JP2009176499A - 車両用灯具点灯回路 - Google Patents

Abstract

【課題】パルスによりスイッチング回路素子をオン・オフさせた際のオーバーシュート、アンダーシュートに起因するノイズの発生を防止する。
【解決手段】電源電圧入力ライン４に接続される電源電圧入力端子7ａと光源部６に電源電圧を出力する電源電圧出力ライン５に接続される電源電圧出力端子７ｂとパルスが入力されるパルス電圧入力端子７ｃとを有してパルスによりオン・オフされるスイッチング回路素子７と、パルス電圧入力端子７ｃに接続されるパルス電圧出力端子１０ｃを有してスイッチング回路素子７をパルスによりオン・オフ制御するパルス発生回路１０とを備え、スイッチング回路素子７のオン・オフに起因して電源電圧入力ライン４を伝播して他の車載用電装機器３に混入するノイズを防止するための波形整形用コンデンサ１１の一側を電源電圧出力端子７ｂに接続しかつ波形整形用コンデンサ１１の他側をパルス電圧入力端子７ｃに接続した。
【選択図】図１

Description

本発明は、パルス発生回路により発生されたパルスによりスイッチング回路素子をオン・オフさせることにより光源を点灯制御する車両用灯具点灯回路の改良に関する。

従来から、車両用灯具点灯回路には、パルス発生回路により発生したパルスによりスイッチング回路素子をオンオフさせて、ＬＥＤ素子等からなる光源の発光量を制御する構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００７−２４５７６０号公報

ところで、この種の車両用灯具点灯回路では、パルスによりスイッチング回路素子をオンさせた際の立ち上がりにおいてオーバシュートが発生し、パルスによりスイッチング回路素子をオフさせた際の立ち下がりにおいてアンダーシュートが発生する。

このスイッチング回路素子のオン・オフによりオーバーシュート、アンダーシュートが発生すると、このオーバシュート、アンダーシュートに起因するノイズが電源電圧入力ラインを介して電源電圧入力側に伝播し、電源に接続されたラジオ、テレビ等その他の車載用電装部品にノイズが混入するという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、パルスによりスイッチング回路素子をオン・オフさせた際のオーバーシュート、アンダーシュートに起因するノイズの発生を防止することのできる車両用灯具点灯回路を提供するところにある。

本願の請求項１に記載の車両用灯具点灯回路は、電源から電源電圧が入力される電源電圧入力ラインに接続される電源電圧入力端子と光源部に電源電圧を出力する電源電圧出力ラインに接続される電源電圧出力端子とパルスが入力されるパルス電圧入力端子とを有して前記パルスによりオン・オフされるスイッチング回路素子と、
前記パルス電圧入力端子に接続されるパルス電圧出力端子を有して前記スイッチング回路素子を前記パルスによりオン・オフ制御するパルス発生回路とを備え、
前記パルスによりオン・オフされるスイッチング回路素子のオン・オフに起因して前記電源電圧入力ラインを伝播して他の車載用電装機器に混入するノイズを防止するための波形整形用コンデンサの一側を前記電源電圧出力端子に接続しかつ前記波形整形用コンデンサの他側を前記パルス電圧入力端子に接続したことを特徴とする。

本願の請求項２に記載の車両用灯具点灯回路は、電源から電源電圧が入力される電源電圧入力ラインに接続される電源電圧入力端子と光源部に電源電圧を出力する電源電圧出力ラインに接続される電源電圧出力端子とパルスが入力されるパルス電圧入力端子とを有して前記パルスによりオン・オフされるスイッチング回路素子と、
前記パルス電圧入力端子に接続されるパルス電圧出力端子を有して前記スイッチング回路素子を前記パルスによりオン・オフ制御するパルス発生回路とを備え、
前記電源電圧入力ラインの途中に、コンデンサと抵抗器とからなりかつ前記パルスによりオン・オフされるスイッチング回路素子のオン・オフに起因して前記電源電圧入力ラインを伝播して他の車載用電装機器に混入するノイズを防止するためのノイズ低減用のフィルター回路が設けられていることを特徴とする。

本願の請求項３に記載の車両用灯具点灯回路は、前記スイッチング回路素子がトランジスタであり、前記電源電圧入力端子がエミッタ端子であり、前記電源電圧出力端子がコレクタ端子であり、前記パルス電圧入力端子がベース端子であることを特徴とする。

本願の請求項４に記載の車両用灯具点灯回路は、前記スイッチング回路素子がＦＥＴであり、前記電源電圧入力端子がソース端子であり、前記電源電圧出力端子がドレイン端子であり、前記パルス電圧入力端子がゲート端子であることを特徴とする。

