JP2006172819A - 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、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整流ダイオードと平滑用コンデンサを介して、LEDに供給するようにしたものがある(特許文献1参照)。この点灯制御回路においては、LEDの断線を検出したときに、スイッチングレギュレータの動作を停止する構成が採用されている。 When configuring the lighting control circuit, a switching regulator equipped with a switching element and a transformer is used. The input voltage from the DC power supply is stored in the transformer as electromagnetic energy when the switching element is turned on, and the electromagnetic energy stored in the transformer is switched. There is one in which an element is supplied to an LED via a rectifier diode and a smoothing capacitor from the secondary side of the transformer when the element is turned off (see Patent Document 1). In this lighting control circuit, a configuration is adopted in which the operation of the switching regulator is stopped when the disconnection of the LED is detected.
一方、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に際して、マイクロコンピュータを用いてスイッチング信号を生成し、このスイッチング信号にしたがってスイッチング素子のオンオフ動作を制御することが試みられている。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のスイッチング素子を制御するとともにLEDの状態を監視するに際しては、LEDに印加される電圧を分圧してマイクロコンピュータに取り込み、取り込んだ電圧を、マイクロコンピュータに内蔵されたA/D変換器を用いてデジタルデータに変換し、変換されたデジタルデータを基にLEDが断線(オープン)したか否かを判定することが行われている。マイクロコンピュータを用いてLEDが断線したか否かを判定する処理を行えば、1台のマイクロコンピュータで複数のスイッチングレギュレータに対する処理を行うことができる。 On the other hand, when controlling the on / off operation of the switching element of the switching regulator, it has been attempted to generate a switching signal using a microcomputer and control the on / off operation of the switching element in accordance with the switching signal. When the switching element of the switching regulator is controlled using the microcomputer and the state of the LED is monitored, the voltage applied to the LED is divided and taken into the microcomputer, and the taken-in voltage is stored in the A built in the microcomputer. A digital data is converted using a / D converter, and it is determined whether or not an LED is disconnected (opened) based on the converted digital data. If processing for determining whether or not an LED is disconnected using a microcomputer is performed, processing for a plurality of switching regulators can be performed by a single microcomputer.
マイクロコンピュータを用いてLEDの状態を監視するに際して、A/D変換器で得られたデジタルデータをマイクロコンピュータ内で処理する方法では、A/D変換に通常数10μs程度の時間を必要とし、LEDが断線したことを迅速に検出することができない。特に、複数のLEDの状態を監視するときには、各LEDから得られた電圧をそれぞれA/D変換器でA/D変換を行わなければならず、A/D変換に多くの時間を要することになる。しかも、各A/D変換器からのデータを順次取り込むためのチャンネル切替えにも処理時間が必要となり、複数のLEDのうちいずれかのLEDが断線しても、数100μsに1回の割合で断線を検出することになる。つまり、1個のLEDが断線しても、断線したあと数100μs後にスイッチングレギュレータの出力を制限する制御を行うことになり、LEDが断線してもスイッチングレギュレータの動作を停止させるまでに時間がかかりすぎ、LEDの断線時にスイッチングレギュレータの出力電圧を十分に抑制できず、スイッチングレギュレータの出力が過電圧となって、LEDやスイッチングレギュレータの回路素子などが破壊する恐れがある。 In the method of processing the digital data obtained by the A / D converter in the microcomputer when monitoring the state of the LED using the microcomputer, the A / D conversion usually requires several tens of microseconds, and the LED Cannot be detected quickly. In particular, when monitoring the state of a plurality of LEDs, the voltage obtained from each LED must be A / D converted by an A / D converter, which requires a lot of time for A / D conversion. Become. In addition, processing time is also required for channel switching for sequentially taking in data from each A / D converter, and even if one of the plurality of LEDs is disconnected, it is disconnected once every several hundreds of μs. Will be detected. In other words, even if one LED is disconnected, control is performed to limit the output of the switching regulator several hundreds of μs after disconnection, and it takes time to stop the operation of the switching regulator even if the LED is disconnected. Therefore, when the LED is disconnected, the output voltage of the switching regulator cannot be sufficiently suppressed, the output of the switching regulator becomes an overvoltage, and the LED and the circuit elements of the switching regulator may be destroyed.
