JP2006172806A - Lighting control circuit of vehicular lighting fixture - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a lighting control circuit for a vehicular lamp, and more particularly, to a lighting control circuit for a vehicular lamp configured to control lighting of a semiconductor light source composed of a semiconductor light emitting element.
従来、車両用灯具として、LED(Light Emitting Diode)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。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicular lamp using a semiconductor light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) as a light source is known, and this type of vehicular lamp has a lighting control circuit for controlling the lighting of the LED. Has been implemented.
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、整流用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二次側から出力ブロックに放出し、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て、タイムシェアリング方式で各負荷に順番に発光エネルギーを供給するときには、例えば、出力ブロックとして、トランスの二次側に複数の接続部を有する光源選択部を設け、各負荷に各接続部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)。この点灯制御回路においては、各負荷に順番に発光エネルギーを供給するときには、各負荷に応じてスイッチングレギュレータのスイッチング素子のオンオフ動作を制御するとともに、各接続部のスイッチング素子を順番にオン動作させる制御を行うようになっている。しかし、スイッチングレギュレータのスイッチング素子や各接続部のスイッチング素子をマイクロコンピュータで制御することについては配慮されていない。 When configuring the lighting control circuit, a switching regulator including a switching element and a transformer is used, and an output block including a rectifying diode and a smoothing capacitor is used. A configuration is adopted in which the energy is stored in the transformer, the electromagnetic energy stored in the transformer is released from the secondary side of the transformer to the output block when the switching element is turned off, and the electromagnetic energy is supplied as light emission energy from the output block to the LED. ing. In this case, when supplying light emission energy to each load in order by a time sharing method for a plurality of loads composed of LEDs, for example, as an output block, a plurality of connections are provided on the secondary side of the transformer. There has been proposed a light source selection unit that supplies light emission energy to each load in order via each connection unit (see Patent Document 1). In this lighting control circuit, when light emission energy is supplied to each load in turn, the on / off operation of the switching element of the switching regulator is controlled according to each load, and the switching element of each connection portion is turned on in turn. Is supposed to do. However, no consideration is given to controlling the switching element of the switching regulator and the switching element of each connection portion with a microcomputer.
マイクロコンピュータを用いてスイッチングレギュレータなどのスイッチング素子のオンオフ動作を制御するに際しては、例えば、マイクロコンピュータにおいて、スイッチングレギュレータのスイッチング素子をオンオフ動作するためのスイッチング信号の生成に関する演算処理を実行し、この演算処理によって得られたスイッチング信号をスイッチング素子に印加することでスイッチング素子のオンオフ動作を制御することができる。さらにLEDに印加される電圧やLEDに流れる電流を検出し、検出信号に基づいてスイッチング信号のオンデューティを調整することで、スイッチングレギュレータの出力電圧や出力電流をフィードバック制御することができる。さらにスイッチングレギュレータに入力される入力電圧を検出し、入力電圧の異常が検出されたときに、スイッチングレギュレータの動作を停止させる制御を行ったり、スイッチングレギュレータの出力電流を低減するディレーティング制御を行ったりすることができる。この場合、LEDの電流(出力電流)、電圧(出力電圧)あるいはスイッチングレギュレータの入力電圧に関するアナログ信号をA/D変換器を用いてデジタル信号に変換し、A/D変換器で変換されたデジタル信号をLEDや電源の状態を示すデジタルデータとして用いるようになっている。そして、3つのアナログ信号をデジタル信号に変換するときには、3つのA/D変換器をマイクロコンピュータに内蔵するか、あるいはマイクロコンピュータの外部に3つのA/D変換器を設ける構成を採用することができる。 When controlling the on / off operation of a switching element such as a switching regulator using a microcomputer, for example, the microcomputer executes arithmetic processing related to generation of a switching signal for turning on / off the switching element of the switching regulator. The on / off operation of the switching element can be controlled by applying the switching signal obtained by the processing to the switching element. Furthermore, by detecting the voltage applied to the LED and the current flowing through the LED and adjusting the on-duty of the switching signal based on the detection signal, the output voltage and output current of the switching regulator can be feedback controlled. In addition, the input voltage input to the switching regulator is detected, and when an abnormality in the input voltage is detected, control to stop the switching regulator operation or derating control to reduce the output current of the switching regulator is performed. can do. In this case, an analog signal related to the LED current (output current), voltage (output voltage), or input voltage of the switching regulator is converted into a digital signal using an A / D converter, and the digital signal converted by the A / D converter The signal is used as digital data indicating the state of the LED and the power supply. When converting three analog signals into digital signals, it is possible to adopt a configuration in which three A / D converters are built in the microcomputer or three A / D converters are provided outside the microcomputer. it can.
しかし、検出すべきアナログ信号に対応してA/D変換器を設けたのでは、タイムシェアリング方式や独立方式など複数のLEDを検出対象としたときには、LEDが増えるごとにA/D変換器の数を多くしなければならない。特に、LEDの電流と電圧を検出するときには、LEDが増えるごとに2つのA/D変換器をマイクロコンピュータに内蔵するか、あるいはマイクロコンピュータの外部に配置する必要がある。このため、検出すべきアナログ信号の数に応じてA/D変換器を設けたのでは、部品点数が増加するとともに搭載面積が増加し、コストアップとなる。 However, when an A / D converter is provided corresponding to the analog signal to be detected, when a plurality of LEDs are to be detected, such as a time-sharing method or an independent method, the A / D converter every time the number of LEDs increases. The number of must be increased. In particular, when detecting the current and voltage of the LED, it is necessary to incorporate two A / D converters in the microcomputer or to arrange them outside the microcomputer each time the number of LEDs increases. For this reason, if A / D converters are provided according to the number of analog signals to be detected, the number of components increases, the mounting area increases, and the cost increases.