本願の請求項５に記載の車両用灯具点灯回路は、前記電源電圧入力ラインの途中に、コンデンサと抵抗器とからなるノイズ低減用のフィルター回路が設けられ、前記波形用整形用コンデンサと前記フィルター回路を構成するコンデンサとがセラミックコンデンサであることを特徴とする。

本願の請求項６に記載の車両用灯具点灯回路は、前記波形整形用コンデンサの容量が数ナノファラドであることを特徴とする。

本願の請求項１ないし請求項６に記載の発明によれば、パルスによりスイッチング回路素子をオン・オフさせた際のオーバーシュート、アンダーシュートに起因するノイズの発生を防止することができる。

請求項５又は請求項６に記載の発明によれば、車両用灯具点灯回路の回路構成を大型化することなく、より一層、スイッチング回路素子をオン・オフさせた際のオーバーシュート、アンダーシュートに起因するノイズが車載用電装機器に混入するのを防止できる。

以下に、本発明に係わる車両用灯具点灯回路の発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１及び図２は、本発明に係わる車両用灯具点灯回路の実施例1の説明図であって、この図１において、１は電源としてのバッテリ、２はイグニッションスイッチ、３、３はラジオ、テレビ等のその他の車載用電装機器、４は電源電圧入力ライン、５は電源電圧出力ライン、６はＬＥＤの直列回路からなる光源部である。その電源電圧入力ライン４には、バッテリ１から電源電圧Ｖ１が入力される。その電源電圧入力ライン４には直流電流逆流防止用のダイオードＤ１が設けられている。

その電源電圧入力ライン４と電源電圧出力ライン５との間には、スイッチング回路素子７が設けられている。このスイッチング回路素子７には図１（ａ）に示すトランジスタＱ１又は図１（ｂ）に示すＦＥＴＱ２が用いられる。スイッチング回路素子７は電源電圧入力端子７ａ、電源電圧出力端子７ｂ、パルス電圧入力端子７ｃを有する。電源電圧入力端子7ａは電源電圧入力ライン４に接続され、電源電圧出力端子７ｂは電源電圧出力ライン５に接続されている。

スイッチング回路素子７としてトランジスタＱ１を用いる場合には、電源電圧入力端子７ａはエミッタであり、電源電圧出力端子７ｂはコレクタであり、パルス電圧入力端子７ｃはベースである。

スイッチング回路素子７としてＦＥＴを用いる場合には、電源電圧入力端子７ａはソースであり、電源電圧出力端子７ｂはドレインであり、パルス電圧入力端子７ｃはゲートである。

電源電圧入力端子7ａは電源電圧入力ライン４の途中に設けられた抵抗器Ｒ１を介して直流電流逆流防止用のダイオードＤ１に接続されている。

抵抗器Ｒ１とダイオードＤ１との間の電源電圧入力ライン４はセラミックコンデンサＣ１の一側に接続されている。セラミックコンデンサＣ１の他側はアースされている。このセラミックコンデンサＣ１の容量は例えば数μＦ（マイクロファラド）である。

このセラミックコンデンサＣ１と抵抗器Ｒ１とはノイズ低減用のフィルター回路９を構成しており、その作用については後述する。

電源電圧出力端子７ｂは電流制限用の抵抗器Ｒ２を介して光源部のアノード側に接続されている。光源部６のカソード側はアースされている。

スイッチング回路素子７はパルス発生回路１０によりオン・オフ制御される。そのパルス発生回路１０は電源ブロック部１０ａと発振回路ブロック部１０ｂとから大略構成されている。電源ブロック部１０ａには電源電圧入力ライン４を介して電源電圧が印加され、発振回路ブロック部１０ｂには電源ブロック部１０ａを介して電力が供給される。

発振回路ブロック部１０ｂはパルス電圧出力端子１０ｃを有し、このパルス電圧出力端子１０ｃにはパルス電圧入力端子７ｃが接続されている。発振回路ブロック部１０ｂは、例えば、そのパルス電圧出力端子１０ｃから図２（ａ）に示す数Ｈｚから数百Ｈｚまでの周波数のうちの任意の周波数に設定されたパルス信号ＰＬを出力する。

スイッチング回路素子７の電源電圧出力端子７ｂには波形整形用のセラミックコンデンサ１１の一側が接続され、パルス電圧入力端子７ｃにはセラミックコンデンサ１１の他側が接続されている。