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に接続される半導体光源に異常が生じたときに、その異常を迅速に検出してスイッチングレギュレータやスイッチングレギュレータに接続される回路素子及び半導体光源を保護することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its purpose is to quickly detect an abnormality when a semiconductor light source connected to the switching regulator has an abnormality to detect the switching regulator or It is to protect circuit elements and semiconductor light sources connected to the switching regulator.
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のおいては、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整流して発光エネルギーとして一つまたは相異なる複数の半導体光源に伝播するエネルギー伝播手段と、前記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、前記演算処理の結果を基に前記スイッチング素子のオンオフ動作を制御するマイクロコンピュータと、前記半導体光源の異常を検出したときに異常検出信号を前記マイクロコンピュータの外部割込み端子に出力する異常検出手段とを備え、前記マイクロコンピュータは、前記外部割込み端子に前記異常検出信号が入力されたときに、外部割込み処理として、前記スッチング素子に印加されるスイッチング信号のオンデューティをそれ以前のオンデューテイよりも小さくするための処理を実行してなる車両用灯具の点灯制御回路。
In order to achieve the above object, in the lighting control circuit for a vehicle lamp according to
(作用)スイッチングレギュレータから発生する電磁エネルギーを発光エネルギーとして一つまたは相異なる複数の半導体光源に供給する過程で、半導体光源に異常が生じ、例えば、半導体光源が断線(オープン)したときには、異常検出手段から異常検出信号が出力されるため、マイクロコンピュータは、半導体光源の異常を検出するための演算処理を行うことなく、異常検出信号に応答してスイッチング信号のオンデューティをそれ以前のオンデューティ、すなわち、半導体光源に異常が生じる前のオンデューティよりも小さくする制御を行うことで、スイッチングレギュレータの出力電圧が過大になるのを抑制することができ、スイッチングレギュレータとスイッチングレギュレータに接続される回路素子および半導体光源を確実に保護することができる。 (Operation) In the process of supplying electromagnetic energy generated from a switching regulator as light emission energy to one or multiple different semiconductor light sources, an abnormality occurs in the semiconductor light source.For example, when the semiconductor light source is disconnected (opened), an abnormality is detected. Since the abnormality detection signal is output from the means, the microcomputer does not perform the arithmetic processing for detecting the abnormality of the semiconductor light source, and the on-duty of the switching signal is changed to the previous on-duty in response to the abnormality detection signal. That is, by controlling the on-duty before the abnormality occurs in the semiconductor light source, it is possible to suppress the output voltage of the switching regulator from becoming excessive, and the circuit elements connected to the switching regulator and the switching regulator And reliably protect semiconductor light sources be able to.
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、前記各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、前記演算処理の結果を基に前記各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マイクロコンピュータと、前記各半導体光源の異常を検出したときに異常検出信号を前記マイクロコンピュータの端子のうち外部割込み端子と前記各半導体光源に対応した複数の信号入力端子にそれぞれ出力する複数の異常検出手段とを備え、前記マイクロコンピュータは、前記いずれかの信号入力端子から入力された異常検出信号に従って異常の半導体光源を判定し、前記外部割込み端子に入力された異常検出信号に応答した外部割込み処理として、前記異常と判定された半導体光源に対応した前記スイッチングレギュレータのスイッチング素子に印加されるスイッチング信号のオンデューティをそれ以前のオンデューテイよりも小さくするための処理を実行してなる構成とした。 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 as light emission energy to a plurality of different semiconductor light sources, and arithmetic processing related to generation of a switching signal for turning on / off the switching element of each switching regulator. And a microcomputer for controlling the on / off operation of the switching element of each switching regulator based on the result of the arithmetic processing and an abnormality detection signal when the abnormality of each semiconductor light source is detected. A plurality of abnormality detecting means for outputting to an external interrupt terminal and a plurality of signal input terminals corresponding to each of the semiconductor light sources, and the microcomputer is input from any one of the signal input terminals. In accordance with the abnormality detection signal, an abnormal semiconductor light source is determined, and as an external interrupt process in response to the abnormality detection signal input to the external interrupt terminal, the switching regulator of the switching regulator corresponding to the semiconductor light source determined to be abnormal The processing is performed to make the on-duty of the applied switching signal smaller than the previous on-duty.