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、複数のアナログ信号を単一のアナログ・デジタル変換手段でデジタル信号に変換することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to convert a plurality of analog signals into digital signals by a single analog / digital conversion means.
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、トランスまたはコイルに接続されたスイッチング素子のオンオフ動作によって電源からの入力電圧を電磁エネルギーに変換して放出するスイッチングレギュレータと、前記スイッチングレギュレータから放出される電磁エネルギーを発光エネルギーとして半導体光源に伝播するエネルギー伝播手段と、前記電源と前記半導体光源のうち少なくとも一方を検出対象として、前記検出対象の状態量を示す複数のアナログ信号を取り込み、取り込んだ複数のアナログ信号の中から単一のアナログ信号を順次選択して出力する選択手段と、前記選択手段の出力によるアナログ信号を順次デジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換手段と、前記アナログ・デジタル変換手段により変換されたデジタル信号を基にスイッチング信号を生成し、前記生成したスイッチング信号に従って前記スイッチング素子のオンオフ動作を制御する制御手段とを備えてなる構成とした。 To achieve the above object, in the lighting control circuit for a vehicular lamp according to claim 1, an input voltage from a power source is converted into electromagnetic energy and released by an on / off operation of a switching element connected to a transformer or a coil. A switching regulator, energy propagation means for propagating electromagnetic energy emitted from the switching regulator as light emission energy to a semiconductor light source, and at least one of the power source and the semiconductor light source as a detection target, indicating a state quantity of the detection target A selection unit that takes in a plurality of analog signals, sequentially selects and outputs a single analog signal from the plurality of captured analog signals, and an analog / digital unit that sequentially converts the analog signals output from the selection unit into digital signals Conversion means and the analog digital Generates switching signals based on the digital signal converted by the converting means, has a configuration comprising a control means for controlling the on-off operation of the switching element in accordance with a switching signal wherein the generating.
(作用)検出対象の状態量を示す複数のアナログ信号をデジタル信号に変換するに際して、複数のアナログ信号の中から単一のアナログ信号を選択手段によって順次選択し、選択手段によって選択されたアナログ信号をアナログ・デジタル変換手段によって順次デジタル信号に変換するようにしたため、検出すべきアナログ信号の数が多くなっても、複数のアナログ信号を単一のアナログ・デジタル変換手段によってデジタル信号に変換することができ、構成の簡素化を図ることができ、コストダウンに寄与することができる。 (Operation) When a plurality of analog signals indicating the state quantity to be detected are converted into digital signals, a single analog signal is sequentially selected from the plurality of analog signals by the selection means, and the analog signal selected by the selection means Is converted to digital signals sequentially by analog / digital conversion means, so that even if the number of analog signals to be detected increases, multiple analog signals can be converted to digital signals by a single analog / digital conversion means. Therefore, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
請求項2に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、トランスまたはコイルに接続されたスイッチング素子のオンオフ動作によって電源からの入力電圧を電磁エネルギーに変換して放出する複数のスイッチングレギュレータと、前記各スイッチングレギュレータから放出される電磁エネルギーを発光エネルギーとして相異なる複数の半導体光源にそれぞれ伝播する複数のエネルギー伝播手段と、前記電源と前記複数の半導体光源のうち少なくともいずれか1つを検出対象として、前記検出対象の状態量を示す複数のアナログ信号を取り込み、取り込んだ複数のアナログ信号の中から単一のアナログ信号を順次選択して出力する選択手段と、前記選択手段の出力によるアナログ信号を順次デジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換手段と、前記アナログ・デジタル変換手段により変換されたデジタル信号を基にスイッチング信号を生成し、前記生成したスイッチング信号に従って前記スイッチング素子のオンオフ動作を制御する制御手段とを備えてなる構成とした。 In the lighting control circuit for the vehicular lamp according to claim 2, a plurality of switching regulators that convert and release the input voltage from the power source into electromagnetic energy by the on / off operation of the switching element connected to the transformer or the coil, A plurality of energy propagation means for propagating electromagnetic energy emitted from the switching regulator to a plurality of different semiconductor light sources as emission energy, and at least one of the power supply and the plurality of semiconductor light sources as a detection target, A selection unit that takes in a plurality of analog signals indicating a state quantity to be detected, sequentially selects and outputs a single analog signal from the plurality of acquired analog signals, and sequentially converts the analog signals generated by the selection unit to digital Analog / digital conversion means to convert to signal The digital signal converted by the analog-digital conversion means generates switching signals based on, and control means for controlling the on-off operation of the switching element and provided comprising configure accordance switching signal the generating.