このセラミックコンデンサ１１の容量は例えば数ナノＦである。このセラミックコンデンサ１１がスイッチング回路素子７に設けられていないとしたならば、その図２（ａ）に示すパルスＰＬによるスイッチング回路素子７のオン・オフに起因して、電源電圧出力ライン５に図２（ｂ）に示すパルス電圧ＰＬ’が時系列的に生成される。

すなわち、パルスＰＬによりスイッチング回路素子７をオンさせた際のパルス電圧ＰＬ’の立ち上がりにおいて、オーバシュートＯＳが発生し、パルスＰＬによりスイッチング回路素子７をオフさせた際のパルス電圧ＰＬ’の立ち下がりにおいてアンダーシュートＵＳが発生する。このスイッチング回路素子７のオン・オフによるオーバーシュートＯＳ、アンダーシュートＵＳに起因するノイズが電源電圧入力ライン４を介して矢印Ｆ（図１参照）で示すように電源電圧入力側に伝播し、電源に接続された車載用電装部品３にノイズが混入する。

しかしながら、この実施例によれば、セラミックコンデンサ１１をスイッチング回路素子７に設けたので、図２（ｃ）に示すように、パルス電圧ＰＬ’の波形が整形され、オーバーシュートＯＳ、アンダーシュートＵＳが除去される。

また、フィルター回路９が矢印Ｆ方向に伝播するノイズをカットするので、より一層、車載用電装部品に混入するノイズを低減することができる。

従って、パルスＰＬによりオン・オフされるスイッチング回路素子７のオン・オフに起因して電源電圧入力ライン４を伝播して車載用電装機器３に混入するノイズが簡単な回路構成で防止される。

光源部６にはそのスイッチング回路素子７のオン・オフに基づいて、パルス状の電流が時系列的に供給され、これにより、光源部６の発光量がＰＷＭ制御される。この発光量はパルスＰＬのデューティ比を調節することにより設定される。

図３は、その車載用電装機器３に混入するノイズの割合の比較例を示し、スイッチング回路素子７をオン・オフスイッチング制御しない場合に車載用電装機器３に生じるノイズを暗ノイズとして、スイッチング回路素子７をオンオフさせた場合には、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１とのみからなるフィルター回路９のみを設けてスイッチング回路素子７をオンオフさせた場合に較べて、ノイズ低減効果が著しい。

この実施例では、フィルター回路９を電源電圧入力ライン４に設けて、スイッチング回路素子７をオン・オフさせた際のオーバーシュートＯＳ、アンダーシュートＵＳに起因するノイズが車載用電装機器３に混入するのをより一層防止する構成としたが、必ずしも、フィルター回路９を設ける必要はなく、また、電源電圧入力ライン４のインピーダンス抵抗を工夫すれば、通常数Ω程度の抵抗値を有する抵抗器Ｒ１を設ける必要もない。
（変形例１）
実施例では、スイッチング回路素子７にセラミックコンデンサ１１を設ける構成としたが、図４に示すように、フィルター回路９を構成することもできる。

すなわち、コンデンサＣ１と並列にコンデンサＣ２を設け、コンデンサの合成容量を大きくすることもできる。

電源電圧供給ライン４を伝播して車載用電装部品３に混入するノイズを極力阻止するには、ノイズのカットオフ周波数ｆｃを小さくする必要がある。

このカットオフ周波数ｆｃは、ｆｃ＝１／（２π・Ｃ・Ｒ）の式により求められる。

抵抗器Ｒ１の抵抗値は、電源電圧入力ライン４を通じて光源部６に流す電流を考慮して定める必要があり、抵抗器Ｒ１の抵抗値Ｒをむやみに大きくできないので、フィルター回路９を構成するコンデンサの合成容量を大きく設定する。

このような構成とすれば、部品点数の増加に起因する装置全体の信頼性の低下、車両灯具点灯回路の一部を構成する回路基板の実装面積の増大というデメリットは生じるが、カットオフ周波数ｆｃを低く設定できるので、スイッチング回路素子７をオン・オフさせた際のオーバーシュートＯＳ、アンダーシュートＵＳに起因するノイズが車載用電装機器３に混入するのを阻止できる。
（変形例２）
変形例１では、フィルター回路９の一部を構成するコンデンサＣ１、Ｃ２としてセラミックコンデンサを使用したが、図５に示すように、電解コンデンサＣ３を用いてコンデンサの容量を大きく設定することもできる。