(作用)1台のマイクロコンピュータで複数の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制御するとともに複数の半導体光源(負荷)の状態を監視し、各スイッチングレギュレータから発生する電磁エネルギーを発光エネルギーとして各半導体光源に供給する過程で、いずれかの半導体光源で異常が生じたときには、異常検出手段からマイクロコンピュータに対して異常検出信号が出力されるため、マイクロコンピュータは、異常検出信号にしたがって異常の生じた半導体光源を判定し、異常の生じた半導体光源を判定したあとは、A/D変換によるデジタルデータを用いて光源の異常を検出するための演算処理を行うことなく、異常と判定された半導体光源に対応したスイッチングレギュレータのスイッチング素子を対象として、外部割込処理を実行することで、スイッチングレギュレータの出力電圧が過大になるのを迅速に抑制することができ、スイッチングレギュレータやスイッチングレギュレータに接続される回路素子および半導体光源を確実に保護することができる。 (Operation) The switching elements of a plurality of switching regulators are controlled to be turned on and off by a single microcomputer, and the states of a plurality of semiconductor light sources (loads) are monitored. The electromagnetic energy generated from each switching regulator is emitted to each semiconductor light source as light emission energy. When an abnormality occurs in any of the semiconductor light sources during the supply process, an abnormality detection signal is output from the abnormality detection means to the microcomputer. After determining the semiconductor light source in which an abnormality has occurred, it is possible to cope with the semiconductor light source determined to be abnormal without performing arithmetic processing for detecting the light source abnormality using digital data by A / D conversion. The switching elements of the selected switching regulator By executing external interrupt processing, it is possible to quickly suppress the output voltage of the switching regulator from becoming excessive, and to reliably protect the circuit elements and semiconductor light sources connected to the switching regulator and the switching regulator. it can.
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、前記演算処理の結果を基に前記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マイクロコンピュータと、前記各半導体光源の異常を検出したときに異常検出信号を前記マイクロコンピュータの端子のうち外部割込み端子と前記各半導体光源に対応した複数の信号入力端子にそれぞれ出力する複数の異常検出手段とを備え、前記各エネルギー伝播手段は、前記スイッチングレギュレータと前記各半導体光源とを結ぶ回路を開閉する補助スイッチング素子を有し、前記マイクロコンピュータは、前記スイッチングレギュレータのスイッチング素子に対するスイッチング信号の生成とともに、前記各エネルギー伝播手段の補助スイッチング素子を順番に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、前記各補助スイッチング素子を順番にオンオフ動作させる制御を実行する過程で、前記いずれかの信号入力端子から入力された異常検出信号に従って異常の半導体光源を判定し、前記外部割込み端子に入力された異常検出信号に応答した外部割込み処理として、前記異常と判定された半導体光源に対応した補助スイッチング素子に印加されるスイッチング信号のオンデューティをそれ以前のオンデューテイよりも小さくするための処理を実行してなる構成とした。 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 as light emission energy to a plurality of different semiconductor light sources, and a calculation process relating to generation of a switching signal for turning on and off the switching element. A microcomputer that controls the on / off operation of the switching element of the switching regulator based on the result, and an abnormality detection signal when an abnormality of each of the semiconductor light sources is detected, an external interrupt terminal among the microcomputer terminals, and the A plurality of abnormality detection means for outputting to a plurality of signal input terminals corresponding to the semiconductor light source, and each energy propagation means has an auxiliary switching element for opening and closing a circuit connecting the switching regulator and each semiconductor light source. The microcomputer executes a calculation process related to generation of a switching signal for sequentially turning on and off the auxiliary switching elements of the energy propagation means, together with generation of switching signals for the switching elements of the switching regulator. In the process of performing control to turn on and off the auxiliary switching elements in order, the abnormal semiconductor light source is determined according to the abnormality detection signal input from any one of the signal input terminals, and the abnormality detection signal input to the external interrupt terminal External in response to As write processing was with the on-duty of the abnormality determined as the switching signal applied to the auxiliary switching elements corresponding to the semiconductor light source formed by executing the processing for less than previous Ondeyutei configuration.