(作用)検出対象の状態量を示す複数のアナログ信号をデジタル信号に変換するに際して、複数のアナログ信号の中から単一のアナログ信号を選択手段によって順次選択し、選択手段によって選択されたアナログ信号をアナログ・デジタル変換手段によって順次デジタル信号に変換するようにしたため、検出すべきアナログ信号の数が多くなっても、複数のアナログ信号を単一のアナログ・デジタル変換手段によってデジタル信号に変換することができ、構成の簡素化を図ることができ、コストダウンに寄与することができる。
請求項3に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、トランスまたはコイルに接続されたスイッチング素子のオンオフ動作によって電源からの入力電圧を電磁エネルギーに変換して放出するスイッチングレギュレータと、前記スイッチングレギュレータから放出される電磁エネルギーを発光エネルギーとして相異なる複数の半導体光源にそれぞれ伝播する複数のエネルギー伝播手段と、前記電源と前記複数の半導体光源のうち少なくともいずれか1つを検出対象として、前記検出対象の状態量を示す複数のアナログ信号を取り込み、取り込んだ複数のアナログ信号の中から単一のアナログ信号を順次選択して出力する選択手段と、前記選択手段の出力によるアナログ信号を順次デジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換手段と、前記アナログ・デジタル変換手段により変換されたデジタル信号を基にスイッチング信号を生成し、前記生成したスイッチング信号に従って前記スイッチング素子のオンオフ動作を制御する制御手段とを備えてなる構成とした。
(作用)検出対象の状態量を示す複数のアナログ信号をデジタル信号に変換するに際して、複数のアナログ信号の中から単一のアナログ信号を選択手段によって順次選択し、選択手段によって選択されたアナログ信号をアナログ・デジタル変換手段によって順次デジタル信号に変換するようにしたため、検出すべきアナログ信号の数が多くなっても、複数のアナログ信号を単一のアナログ・デジタル変換手段によってデジタル信号に変換することができ、構成の簡素化を図ることができ、コストダウンに寄与することができる。
(Operation) When a plurality of analog signals indicating the state quantity to be detected are converted into digital signals, a single analog signal is sequentially selected from the plurality of analog signals by the selection means, and the analog signal selected by the selection means Is converted to digital signals sequentially by analog / digital conversion means, so that even if the number of analog signals to be detected increases, multiple analog signals can be converted to digital signals by a single analog / digital conversion means. Therefore, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
In the lighting control circuit for a vehicular lamp according to claim 3, the switching regulator that converts the input voltage from the power source into electromagnetic energy by the on / off operation of the switching element connected to the transformer or the coil and releases the electromagnetic energy, and the switching regulator A plurality of energy propagation means for propagating the emitted electromagnetic energy to a plurality of different semiconductor light sources as light emission energy, and at least one of the power source and the plurality of semiconductor light sources as a detection target; A selection unit that captures a plurality of analog signals indicating state quantities, sequentially selects and outputs a single analog signal from the captured plurality of analog signals, and sequentially converts the analog signal output from the selection unit into a digital signal Analog-to-digital conversion means, and Generates switching signals based on the digital signal converted by the analog-digital conversion means, and the arrangement comprising a control means for controlling the on-off operation of the switching element in accordance with a switching signal wherein the generating.
(Operation) When a plurality of analog signals indicating the state quantity to be detected are converted into digital signals, a single analog signal is sequentially selected from the plurality of analog signals by the selection means, and the analog signal selected by the selection means Is converted to digital signals sequentially by analog / digital conversion means, so that even if the number of analog signals to be detected increases, multiple analog signals can be converted to digital signals by a single analog / digital conversion means. Therefore, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
請求項4に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、請求項1、2または3のうちいずれか1項に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記アナログ・デジタル変換手段は、前記選択手段からのアナログ信号を一定時間経過した後にデジタル信号に変換してなる構成とした。 The lighting control circuit for a vehicle lamp according to claim 4 is the lighting control circuit for a vehicle lamp according to any one of claims 1, 2, or 3, wherein the analog / digital conversion means is the selection unit. The analog signal from the means is converted into a digital signal after a predetermined time has elapsed.
(作用)アナログ信号をデジタル信号に変換するに際して、選択手段から出力されたアナログ信号を一定時間経過したあとにデジタル信号に変換することで、アナログ・デジタル変換手段にCR回路(フィルタ回路)が接続され、CR回路の容量成分によってアナログ信号の波形がなまっても、正確なデジタル信号を得ることができ、誤ったスイッチング信号が生成されるのを防止することが可能になる。
請求項5に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、請求項1、2、3または4のうちいずれか1項に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記選択手段は、前記検出対象に変化が生じたときに、前記変化が生じた検出対象に関するアナログ信号を他のアナログ信号に優先して多く選択してなる構成とした。
(作用)検出対象に変化が生じたとき、例えば、検出対象に異常が生じたときに、変化が生じた検出対象に関するにアナログ信号を他のアナログ信号に優先して多く選択することで、検出対象の変化に伴うフィードバック制御あるいはディレーティング制御を円滑に行うことが可能になる。
(Operation) When an analog signal is converted into a digital signal, a CR circuit (filter circuit) is connected to the analog / digital conversion means by converting the analog signal output from the selection means into a digital signal after a predetermined time has elapsed. Even if the waveform of the analog signal is reduced by the capacitance component of the CR circuit, an accurate digital signal can be obtained and an erroneous switching signal can be prevented from being generated.
In the lighting control circuit for a vehicle lamp according to
(Operation) When a change occurs in the detection target, for example, when an abnormality occurs in the detection target, detection is performed by selecting many analog signals in relation to the detection target in which the change has occurred in preference to other analog signals. It is possible to smoothly perform feedback control or derating control according to the change of the object.
