JP2009262852A - 車両用灯具の点灯制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 点灯指示されていないLEDの微弱点灯を抑制すること。
【解決手段】 点灯制御装置1は、LED駆動電流を検出する電流検出部RSH、検出されたLED駆動電流を変換した駆動電圧値と基準電源25からの基準電圧値とを比較して比較出力を送出する比較増幅器22及び比較出力に応じてLED駆動電流を制御するNMOSトランジスタ21を有する電流駆動部5−1〜5−3と、LED20−1〜20−3の点消灯を制御する点消灯制御信号を送出する制御部4とを有する。電流駆動部5−1〜5−3は、基準電源25と比較増幅器22の間に接続されると共にLED20−1〜20−3を消灯するように点消灯制御信号が送出されているときに基準電源25からの基準電圧信号を遮断するように制御するPNPトランジスタ23を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】 点灯制御装置1は、LED駆動電流を検出する電流検出部RSH、検出されたLED駆動電流を変換した駆動電圧値と基準電源25からの基準電圧値とを比較して比較出力を送出する比較増幅器22及び比較出力に応じてLED駆動電流を制御するNMOSトランジスタ21を有する電流駆動部5−1〜5−3と、LED20−1〜20−3の点消灯を制御する点消灯制御信号を送出する制御部4とを有する。電流駆動部5−1〜5−3は、基準電源25と比較増幅器22の間に接続されると共にLED20−1〜20−3を消灯するように点消灯制御信号が送出されているときに基準電源25からの基準電圧信号を遮断するように制御するPNPトランジスタ23を有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、車両用灯具の点灯制御装置に関し、半導体発光素子で構成された半導体光源の点消灯を制御する車両用灯具の点灯制御装置に関する。
従来、車両用灯具として、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などの半導体発光素子を半導体光源として用いたものが知られており、この種の車両用灯具には、LEDの点消灯を制御するための点灯制御装置が実装されている。
上記点灯制御装置は単一のスイッチングレギュレータと複数のシリーズレギュレータとが接続されて構成されている(例えば、特許文献1参照)。
単一のスイッチングレギュレータは、複数のLEDへ駆動電流(LED駆動電流)を供給するための電流供給手段として機能しており、トランス、コンデンサ、ダイオード及びNMOS(Negative Channel Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを含んで構成されている。
複数のシリーズレギュレータは、それぞれNMOSトランジスタ、シャント抵抗及び比較増幅器を含んで構成されており、LEDの点消灯を定電流制御によって行っている。
シャント抵抗は単一のスイッチングレギュレータからLEDに供給されるLED駆動電流をシャント抵抗の両端に生じる電圧(以下、「検出電圧」と呼ぶ。)として検出する。検出電圧は比較増幅器の反転入力端子(負入力端子)に印加される。
比較増幅器の非反転入力端子(正入力端子)には抵抗を介して基準電源が接続されており、基準電源には第1のNMOSトランジスタが並列に接続されている。比較増幅器の出力端子にはLEDの点消灯制御を行う第2のNMOSトランジスタが接続されている。第1のNMOSトランジスタのゲートには該第1のNMOSトランジスタのオン・オフ動作を制御する制御部が接続されている。
制御部からローレベル信号が第1のNMOSトランジスタのゲートに送出されると、第1のNMOSトランジスタはオフ動作し基準電圧が比較増幅器の正入力端子に印加される。比較増幅器は、負入力端子に印加された検出電圧と正入力端子に印加された基準電圧とを比較し、この比較結果に応じた電圧(比較出力)を第2のNMOSトランジスタのゲートに印加する。第2のNMOSトランジスタのゲートに比較出力が印加されると、該第2のNMOSトランジスタがオン動作しLEDが点灯する。なお、基準電圧は比較増幅器の正入力端子に接続された基準電源から発生する。
一方、制御部からハイレベル信号が第1のNMOSトランジスタのゲートに送出されると、第1のNMOSトランジスタはオン動作し比較増幅器の正入力端子の端子電圧は0V(ボルト)となりLEDが消灯する。