(作用)1台のマイクロコンピュータで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、各エネルギー伝播手段の補助スイッチング素子を順番にオンオフ動作させる制御を行い、スイッチングレギュレータから発生する電磁エネルギーを発光エネルギーとして各半導体光源(負荷)に順次供給する過程で、複数の半導体光源のうちいずれかの半導体光源に異常、例えば、半導体光源の断線(オープン)が生じたときには、異常検出手段からマイクロコンピュータに対して異常検出信号が出力されるため、マイクロコンピュータは、異常検出信号にしたがって異常の生じた半導体光源を判定し、このあとは、A/D変換によるデジタルデータを用いて半導体光源の異常を検出するための演算処理を行うことなく、異常と判定された半導体光源に対応したエネルギー伝播手段の補助スイッチング素子を対象として、外部割込み処理を即座に実行することで、スイッチングレギュレータの出力電圧が過大になるのを迅速に抑制することができ、スイッチングレギュレータやスイッチングレギュレータに接続される回路素子および半導体光源を確実に保護することができる。 (Operation) The on / off operation of the switching element of the switching regulator is controlled by one microcomputer, and the auxiliary switching element of each energy propagation means is controlled to be turned on / off in order, and the electromagnetic energy generated from the switching regulator is emitted as the light emission energy. In the process of sequentially supplying to each semiconductor light source (load), when an abnormality occurs in any one of the plurality of semiconductor light sources, for example, the disconnection (open) of the semiconductor light source occurs, the abnormality detection means sends the error to the microcomputer. Since the abnormality detection signal is output, the microcomputer determines the semiconductor light source in which an abnormality has occurred according to the abnormality detection signal, and thereafter detects the abnormality of the semiconductor light source using digital data by A / D conversion. Without performing computations for By executing external interrupt processing immediately for the auxiliary switching element of the energy propagation means corresponding to the semiconductor light source determined to be abnormal, it is possible to quickly suppress the output voltage of the switching regulator from becoming excessive. The circuit elements and semiconductor light sources connected to the switching regulator and the switching regulator can be reliably protected.
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2または3に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記各異常検出手段は、論理和回路を介して前記外部割込み端子に接続されてなる構成とした。 In the vehicle lamp lighting control circuit according to claim 4, the vehicle lamp lighting control circuit according to claim 2 or 3, wherein each of the abnormality detection means is connected to the external interrupt terminal via an OR circuit. It was set as the structure which is connected.
(作用)各異常検出手段は、論理和回路(OR回路)を介してマイクロコンピュータの外部割込み端子に接続されているため、1つの外部割込み端子に複数の異常検出手段からの異常検出信号を取り込むことができる。 (Operation) Since each abnormality detection means is connected to the external interrupt terminal of the microcomputer via an OR circuit (OR circuit), the abnormality detection signals from a plurality of abnormality detection means are taken into one external interrupt terminal. be able to.
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、半導体光源が異常になっても、スイッチングレギュレータやスイッチングレギュレータに接続される回路素子および半導体光源を確実に保護することができる。 As is clear from the above description, according to the lighting control circuit for a vehicular lamp according to the first aspect, even if the semiconductor light source becomes abnormal, the switching regulator, the circuit element connected to the switching regulator, and the semiconductor light source are surely secured. Can be protected.
請求項2に係る車両用灯具の点灯制御回路によれば、半導体光源が異常になっても、スイッチングレギュレータやスイッチングレギュレータに接続される回路素子および半導体光源を確実に保護することができる。 According to the lighting control circuit for the vehicular lamp according to the second aspect, even if the semiconductor light source becomes abnormal, it is possible to reliably protect the switching regulator, the circuit element connected to the switching regulator, and the semiconductor light source.
請求項3に係る車両用灯具の点灯制御回路によれば、半導体光源が異常になっても、スイッチングレギュレータやスイッチングレギュレータに接続される回路素子および半導体光源を確実に保護することができる。 According to the lighting control circuit for the vehicular lamp according to the third aspect, even when the semiconductor light source becomes abnormal, the circuit element connected to the switching regulator or the switching regulator and the semiconductor light source can be reliably protected.
請求項4によれば、1つの外部割込み端子に複数の異常検出手段からの異常検出信号を取り込むことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, abnormality detection signals from a plurality of abnormality detection means can be taken into one external interrupt terminal.