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、構成の簡素化を図ることができ、コストダウンに寄与することができる。 As apparent from the above description, the lighting control circuit for a vehicle lamp according to claim 1 can simplify the configuration and contribute to cost reduction.
請求項2に係る車両用灯具の点灯制御回路によれば、構成の簡素化を図ることができ、コストダウンに寄与することができる。 According to the lighting control circuit for the vehicular lamp according to the second aspect, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
請求項3に係る車両用灯具の点灯制御回路によれば、構成の簡素化を図ることができ、コストダウンに寄与することができる。 According to the lighting control circuit for the vehicular lamp according to the third aspect, the configuration can be simplified, and the cost can be reduced.
請求項4によれば、正確なデジタル信号を得ることができ、誤ったスイッチング信号が生成されるのを防止することが可能になる。 According to the fourth aspect, an accurate digital signal can be obtained, and an erroneous switching signal can be prevented from being generated.
請求項5によれば、検出対象の変化に伴うフィードバック制御あるいはディレーティング制御を円滑に行うことが可能になる。 According to the fifth aspect, it is possible to smoothly perform the feedback control or the derating control accompanying the change of the detection target.
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回路構成図、図2は、スイッチを構成するスイッチング素子とその駆動回路の回路構成図、図3は、マルチプレクサ用スイッチを構成するスイッチング素子とその駆動回路の回路構成図、図4は、マルチプレクサの動作を説明するための波形図、図5は、マイクロコンピュータにおけるコンペアマッチの処理を説明するための波形図、図6は、タイムシェアリング方式によるスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図、図7は、独立方式によるスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図、図8は、フォワード方式のスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図、図9は、フライバック方式のスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図、図10は、降圧型のスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図、図11は、昇圧型のスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図である。 Next, embodiments of the present invention will be described according to examples. FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a lighting control circuit for a vehicular lamp according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a switching element constituting the switch and its driving circuit, and FIG. 3 is a switch for a multiplexer. FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the multiplexer, FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the compare match processing in the microcomputer, and FIG. FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing an embodiment when using a time-sharing switching regulator, FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing an embodiment when using an independent switching regulator, and FIG. 8 is a forward scheme. FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing an embodiment when using a switching regulator of FIG. FIG. 10 is a circuit configuration diagram showing an embodiment when a step-down switching regulator is used, and FIG. 11 is a circuit configuration diagram when using a step-up switching regulator. It is a circuit block diagram which shows an Example.
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(発光素子)の一要素として、半導体光源を構成する半導体発光素子としてのLED1に対して、スイッチングレギュレータ12と、出力ブロック14と、マルチプレクサ16と、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと称する。)18を備えて構成されている。
In these drawings, a
なお、LED1の代わりに、出力ブロック14の負荷となる半導体光源としては、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。
As a semiconductor light source serving as a load of the
スイッチングレギュレータ12は、スイッチ(スイッチング素子)SW1と、トランスT1を備えて構成されており、トランスT1の一次巻線L1の一端側が車載バッテリ(直流電源)20のプラス端子に接続され、他端側がスイッチSW1を介して車載バッテリ20のマイナス端子に接続され、二次巻線L2の両端側がそれぞれ出力ブロック14に接続されている。スイッチSW1は、マイコン18からのスイッチング信号(パルス信号)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T1は、スイッチSW1のオン動作時に、車載バッテリ20からの入力電圧を電磁エネルギーとして一次巻線L1に蓄積し、一次巻線L1に蓄積された電磁エネルギーをスイッチSW1のオフ動作時に二次側から、出力ブロック14に放出するようになっている。
The
