｆｆを設定するようになっている。

具体的には、マイコン２８は、図９に示すように、各出力ブロック１４〜２２の出力電圧を一定に制御するための目標出力電圧値Ｖｓｅｔ、主スイッチＳＷをオンオフ動作するためのオン時間（オン時間デフォルト値）Ｔｏｎ、オフ時間（オフ時間デフォルト値）Ｔｏｆｆを設定し(ステップＳ１)、この設定にしたがったスイッチング信号を主スイッチＳＷに出力する(ステップＳ２)。このあと各出力ブロック１４〜２２の出力電圧(Ｖｒ)を読み込み(ステップＳ３)、目標出力電圧値Ｖｓｅｔと読み込んだ出力電圧Ｖｒとの大小を比較し(ステップＳ４)、Ｖｓｅｔの値がＶｒよりも大きいときには出力電圧が目標出力電圧値に達していないとして、オン時間デフォルト値Ｔｏｎに＋１する演算を行い(ステップＳ５)、逆に、Ｖｓｅｔの値がＶｒよりも小さいときには、出力電圧が目標出力電圧値よりも大きいとして、オン時間デフォルト値Ｔｏｎから−１する演算を行う(ステップＳ６)。

このあと、フリップフロップ４８の出力によるモード判定信号がハイレベルか否かを判定し（ステップＳ７）、モード判定信号がハイレベルのときには電流不連続モード（図７参照）であるとして、オフ時間デフォルト値Ｔｏｆｆから−１を減算する(ステップＳ８)。すなわち、主スイッチＳＷのオフ動作時間が長いとして、主スイッチＳＷのオフ動作時間を短くするための処理を行う。一方、モード判定信号がローレベルにあるときには、電流連続モード（図８参照）であるとして、オフ時間デフォルト値Ｔｏｆｆに＋１する。すなわち、主スイッチＳＷのオフ動作時間を長くするために、単位時間をプラスするための処理を行う(ステップＳ９)。このあと、上記処理によってオン時間デフォルト値Ｔｏｎとオフ時間デフォルト値Ｔｏｆｆを再度設定し(ステップＳ１０)、ステップＳ２の処理に戻る。

このあとステップＳ２からＳ１０の処理を繰り返して実行すると、モード判定信号がハイレベルのときには主スイッチＳＷのオフ時間が徐々に短くなり、動作モードが電流境界モードに近づいていく。この過程では、モード判定信号のレベルがローレベルに反転し、主スイッチＳＷのオフ時間を大きくする処理が行われ、この処理によって、再び電流不連続モードとなることもあるが、電流不連続モードによる処理と電流連続モードによる処理を繰り返すことで、図６に示すように、電流境界モードとなり、電流境界モードで主スイッチＳＷを動作させることができる。

この場合、電流境界モードによって主スイッチＳＷと各補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオンオフ動作を制御するために、マイコン２８は、各制御周期Ｔにおいて、主スイッチＳＷのオフ動作時に各出力ブロック１４〜２２の補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５のうち単一の補助スイッチのみをオンにすることを条件に、電磁エネルギーの伝播順位にしたがって順番にオンオフ動作させるためのスイッチング信号を補助スイッチＳＷ１〜ＳＷ５に出力するようになっている。

本発明の一実施例を示す車両用灯具の点灯制御回路のブロック構成図である。図１に示す点灯制御回路の動作を説明するための波形図である。スイッチングレギュレータの主スイッチの回路構成図である。出力ブロックの補助スイッチの回路構成図である。２次側動作検出回路とオンタイミング検査回路の回路構成図である。図５に示す回路の電流境界モードにおける各部の波形図である。図５に示す回路の電流不連続モードにおける各部の波形図である。図５に示す回路の電流連続モードにおける各部の波形図である。図５示す回路の動作を説明するためのフローチャートである。従来の多出力型スイッチングレギュレータの動作を説明するための波形図である。

符号の説明

１０車両用灯具の点灯制御回路
１２スイッチングレギュレータ
１４、１６、１８、２０、２２出力ブロック
２４２次側動作検出回路
２６オンタイミング検査回路
２８マイコン

Claims

入力電圧を主スイッチのオン動作時に電磁エネルギーとしてトランスに蓄積し、前記トランスに蓄積された電磁エネルギーを前記主スイッチのオフ動作時に前記トランスの二次側から放出するスイッチングレギュレータと、半導体光源で構成された複数の負荷と前記トランスの二次側との間に挿入されて前記トランスの二次側から放出される電磁エネルギーを各負荷に伝播する複数の出力ブロックと、前記電磁エネルギーを前記複数の負荷に順次伝播させるための制御周期ごとに前記電磁エネルギーの伝播対象となる出力ブロック群として、前記電磁エネルギーの伝播対象が複数回となる特定の出力ブロックとそれ以外の出力ブロックを前記電磁エネルギーの伝播順位に対応づけて指定し、前記指定された出力ブロックの負荷に応じて前記主スイッチのオンオフ動作を制御する制御手段とを備え、前記各出力ブロックは、前記トランスの二次側から出力される電流を整流する整流素子と、前記整流素子の出力電流を平滑するコンデンサと、前記トランスの二次側と前記各負荷とを結ぶ回路を開閉する補助スイッチとから構成され、前記制御手段は、前記各制御周期において前記主スイッチのオフ動作時に前記各出力ブロックの補助スイッチのうち単一の補助スイッチのみをオンにすることを条件に、前記指定された出力ブロックの補助スイッチを前記電磁エネルギーの伝播順位に従って順番にオンオフ動作させてなる車両用灯具の点灯制御回路。
請求項１に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記制御手段は、前記電磁エネルギーの伝播対象となる出力ブロック群として指定すべき出力ブロックの数を前記いずれかの制御周期において前回の制御周期よりも増加または減少させてなることを特徴とする車両用灯具の点灯制御回路。
請求項１または２に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記制御手段は、前記複数の出力ブロックを負荷の軽重によって２つのグループに分け、前記負荷の重いグループに属する出力ブロックを前記特定の出力ブロックに指定し、前記負荷の軽いグループに属する出力ブロックを前記特定の出力ブロックから外れた出力ブロックに指定してなることを特徴とする車両用灯具の点灯制御回路。