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、オープン検出回路の回路構成図、図4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5は、本発明の第2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6は、フォワード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、フライバック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、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9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 and a drive circuit constituting a switch, and FIG. 3 is an open detection circuit FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the process of compare match in the microcomputer. FIG. 5 is a circuit diagram of the lighting control circuit for the vehicular lamp according to the second embodiment of the present invention. 6 is a circuit configuration diagram showing an embodiment when a forward type switching regulator is used, FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing an embodiment when a flyback type switching regulator is used, and FIG. 8 is a step-down type. FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing an embodiment when a step-up type switching regulator is used. .
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、半導体光源を構成する半導体発光素子としてのLED1、LED2、LED3、LED4、LED5に対して、スイッチングレギュレータ12、14、16、18、20と、出力ブロック22、24、26、28、30と、オープン検出回路(断線検出回路)32、34、36、38、40と、OR回路(論理和回路)42と、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと称する。)44を備えて構成されている。
In these drawings, the
なお、LED1〜LED5の代わりに、各出力ブロック22〜30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。
In addition, instead of LED1 to LED5, as a semiconductor light source serving as a load for each
スイッチングレギュレータ12、14、16、18、20は、スイッチ(スイッチング素子)SW1、SW2、SW3、SW4、SW5と、トランスT1、T2、T3、T4、T5を備えて構成されており、トランスT1〜T5の一次巻線の一端側が車載バッテリ(直流電源)46のプラス端子に接続され、他端側がスイッチSW1〜SW5を介して車載バッテリ46のマイナス端子に接続され、二次巻線の両端側がそれぞれ出力ブロック22、24、26、28、30に接続されている。各スイッチSW1〜SW5は、マイコン44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〜T5は、スイッチSW1〜SW5のオン動作時に、車載バッテリ46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〜SW5のオフ動作時に二次側から出力ブロック22〜30に放出するようになっている。
The switching
スイッチSW1〜SW5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48を用いることができ、NMOSトランジスタ48を駆動するための回路素子として、抵抗R1、R2、NPNトランジスタ50、PNPトランジスタ52が設けられている。NMOSトランジスタ48のドレインはトランスT1〜T5の一次巻線に接続され、ソースは接地されている。NPNトランジスタ50とPNPトランジスタ52はベースがそれぞれマイコン44の出力端子(信号出力端子)54、56、58、60、62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44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50がオンになるとともに、NMOSトランジスタ48がオンになって、トランスT1〜T5の一次巻線に電磁エネルギーを蓄積するようになっている。一方、マイコン44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52がオンになってNMOSトランジスタ48がオフになり、トランスT1〜T5の一次巻線に蓄積された電磁エネルギーをトランスT1〜T5の二次側から各出力ブロック22〜30に放出するようになっている。
As the switches SW1 to SW5, for example, as shown in FIG. 2, an
出力ブロック22〜30は、LED1〜LED5を負荷として、LED1〜LED5の両端に接続されており、トランスT1〜T5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〜LED5に伝播するエネルギー伝播手段として、トランスT1〜T5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、D2、D3、D4、D5と、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とを備えて構成されている。さらに各出力ブロック22〜30には、各LED1〜LED5に印加される電圧を分圧する分圧手段としての抵抗R11、R12、R21、R22、R31、R32、R41、R42、R51、R52が設けられている。抵抗R11とR12は、LED1に印加される電圧を分圧し、分圧によって得られた電圧Aをオープン検出回路32に出力し、抵抗R21と抵抗R22はLED2に印加される電圧を分圧し、分圧によって得られた電圧Bをオープン検出回路34に出力し、抵抗R31と抵抗R32はLED3に印加される電圧を分圧し、分圧によって得られた電圧Cをオープン検出回路36に出力し、抵抗R41と抵抗R42は、LED4に印加される電圧を分圧し、分圧によって得られた電圧Dをオープン検出回路38に出力し、抵抗R51と抵抗R52は、LED5に印加される電圧を分圧し、分圧によって得られた電圧Eをオープン検出回路40に出力するようになっている。