スイッチSW1としては、例えば、図2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22を用いることができ、NMOSトランジスタ22を駆動するための回路素子として、抵抗R11、R12、NPNトランジスタ24、PNPトランジスタ26が設けられている。NMOSトランジスタ22のドレインはトランスT1の一次巻線L1に接続され、ソースは接地されている。NPNトランジスタ24とPNPトランジスタ26はベースがそれぞれマイコン18の出力端子28に接続されてバッファ回路を構成するようになっている。そしてマイコン18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24がオンになるとともに、NMOSトランジスタ22がオンになって、一次巻線L1に電磁エネルギーが蓄積されるようになっている。一方、マイコン18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26がオンになってNMOSトランジスタ22がオフになり、一次巻線L1に蓄積された電磁エネルギーがトランスT1の二次側から出力ブロック14に放出されるようになっている。
As the switch SW1, for example, as shown in FIG. 2, an NMOS transistor 22 as a switching element can be used. As circuit elements for driving the NMOS transistor 22, resistors R11 and R12, an
出力ブロック14は、図1に示すように、LED1を負荷として、LED1の両端に接続されており、トランスT1の二次側から放出される電磁エネルギーを整流して発光エネルギーとしてLED1に伝播するエネルギー伝播手段として、トランスT1の二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と、ダイオードD1の出力電流を平滑するコンデンサC1とを備えて構成されている。この出力ブロック14のコンデンサC1の両端には、LED1に供給される電流(LED1に流れる電流)を検出するための抵抗R1とLED1との直列回路が接続されている。抵抗R1は、例えば、トランスT1の二次巻線L2の一端側を接地したときに、抵抗R1に流れる電流を電圧に変換してマルチプレクサ16に出力する電流検出手段として構成されている。
As shown in FIG. 1, the
マルチプレクサ16は、スイッチSW100、SW101、SW102を備えて構成されており、スイッチSW100は、その一端側が車載バッテリ20のプラス端子に接続され、他端側がマイコン18のA/D変換端子30に接続され、スイッチSW101は、その一端側が抵抗R1とLED1との接続点に接続され、他端側がA/D変換端子30に接続され、スイッチSW2は、その一端側がダイオードD1とLED1との接続点に接続され、他端側がA/D変換端子30に接続されている。スイッチSW100は、マイコン18の入出力端子(I/O)32からの信号に応答して回路を開閉し、スイッチSW101は、入出力端子34からの信号に応答して回路を開閉し、スイッチSW102は、入出力端子36からの信号に応答して回路を開閉するようになっている。スイッチSW100〜SW102は、通常、順番にオン動作するようになっており、各スイッチSW100〜SW102に入力されたアナログ信号のうち単一のアナログ信号のみがA/D変換端子30に出力されるようになっている。
The
すなわち、マルチプレクサ16は複数のアナログ信号を取り込み、取り込んだ複数のアナログ信号の中から単一のアナログ信号を順次選択して出力する選択手段として構成されている。そして、スイッチSW100は、車載バッテリ(直流電源)20を検出対象として、車載バッテリ20の出力電圧、すなわちスイッチングレギュレータ12の入力電圧を取り込み、この入力電圧を車載バッテリ20の状態量を示すアナログ信号としてA/D変換端子30に出力するようになっている。スイッチSW101は、LED1を検出対象として、LED1に流れる電流に対応した電圧を取り込み、取り込んだ電圧をLED1の状態量を示すアナログ信号としてA/D変換端子30に出力するようになっている。またスイッチSW102は、LED1を検出対象として、LED1に印加される電圧、すなわち出力ブロック14の出力電圧を取り込み、取り込んだ電圧をLED1の状態量を示すアナログ信号としてA/D変換端子30に出力するようになっている。
That is, the
スイッチSW100〜SW102としては、例えば、図3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38、ツェナーダイオードZ1、抵抗R13、R14、R15、R16、NPNトランジスタ40、42、PNPトランジスタ44を用いて構成することができる。PMOSトランジスタ38のソースは、車載バッテリ20のプラス端子または抵抗R1とLED1との接続点、あるいはダイオードD1とLED1との接続点に接続され、ドレインはA/D変換端子30に接続され、ゲートは抵抗R14を介してNPNトランジスタ40のコレクタに接続されている。NPNトランジスタ40はベースが抵抗R15を介してNPNトランジスタ42のエミッタとPNPトランジスタ44のエミッタに接続され、NPNトランジスタ42とPNPトランジスタ44のベースはそれぞれマイコン18の入出力端子32、34、36に接続されている。NPNトランジスタ42とPNPトランジスタ44はバッファ回路を構成し、マイコン18の入出力端子32または34、あるいは入出力端子36からハイレベルの信号が出力されたときに、NPNトランジスタ42がオンになるとともにNPNトランジスタ40がオンになり、NPNトランジスタ40がオンになることに伴って、PMOSトランジスタ38がオンになり、検出対象からのアナログ信号をA/D変換端子30側に伝送するようになっている。
The switches SW100 to SW102 are configured using, for example, a
一方、マイコン18の入出力端子32または34あるいは入出力端子36から出力される信号のレベルがローレベルに反転したときには、PNPトランジスタ44がオンになるとともにNPNトランジスタ40がオフになり、NPNトランジスタ40がオフになることに伴って、PMOSトランジスタ38がオフとなり、アナログ信号を伝送する回路を遮断するようになっている。
On the other hand, when the level of the signal output from the input /
マイコン18は、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)あるいはマイクロプロセッサ、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、入出力インターフェイスなどを備えて構成されており、処理プログラムと車載バッテリ20やLED1の状態量に関するデジタルデータに基づいてスイッチSW1をオンオフ動作させるためのスイッチング信号の生成に関する演算処理を実行し、この演算処理の結果を基にスイッチSW1を制御する制御手段として構成されている。
The
さらに本実施例では、マイコン18は、車載バッテリ20やLED1の状態を監視し、この監視結果を基にスイッチングレギュレータ12の出力電圧や出力電流に基づいてフィードバック制御を行ったり、あるいはスイッチングレギュレータ12の入力電圧を基にスイッチングレギュレータ12の動作を停止させる制御やスイッチングレギュレータ12の出力電流を低減させるディレーティング制御を行ったりするようになっており、マイコン18には、検出対象から得られたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換手段としてのA/D変換器が内蔵されている。
Furthermore, in this embodiment, the