ところが、制御部からハイレベル信号が第1のNMOSトランジスタのゲートに送出された場合に、第1のNMOSトランジスタはオン動作するが、第1のNMOSトランジスタにも抵抗成分が存在するため基準電源から第1のNMOSトランジスタのドレインに向かって僅かな電流が流れ、変換された僅かな電圧が発生するおそれがある。このため、比較増幅器の正入力端子の端子電圧は0Vにはならない可能性がある。
従って、LEDを消灯させるために点消灯制御信号としてハイレベル信号を制御部から送出しても、僅かな電圧が比較増幅器の正入力端子に印加される場合があり、この場合には、第2のNMOSトランジスタがオン動作しLEDが微弱点灯してしまう。
そこで、本発明は、点灯指示されていないLEDの微弱点灯を抑制することを課題とする。
本発明の第1の態様による車両用灯具の点灯制御装置は、半導体光源に接続され前記半導体光源を駆動する駆動電流を検出する電流検出部、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流を変換した駆動電圧値と基準電源からの基準電圧値とを比較し比較して得られた比較結果に応じた比較出力を送出する比較部及び前記比較出力に応じて前記駆動電流を制御する電流制御部とを有する電流駆動手段と、前記半導体光源の点消灯を制御する点消灯制御信号を送出する点消灯制御手段とを備え、前記電流駆動手段は、前記基準電源と前記比較部の間に接続されると共に前記半導体光源を消灯するように前記点消灯制御信号が送出されているときに前記基準電源から出力される基準電圧の信号を遮断するように制御するスイッチ手段を有するようにしたものである。
従って、半導体光源を消灯するように点消灯制御信号が送出されると、基準電源から出力される基準電圧の信号が比較部に送出されないように制御される。
本発明車両用灯具の点灯制御装置は、半導体光源に接続され前記半導体光源を駆動する駆動電流を検出する電流検出部、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流を変換した駆動電圧値と基準電源からの基準電圧値とを比較し比較して得られた比較結果に応じた比較出力を送出する比較部及び前記比較出力に応じて前記駆動電流を制御する電流制御部とを有する電流駆動手段と、前記半導体光源の点消灯を制御する点消灯制御信号を送出する点消灯制御手段とを備え、前記電流駆動手段が、前記基準電源と前記比較部の間に接続されると共に前記半導体光源を消灯するように前記点消灯制御信号が送出されているときに前記基準電源から出力される基準電圧の信号を遮断するように制御するスイッチ手段を有することを特徴とする。
従って、半導体光源を消灯するように点消灯制御信号が送出されているときに基準電源から出力される基準電圧の信号が遮断されるので、基準電圧が比較部に入力されることがない。このため、消灯指示がされている場合には、比較部からの比較出力はスイッチ手段に送出されずスイッチ手段がオフ動作状態となり、LEDの微弱点灯を抑制できる。
請求項2に記載した発明にあっては、前記電流駆動手段が、前記駆動電圧を高電圧側へオフセットしオフセットされたオフセット電圧を前記比較部に入力する高電圧オフセット手段を有しているので、オフセット電圧が強制的に比較部に印加される。比較部の電流検出入力に僅かな電圧が印加されるような場合であっても大きな比較出力が送出されることがないのでスイッチ手段はオフ動作状態に保持され、LEDの微弱点灯の防止を確実に図ることができる。
請求項3に記載した発明にあっては、前記電流駆動手段が前記半導体光源の正極側に設けられているので、半導体光源の正極側に電流駆動部が接続されている構成を備えた点灯制御装置においてLEDの微弱点灯を抑制できる。
請求項4に記載した発明にあっては、前記電流駆動手段が前記半導体光源の負極側に設けられているので、半導体光源の負極側に電流駆動部が接続されている構成を備えた点灯制御装置においてLEDの微弱点灯を抑制できる。
以下に、本発明の第1の実施の形態に係る車両用灯具の点灯制御装置について説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る車両用灯具の点灯制御装置の構成を示した図である。第1の実施の形態は、点灯制御装置1の電流駆動部5−1〜5−3がそれぞれLED20−1〜20−3のカソード側に接続された構成例である。