The output blocks 22 to 30 are connected to both ends of the
オープン検出回路32〜40は、例えば、図3に示すように、オープン検出手段(断線検出手段)として、抵抗R3、R4、R5、コンパレータ(比較器)64を備えて構成されている。抵抗R3、R4は、ある基準電圧を分圧し、分圧によって得られた電圧をコンパレータ64のマイナス端子に印加するようになっており、抵抗R5の両端はオペアンプ64のマイナス入力端子と出力端子に接続されている。コンパレータ64のプラス入力端子には、抵抗R11と抵抗R12の分圧によって得られた電圧A、抵抗R21と抵抗R22の分圧によって得られた電圧B、抵抗R31と抵抗R32の分圧によって得られた電圧C、抵抗R41と抵抗R42の分圧によって得られた電圧D、抵抗R51と抵抗R52の分圧によって得られた電圧Eがそれぞれ入力されるようになっている。そしてオープン検出回路32〜40は、コンパレータ64のマイナス入力端子に印加された電圧を基準電圧として、コンパレータ64のプラス入力端子に入力された電圧(電圧A〜電圧E)と基準電圧とを比較し、プラス入力端子に入力された電圧が基準電圧を超えたときに、LED1〜LED5がオープン(断線)したとして、ハイレベルの信号(異常検出信号)をOR回路42を介してマイコン44の外部割込み端子(IRQ)66に出力するとともに、信号入力端子(I/O1〜I/O5)68、70、72、74、76に出力するようになっている。
For example, as shown in FIG. 3, the
OR回路42は、ダイオードD11、D21、D31、D41、D51を備えて構成されており、各ダイオードD11〜D51のアノード側がオープン検出回路32〜40の出力側に接続され、カソード側が外部割込み端子66に接続されている。すなわち、各ダイオードD11〜D51のカソード側が互いにワイヤードオア接続されて外部割込み端子66に接続されているので、複数のオープン検出回路32〜40の出力による異常検出信号を、OR回路42を介して、単一の外部割込み端子66に供給することができる。この場合、各オープン検出回路32〜40と外部割込み端子66との間にダイオードD11〜D51が挿入されているので、各オープン検出回路32〜40の出力信号が他のオープン検出回路に逆流して誤動作するのを防止することができる。
The OR
マイコン44は、CPU(中央処理装置)、RAM、ROM、入出力インターフェイスなどを備えて構成されており、処理プログラムに基づいてNMOSトランジスタ48をオンオフ動作するためのスイッチング信号を生成するための演算処理などを実行し、演算処理の結果を基にNMOSトランジスタ48のオンオフ動作を制御するようになっている。すなわち、演算によって得られたスイッチング信号を出力端子54〜62を介してスイッチSW1〜SW5のNPNトランジスタ50とPNPトランジスタ52に出力するようになっている。マイコン44は、スイッチング信号を生成するための演算を行っている過程で、外部割込み端子66に外部割込み信号として、オープン検出回路32〜40のうちいずれかのオープン検出回路から異常検出信号(ハイレベルの信号)が入力されたときには、外部割込み処理として、スイッチング信号のオンデューティをそれ以前オンデューティ(LED1〜LED5のうちいずれかのLEDのオープンが検出される前)よりも小さくするための処理を実行するようになっている。尚、異常検出信号(ロウレベルの信号)が入力されたときに、オンデューティを小さくするための処理を実行してもよい。但し、その場合、ダイオードD11〜D51のアノード、カソードの関係は逆になる。
The
本実施例においては、マイコン44は、複数のスイッチングレギュレータ12〜20を対象としているため、スイッチング信号のオンデューティを小さくするための処理を実行するに先立って、信号入力端子68〜76のうちいずれの信号入力端子に異常検出信号(ハイレベルの信号)が入力されたか否かを判定し、異常検出信号(ハイレベルの信号)が入力された信号入力端子に対応したLEDにオープン(断線)が生じたと判定する処理を行うようになっている。そしてこの判定結果を基に、オープンとなったLEDに対応したスイッチングレギュレータ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オンデューティよりも小さくするための処理を実行するようになっている。例えば、オープン検出回路32から異常検出信号(ハイレベルの信号)が出力されたときには、信号入力端子68〜76のうち信号入力端子68にのみハイレベルの信号が入力されるため、マイコン44は、LED1がオープンしたとして、スイッチSW1に対するスイッチング信号として、出力端子54から出力するスイッチング信号のオンデューティを小さくする処理を実行するようになっている。
In the present embodiment, since the
スイッチング信号のオンデューティが小さくなると、スイッチSW1におけるNMOSトランジスタ48のオン動作時間が短くなり、スイッチングレギュレータ12の出力電圧が過電圧になるのを制限または阻止することができる。この場合、スイッチング信号のオンデューティの値としては、NMOSトランジスタ48を保護することができる許容電流に対応づけて設定することができる。また、スイッチング信号のオンデューティを小さくするに際しては、スイッチング信号のオンデューティを0として、NMOSトランジスタ48を完全にオフにすることもできる。
When the on-duty of the switching signal is reduced, the on-operation time of the
マイコン44において、スイッチング信号のオンデューティを設定するに際しては、例えば、図4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パルス信号のレベルを“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。
In setting the on-duty of the switching signal in the