このA/D変換器は、マルチプレクサ16からA/D変換端子30に入力されたアナログ信号を順次デジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を車載バッテリ20の状態量に関するデジタルデータあるいはLED1の状態量を示すデジタルデータとしてCPUに出力するようになっている。そしてCPUは、A/D変換器により変換されたデジタル信号(デジタルデータ)を基にスイッチング信号を生成し、生成したスイッチング信号を出力端子28からスイッチSW1に出力し、スイッチSW1のオンオフ動作を制御するようになっている。
This A / D converter sequentially converts the analog signal input from the
マルチプレクサ16から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するに際して、A/D変換器は、入力されたアナログ信号を順次デジタル信号に変換するが、本実施例では、A/D変換端子30にCR回路(フィルタ回路)が接続されることを考慮し、スイッチSW100〜SW102からのアナログ信号が順次入力されても、入力されたアナログ信号を即座にデジタル信号に変換することなく、一定時間経過したあとデジタル信号に変換するようになっている。
When the analog signal output from the
すなわち、図4に示すように、A/D変換端子30にCR回路が接続された場合、CR回路の容量成分によって、高い電位の電圧から低い電位の電圧を選択するための切換が行われるときに信号波形が鈍る期間(タイミングt2〜t3の期間やタイミングt4〜t5の期間)が存在する。このため、信号波形が鈍る期間を避け、タイミングt3〜t4の期間あるいはタイミングt5〜t6の期間であって、信号が安定状態になったタイミングでアナログ信号をデジタル信号に変換することとしている。これにより、変換されたデジタル信号から正確なデジタルデータを生成することができる。
That is, as shown in FIG. 4, when a CR circuit is connected to the A /
また、マルチプレクサ16から入力されたアナログ信号をA/D変換器で順番にデジタル信号に変換する過程で、検出対象に変化が生じ、例えば、スイッチングレギュレータ12の入力電圧が上昇し始めたときに、変化が生じた検出対象、すなわちマルチプレクサ12の入力電圧に関するアナログ信号を他のアナログ信号に優先して多く選択する処理を行うこととしている。このような処理を実行すると、スイッチSW1に流れる電流を低減するディレーティング制御を円滑に且つ効率良く行うことができる。
In addition, when the analog signal input from the
さらに、スイッチングレギュレータ12の動作を停止させる必要が生じたときには、スイッチSW1に対するスイッチング信号のオンデューティをそれ以前の値よりも小さくしたり、あるいはスイッチング信号のオンデューティを0に設定したりすることで、スイッチングレギュレータ12を即座に停止させることができる。
Further, when it becomes necessary to stop the operation of the switching
マイコン18において、スイッチング信号のオンデューティを調整するに際しては、例えば、図5に示すように、タイマカウンタとして、カウント値が設定値αになったときに、スイッチング信号のレベルを“1”から“0”にセットするタイマカウンタ(図示せず)を設けるとともに、カウント値が設定値βになったときに、スイッチング信号のレベルを“0”から“1”にセットするタイマカウンタ(図示せず)を設け、タイミングt1で処理を開始してクロックを計数し、この計数値がタイミングt2において設定値αに達しコンペアマッチとなったときに、一方のタイマカウントをリセットするとともに、スイッチング信号のレベルを“1”から“0”に設定し、さらにクロックの計数を継続し、カウント値がタイミングt3において設定値βになったときには、他方のタイマカウントをリセットするとともにスイッチング信号のレベルを“0”から“1”にセットし、タイミングt3から再びクロックの計数を開始する。そして、タイミングt1からタイミングt2の時間をオンデューティに設定し、このオンデューティを小さくするときには、一方のタイマカウンタの設定値αを小さくすることで、オンデューティを小さくすることができる。逆に、オンデューティを大きくするときには、設定値αの値を大きくすることで、オンデューティを大きくすることができる。
When the
本実施例においては、マイコン18に単一のA/D変換器を内蔵するだけで、3つのアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号を基にスイッチング信号を生成することができ、構成の簡素化を図ることができるとともに、コストダウンを図ることが可能になる。
In the present embodiment, only by incorporating a single A / D converter in the
また、本実施例によれば、ヘッドランプやテール&ストップランプ等の各々異なる配光または機能を満足させる為に複数の半導体光源を有する車両用灯具の各半導体光源を各々の目的の光量で発光させることができると共に、構成の簡素化を図ることができ、コストダウンに寄与することができる。 In addition, according to this embodiment, each semiconductor light source of a vehicle lamp having a plurality of semiconductor light sources emits light with a target light amount in order to satisfy different light distributions or functions such as a head lamp and a tail & stop lamp. In addition, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
なお、マイコン18にA/D変換器を内蔵する代わりに、マイコン18の外部に単一のA/D変換器を設け、このA/D変換器にマルチプレクサ16からのアナログ信号を入力する構成を採用しても、3つのアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号を基にスイッチング信号を生成することができ、構成の簡素化を図ることができるとともに、コストダウンを図ることが可能になる。
Instead of incorporating an A / D converter in the
本実施例においては、マイコン18がスイッチングレギュレータ12を制御するものについて述べたが、本発明は、他のスイッチングレギュレータにも適用することができ、以下、他の実施例について説明する。
In the present embodiment, the
図6に、タイムシェアリング方式のスイッチングレギュレータ46を用いたときの実施例を示す。スイッチングレギュレータ46は、トランスT10を備え、トランスT10の一次巻線L1には、スイッチング素子によるスイッチSW1が接続され、二次巻線L21、L22、L23、L24、L25には、それぞれ出力ブロック48、50、52、54、56が接続されている。各出力ブロック48〜56は、ダイオードD1、D2、D3、D4、D5、コンデンサC1、C2、C3、C4、C5、スイッチング素子によるスイッチSW21、SW22、SW23、SW24、SW25を備えて構成されている。コンデンサC1、C2、C3、C4、C5の両端には、LED1と抵抗R1との直列回路、LED2と抵抗R2との直列回路、LED3と抵抗R3との直列回路、LED4と抵抗R4との直列回路、LED5と抵抗R5との直列回路がそれぞれ接続されている。そして各LED1〜LED5の両端の電圧A、B、C、D、E、F、G、H、I、Jはそれぞれマルチプレクサ58のスイッチSW101〜SW110に入力されるようになっている。スイッチSW100〜SW110は、出力側がそれぞれA/D変換端子30に接続されており、スイッチSW100〜SW102は、入出力端子32、34、36からの信号に応答して回路を開閉し、スイッチSW103〜SW110は、入出力端子60〜74からの信号に応答して回路を開閉するようになっている。