このような構成とすれば、車両用灯具点灯回路の一部を構成する回路基板の実装面積の増大、寿命の低下、高周波帯域におけるノイズ除去効率の低下というデメリットは生じるが、カットオフ周波数ｆｃを低減することができるので、スイッチング回路素子７をオン・オフさせた際のオーバーシュートＯＳ、アンダーシュートＵＳに起因するノイズが車載用電装機器３に混入するのを阻止できる。

いずれにしても、本実施例によれば、変形例１、変形例２に較べて、回路基板の実装面積の増大を招くことなく、かつ、信頼性の低下を招くことなく、スイッチング回路素子７のオン・オフによるオーバーシュートＯＳ、アンダーシュートＵＳに起因するノイズが電源電圧入力ライン４を介して電源電圧入力側に伝播し、電源に接続された車載用電装部品３にノイズが混入するのを大幅に防止できる。

本発明の実施例に係わる車両用灯具点灯回路の回路図であって、（ａ）はスイッチング回路素子としてトランジスタを用いた場合の説明図、（ｂ）はスイッチング回路素子としてＦＥＴを用いた場合の説明図である。 スイッチング回路素子に設けた波形整形用のコンデンサの説明図であって、（ａ）はパルス発生回路から出力されるパルス波形図、（ｂ）はスイッチング回路素子に波形整形用コンデンサが設けられていないとしたときに電源電圧出力ラインに生じるパルス電圧の波形図、スイッチング回路素子に波形整形用コンデンサが設けられているときの電源電圧出力ラインに生じるパルス電圧の波形図である。 車載用電装機器に混入するノイズの割合を説明するための比較図である。 本発明の変形例１に係わる車両用灯具点灯回路の回路図である。 本発明の変形例２に係わる車両用灯具点灯回路の回路図である。

符号の説明

４…電源電圧入力ライン
５…電源電圧出力ライン
６…光源部
７…スイッチング回路素子
７ａ…電源電圧入力端子
７ｂ…電源電圧出力端子
７ｃ…パルス電圧入力端子
１０…パルス発生回路

Claims (6)

1. 電源から電源電圧が入力される電源電圧入力ラインに接続される電源電圧入力端子と光源部に電源電圧を出力する電源電圧出力ラインに接続される電源電圧出力端子とパルスが入力されるパルス電圧入力端子とを有して前記パルスによりオン・オフされるスイッチング回路素子と、
   前記パルス電圧入力端子に接続されるパルス電圧出力端子を有して前記スイッチング回路素子を前記パルスによりオン・オフ制御するパルス発生回路とを備え、
   前記パルスによりオン・オフされるスイッチング回路素子のオン・オフに起因して前記電源電圧入力ラインを伝播して他の車載用電装機器に混入するノイズを防止するための波形整形用コンデンサの一側を前記電源電圧出力端子に接続しかつ前記波形整形用コンデンサの他側を前記パルス電圧入力端子に接続したことを特徴とする車両用灯具点灯回路。
2. 電源から電源電圧が入力される電源電圧入力ラインに接続される電源電圧入力端子と光源部に電源電圧を出力する電源電圧出力ラインに接続される電源電圧出力端子とパルスが入力されるパルス電圧入力端子とを有して前記パルスによりオン・オフされるスイッチング回路素子と、
   前記パルス電圧入力端子に接続されるパルス電圧出力端子を有して前記スイッチング回路素子を前記パルスによりオン・オフ制御するパルス発生回路とを備え、
   前記電源電圧入力ラインの途中に、コンデンサと抵抗器とからなりかつ前記パルスによりオン・オフされるスイッチング回路素子のオン・オフに起因して前記電源電圧入力ラインを伝播して他の車載用電装機器に混入するノイズを防止するためのノイズ低減用のフィルター回路が設けられていることを特徴とする車両用灯具点灯回路。
3. 前記スイッチング回路素子がトランジスタであり、前記電源電圧入力端子がエミッタ端子であり、前記電源電圧出力端子がコレクタ端子であり、前記パルス電圧入力端子がベース端子であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具点灯回路。
4. 前記スイッチング回路素子がＦＥＴであり、前記電源電圧入力端子がソース端子であり、前記電源電圧出力端子がドレイン端子であり、前記パルス電圧入力端子がゲート端子であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具点灯回路。
5. 前記電源電圧入力ラインの途中に、コンデンサと抵抗器とからなるノイズ低減用のフィルター回路が設けられ、前記波形用整形用コンデンサと前記フィルター回路を構成するコンデンサとがセラミックコンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具点灯回路。
6. 前記波形整形用コンデンサの容量が数ナノファラドであることを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具点灯回路。

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