本実施例においては、LED1〜LED5のうちいずれかのLEDがオープン(断線)となって、いずれかのオープン検出回路32〜40から異常検出信号が出力され、この異常検出信号が外部割込み端子66と信号入力端子68〜76のうちいずれかの信号入力端子に入力されたときには、マイコン44は、各LED1〜LED5に印加される電圧をA/D変換するための演算処理を行うことなく、信号入力端子68〜76のいずれかに入力された信号によって異常の生じた半導体光源を判定し、外部割込み端子66に入力された異常検出信号に応答してスイッチング信号のオンデューティをそれ以前のオンデューティよりも小さくすることで、スイッチングレギュレータ12〜20のうち異常の生じたLED(負荷)に対応したスイッチングレギュレータ12〜20の出力電圧が過電圧になるのを即座に制限または阻止することができ、スイッチングレギュレータ12〜20を構成する回路素子や出力ブロック22〜30を構成する回路素子およびLED1〜LED5を確実に保護することができる。
In the present embodiment, any one of the
また、本実施例においては、マイコン44が複数のスイッチングレギュレータ12〜20を制御するものについて述べたが、マイコン44が単一のスイッチングレギュレータを制御するときには、単一のオープン検出回路の出力を信号入力端子68〜76に接続することなく、外部割込み端子66にのみ接続し、オープン検出回路から外部割込み端子66にハイレベルの信号が入力されたときに、マイコン44は、異常の生じたLED(負荷)を判定するための処理を行うことなく、即座に、スイッチング信号のオンデューティをそれ以前のオンデューティよりも小さくするための処理を実行することができる。
In this embodiment, the
さらに、本実施例によれば、ある半導体光源(LED)が異常になっても、スイッチングレギュレータ12〜20やスイッチングレギュレータ12〜20に接続される回路素子および正常な半導体光源を確実に確保することができる為、点灯回路の損傷を防ぎ、ドライバーや歩行者等にかかる安全性を確保することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, even if a certain semiconductor light source (LED) becomes abnormal, it is possible to reliably secure the switching
また、本実施例においては、マイコン44が5つのスイッチングレギュレータ12〜20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5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78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78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22、24、26、28、30が接続され、各出力ブロック22〜30には、それぞれLED1、LED2、LED3、LED4、LED5が接続されている。各出力ブロック22〜30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。さらにコンデンサC1、C2、C3、C4、C5の両端には、各LED1〜LED5に印加される電圧を分圧するための抵抗R11、R12、R21、R22、R31、R32、R41、R42、R51、R52が接続されている。この場合、マイコン44は、スイッチング信号を生成してスイッチSW1のオンオフ動作を制御するとともに、スイッチSW21〜SW25を順番にオンオフ制御するようになっており、出力端子54からスイッチSW1に対してスイッチング信号が出力されるとともに、出力端子80、82、84、86、88から各スイッチSW21〜SW25にスイッチング信号が出力されるようになっている。
FIG. 5 shows an embodiment when a time-
例えば、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46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、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22〜30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。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つのスイッチのみがオン動作し、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, the switch SW1 is turned on, the input voltage from the in-
本実施例においては、LED1〜LED5のうちいずれかがオープンになったときには、信号入力端子68〜76のいずれかに入力される異常検出信号によって異常の生じたLED(負荷)を判定するとともに、外部割込み端子66に入力された異常検出信号に応答して、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オンデューティよりも小さくするための処理を実行するとともに、スイッチSW21〜SW25のうちオープンになったLEDに対応したスイッチ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オンデューティよりも小さくするための処理を実行する。このような制御を行うことで、異常になったLEDに対する出力電圧が即座に過電圧になるのを制限または阻止し、出力ブロックの回路素子やLEDを確実に保護することができるとともに、正常なLEDに対しては正常時の電流を継続して供給することができる。
In this embodiment, when any one of the
図6に、フォワード方式のスイッチングレギュレータ90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90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、コンデンサC1の両端に抵抗R11、抵抗R12、LED1が接続されている。
FIG. 6 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T11の電磁エネルギーを二次側に放出し、スイッチSW1がオフのときに、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, the electromagnetic energy of the transformer T11 is released to the secondary side, and when the switch SW1 is off, the electromagnetic energy accumulated in the coil L1 is released to the LED1. It has become.