FIG. 6 shows an embodiment when a time-
すなわち、マルチプレクサ58は、スイッチSW100〜SW110に入力された複数のアナログ信号のうち単一のアナログ信号のみを選択してA/D変換端子30に出力するようになっている。そしてマイコン18は、A/D変換器で変換されたデジタル信号を基にスイッチSW1をオンオフ制御するためのスイッチング信号とスイッチSW21〜SW25を順番にオンオフ制御するためのスイッチング信号を生成し、生成したスイッチング信号を出力端子28からスイッチSW1に出力するとともに、出力端子76〜84からスイッチSW21〜SW25に出力するようになっている。
That is, the
例えば、電流境界モードで各スイッチの動作を制御するに際しては、スイッチSW1をオン動作させて、車載バッテリ20からの入力電圧を電磁エネルギーとして一次巻線L1に蓄積し、一次巻線L1に蓄積された電磁エネルギーをスイッチSW1のオフ動作時に、出力ブロック48〜56のうちいずれか1つの出力ブロックに放出するようになっている。すなわち、スイッチSW1がオフ動作になったときには、スイッチSW21〜SW25のうちいずれか1つのスイッチのみをオン動作し、トランスT10の二次側から放出される電磁エネルギーとしての電流を整流して発光エネルギーとしてLED1〜LED5のうちいずれか1つのLEDに供給するようになっている。
For example, when controlling the operation of each switch in the current boundary mode, the switch SW1 is turned on, and the input voltage from the in-
本実施例によれば、11個のアナログ信号を単一のA/D変換器を用いてデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号にしたがってスイッチング信号を生成するようにしたため、アナログ信号の数が多くなっても単一のA/D変換器でデジタル信号に変換することができ、構成の簡素化を図ることができ、コストダウンを図ることが可能になる。 According to this embodiment, 11 analog signals are converted into digital signals using a single A / D converter, and switching signals are generated according to the converted digital signals. Even if there is an increase, it can be converted into a digital signal by a single A / D converter, the configuration can be simplified, and the cost can be reduced.
尚、単一のA/D変換器を用いた例を示したが、11個よりも少ないA/D変換器を用いても同様の効果を得ることができる。 In addition, although the example using the single A / D converter was shown, even if it uses less than 11 A / D converters, the same effect can be acquired.
図7に、独立方式のスイッチングレギュレータ86、88、90、92を用いたときの実施例を示す。スイッチングレギュレータ86〜92は、トランスT1、T2、T3、T4、スイッチング素子によるスイッチSW1、SW2、SW3、SW4を備えて構成されており、各トランスT1〜T4の二次側には、ダイオードD1、D2、D3、D4、コンデンサC1、C2、C3、C4を備えた出力ブロック94、96、98、100が接続されている。各出力ブロック94〜100には、LED1と抵抗R1との直列回路、LED2と抵抗R2との直列回路、LED3と抵抗R3との直列回路、LED4と抵抗R4との直列回路が接続されている。そして各LED1〜LED4の両端に生じる電圧A〜Hはそれぞれマルチプレクサ102のスイッチSW101〜SW108に入力されるようになっている。
FIG. 7 shows an embodiment in which
本実施例におけるマイコン18は、マルチプレクサ102から入力されたアナログ信号を順次デジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号に基づいて各スイッチSW1〜SW4に対するスイッチング信号を独立(個別)に生成し、生成したスイッチング信号を出力端子104、106、108、110を介してスイッチSW1〜SW4に出力するようになっている。各スイッチSW1〜SW4は、マイコン18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T1〜T4は、スイッチSW1〜SW4のオン動作時に、車載バッテリ20からの入力電圧を電磁エネルギーとして一次巻線に蓄積し、一次巻線に蓄積された電磁エネルギーをスイッチSW1〜SW4のオフ動作時に二次側から、出力ブロック94〜100に放出するようになっている。
The
本実施例によれば、9つのアナログ信号を単一のA/D変換器を用いてデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号を基に各スイッチSW1〜SW4に対するスイッチング信号を生成するようにしたため、アナログ信号の数が多くても単一のA/D変換器でデジタル信号に変換することができ、構成の簡素化を図ることができるとともに、コストダウンを図ることが可能になる。 According to the present embodiment, nine analog signals are converted into digital signals using a single A / D converter, and switching signals for the switches SW1 to SW4 are generated based on the converted digital signals. Therefore, even if the number of analog signals is large, it can be converted into a digital signal by a single A / D converter, so that the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
図8に、フォワード方式のスイッチングレギュレータ112を用いたときの実施例を示す。本実施例におけるスイッチングレギュレータ112は、トランスT11とスイッチSW1を備えており、トランスT11の二次側にはダイオードD1、D2、コイルL1、コンデンサC1が接続されている。コンデンサC1の両端にはLED1と抵抗R1との直列回路が接続されている。マルチプレクサ16には、スイッチングレギュレータ112に入力される入力電圧とともにLED1の両端に生じる電圧が入力されるようになっている。
FIG. 8 shows an embodiment in which a
本実施例においては、スイッチSW1がオンのとき、トランスT11に電磁エネルギーを蓄積するとともに、トランスT11の二次側に放出し、スイッチSW1のオフのとき、コイルL1に蓄積された電磁エネルギーをLED1に放出するようになっている。 In this embodiment, when the switch SW1 is on, electromagnetic energy is accumulated in the transformer T11, and is discharged to the secondary side of the transformer T11. When the switch SW1 is off, the electromagnetic energy accumulated in the coil L1 is LED1. To be released.
本実施例によれば、3つのアナログ信号を単一のA/D変換器を用いてデジタル信号に変換することができ、構成の簡素化を図ることができるとともにコストダウンを図ることが可能になる。 According to the present embodiment, three analog signals can be converted into digital signals using a single A / D converter, and the configuration can be simplified and the cost can be reduced. Become.
図9に、フライバック方式のスイッチングレギュレータ114を用いたときの実施例を示す。スイッチングレギュレータ114は、トランスT12とスイッチSW1を備えており、トランスT12の二次側にはダイオードD1とコンデンサC1が接続されている。コンデンサC1の両端には、LED1と抵抗R1との直列回路が接続されている。そしてマルチプレクサ16には、スイッチングレギュレータ14の入力電圧とともにLED1の両端に生じる電圧が入力されている。
FIG. 9 shows an embodiment when a
本実施例においては、スイッチSW1がオンのときに、トランスT1に電磁エネルギーを蓄積し、スイッチSW1がオフのときに、トランスT12に蓄積された電磁エネルギーをLED1に放出するようになっている。 In this embodiment, electromagnetic energy is accumulated in the transformer T1 when the switch SW1 is on, and electromagnetic energy accumulated in the transformer T12 is released to the LED 1 when the switch SW1 is off.
本実施例によれば、3つのアナログ信号を単一のA/D変換器を用いてデジタル信号に変換することができ、構成の簡素化を図ることができるとともにコストダウンを図ることが可能になる。 According to the present embodiment, three analog signals can be converted into digital signals using a single A / D converter, and the configuration can be simplified and the cost can be reduced. Become.
図10に、降圧型のスイッチングレギュレータ116を用いたときの実施例を示す。スイッチングレギュレータ116は、スイッチSW1、ダイオードD1、コイルL1、コンデンサC1を備えて構成されている。コンデンサC1の両端にはLED1と抵抗R1との直列回路が接続されている。そしてマルチプレクサ16には、スイッチングレギュレータ116の入力電圧とともに、LED1の両端に生じる電圧が入力されている。
FIG. 10 shows an embodiment when the step-down
本実施例においては、スイッチSW1がオンになったときに、入力電圧を電磁エネルギーとしてコイルL1に蓄積し、スイッチSW1がオフになったときには、ダイオードD1が導通し、コイルL1に蓄積された電磁エネルギーをLED1に放出するようになっている。 In this embodiment, when the switch SW1 is turned on, the input voltage is accumulated as electromagnetic energy in the coil L1, and when the switch SW1 is turned off, the diode D1 is turned on and the electromagnetic wave accumulated in the coil L1. Energy is released to the LED 1.
本実施例によれば、3つのアナログ信号を単一のA/D変換器を用いてデジタル信号に変換することができ、構成の簡素化を図ることができるとともにコストダウンを図ることが可能になる。 According to the present embodiment, three analog signals can be converted into digital signals using a single A / D converter, and the configuration can be simplified and the cost can be reduced. Become.
図11に、昇圧型のスイッチングレギュレータ118を用いたときの実施例を示す。スイッチングレギュレータ118は、コイルL1、スイッチSW1、ダイオードD1、コンデンサC1を備えて構成されている。コンデンサC1の両端には、LED1と抵抗R1との直列回路が接続されている。そして、マルチプレクサ16には、スイッチングレギュレータ118の入力電圧とともに、LED1の両端に生じる電圧が入力されている。
FIG. 11 shows an embodiment when a step-up
本実施例においては、スイッチSW1がオンになったときに、入力電圧を電磁エネルギーとしてコイルL1に蓄積し、スイッチSW1がオフになったときには、コイルL1に蓄積された電磁エネルギーを入力電圧に重畳させてLED1に放出するようになっている。 In this embodiment, when the switch SW1 is turned on, the input voltage is accumulated in the coil L1 as electromagnetic energy, and when the switch SW1 is turned off, the electromagnetic energy accumulated in the coil L1 is superimposed on the input voltage. It is made to discharge | release to LED1.
本実施例によれば、3つのアナログ信号を単一のA/D変換器を用いてデジタル信号に変換することができ、構成の簡素化を図ることができるとともにコストダウンを図ることが可能になる。 According to the present embodiment, three analog signals can be converted into digital signals using a single A / D converter, and the configuration can be simplified and the cost can be reduced. Become.
前記各実施例においては、制御手段としてマイコン18を用いたものについて述べたが、制御手段としては、プログラムに従って演算処理を行うマイコンと、マイコンからの指令に応答して、パルス信号を生成する専用コントロールIC(Integrated Circuit)を用いることもできる。
In each of the embodiments described above, the
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 出力ブロック
16 マルチプレクサ
18 マイコン
20 車載バッテリ
46、86〜92、112〜118 スイッチングレギュレータ
58、102 マルチプレクサ
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