本実施例においては、LED1がオープンとなって、オープン検出回路32から異常検出信号(ハイレベルの信号)が外部割込み端子66に入力されたときには、マイコン44がスイッチSW1に対するスイッチング信号のオンデューティを小さくすることで、スイッチングレギュレータ90の出力電圧が過電圧になるのを即座に制限または阻止することができ、スイッチングレギュレータ90の二次側に接続される回路素子やLED1を確実に保護することができる。なお、スイッチングレギュレータ90を多出力に構成することも可能である。
In this embodiment, when the
図7に、フライバック方式のスイッチングレギュレータ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92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、コンデンサC1が接続され、コンデンサC1の両端には抵抗R11、抵抗R12、LED1が接続されている。
FIG. 7 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T12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ダイオードD1、コンデンサC1を介して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 T12. When the switch SW1 is off, the electromagnetic energy accumulated in the transformer T12 is transmitted to the LED1 via the diode D1 and the capacitor C1. Released.
本実施例においては、LED1がオープンになって、オープン検出回路32から異常検出信号(ハイレベルの信号)が外部割込み端子66に入力されたときには、マイコン44がスイッチSW1に対するスイッチング信号のオンデューティを小さくすることで、スイッチングレギュレータ92の出力電圧が過電圧になるのを即座に制限または阻止することができ、スイッチングレギュレータ92の二次側に接続される回路素子やLED1を確実に保護することができる。なお、スイッチングレギュレータ92を多出力に構成することも可能である。
In this embodiment, when the
図8に、降圧型のスイッチングレギュレータ94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94は、スイッチSW1、ダイオードD1、コイルL1、コンデンサC1を備えており、コンデンサC1の両端には抵抗R11、抵抗R12、LED1が接続されている。
FIG. 8 shows an embodiment when a 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
本実施例においては、LED1がオープンになって、オープン検出回路32から異常検出信号(ハイレベルの信号)が外部割込み端子66に入力されたときには、マイコン44がスイッチSW1に対するスイッチング信号のオンデューティを小さくすることで、スイッチングレギュレータ94の出力電圧が過電圧になるのを即座に制限または阻止することができ、スイッチングレギュレータ94の回路素子やLED1を確実に保護することができる。
In this embodiment, when the
図9に、昇圧型のスイッチングレギュレータ96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96は、コイルL1、スイッチSW1、ダイオードD1、コンデンサC1を備えており、コンデンサC1の両端には抵抗R11、抵抗R12、LED1が接続されている。
FIG. 9 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、ダイオードD1、コンデンサC1を介して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. Thus, the light is emitted to the
本実施例においては、LED1がオープンになって、オープン検出回路32から異常検出信号(ハイレベルの信号)が外部割込み端子66に入力されたときには、マイコン44がスイッチSW1に対するスイッチング信号のオンデューティを小さくすることで、スイッチングレギュレータ96の出力電圧が過電圧になるのを即座に制限または阻止することができ、スイッチングレギュレータ96の回路素子やLED1を確実に保護することができる。
In this embodiment, when the
10 車両用灯具の点灯制御回路
12、14、16、18、20 スイッチングレギュレータ
22、24、26、28、30 出力ブロック
32、34、36、38、40 オープン検出回路
42 OR回路
44 マイコン
54、56、58、60、62 出力端子
66 外部割込み端子
68、70、72、74、76 信号入力端子
78、90、92、94、96 スイッチングレギュレータ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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-
2004
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