車両用灯具の点灯制御装置1は、単一のスイッチングレギュレータ3と、点消灯制御手段としての制御部4と、電流駆動手段としての電流駆動部5−1〜5−3と、半導体光源としてのLED20−1〜20−3とを備えて構成されている。なお、各電流駆動部5−1〜5−3は同一の構成である。
スイッチングレギュレータ3は、フライバック型のスイッチングレギュレータとして、LED20−1〜20−3にLED駆動電流を供給している。
スイッチングレギュレータ3は、電源入力端子6、7、出力端子8、9、制御端子10〜12を有している。電源入力端子6は、車載バッテリ2のプラス端子に接続され、電源入力端子7は、車載バッテリ2のマイナス端子に接続されている。出力端子8は各LED20−1〜20−3のアノード側に接続されている。出力端子9は各LED20−1〜20−3のカソード側に接続されている。制御端子10〜12はLED駆動電流の供給を制御するスイッチングレギュレータ制御回路(図示せず)に接続されている。
電流駆動部5−1〜5−3は、それぞれ各LED20−1〜20−3のカソード側に接続され、それぞれ比較部としての比較増幅器22及び電流制御部としてのNMOSトランジスタ21を有して構成され、LED20−1〜20−3にLED駆動電流を供給している。尚、NMOSトランジスタ21の代わりにNPNバイポーラトランジスタを設けてもよい。電流駆動部5−2、5−3は電流駆動部5−1と同様の構成であるので、以下では電流駆動部5−1についてのみ説明し電流駆動部5−2、5−3についての説明は省略する。
NMOSトランジスタ21のソースには電流検出部としてのシャント抵抗RSHが接続されている。シャント抵抗RSHの一端は抵抗R3を介して比較増幅器22の負入力端子に接続されている。比較増幅器22の負入力端子は抵抗R4を介して直流電源24に接続されている。比較増幅器22の正入力端子は抵抗R7を介してスイッチ手段としてのPNPトランジスタ23のコレクタに接続されると共に抵抗R8を介して電源出力端子9に接続されている。PNPトランジスタ23のベースは抵抗R6を介して制御部4の制御端子(オン・オフ信号出力端子)13に接続されている。PNPトランジスタ23のエミッタは基準電源25に接続されている。比較増幅器22の比較出力端子は抵抗R1を介してNMOSトランジスタ21のゲートに接続されている。
以下に、第1の実施の形態に係る点灯制御装置の動作について説明する。
なお、以下の動作の説明においては、LED20−1〜20−3の少なくとも一つを消灯する場合について説明するが、以下では消灯するLEDをLED20−1として説明する。
制御部4は消灯するLED20−1を駆動させる電流駆動部5−1のPNPトランジスタ23のベースに点消灯制御信号(消灯指示信号)としてハイレベル信号を送出する。PNPトランジスタ23はハイレベル信号を受けてオフ動作し基準電源25と比較増幅器22の正入力端子間を遮断する。従って、比較増幅器22の正入力端子には前記基準電源25から発生する基準電圧が印加されず、比較増幅器22からは比較出力としてNMOSトランジスタ21をオフ動作させるように制御する制御信号(ローレベル)がNMOSトランジスタ21のゲートに送出される。NMOSトランジスタ21は前記制御信号を受けてオフ動作の状態となり、LED20−1への駆動電流の供給が停止される。
第1の実施の形態によれば、基準電圧を発生する基準電源25がスイッチング素子として機能するPNPトランジスタ23のエミッタに接続されているので、PNPトランジスタ23をオフ動作させることにより基準電圧が比較増幅器22の正入力端子に印加されない。従って、比較出力のNMOSトランジスタ21への送出を防止しNMOSトランジスタ21をオフ動作させることによってLEDの微弱点灯の抑制を図ることができる。
また、消灯指示が出された場合にNMOSトランジスタ21のオフ動作状態を維持してLEDを消灯できるので、LEDの耐久性を向上させると共にLEDの微弱点灯による車両運行時における危険性を軽減することができる。
上記した例では、正入力端子とPNPトランジスタ23の間に抵抗R7を介挿し、正入力端子と出力端子9の間に抵抗R8を介挿している。従って、PNPトランジスタ23がオン動作した場合に正入力端子に印加される基準電圧は抵抗R7と抵抗R8によって分圧された電圧となる。なお、他の構成例として、正入力端子とPNPトランジスタ23の間には抵抗R7を介挿せず正入力端子と出力端子9の間にのみ抵抗R8を介挿させたものが考えられる。
ところで、上記した構成によっても僅かながら正入力端子へ漏れ電流による電圧が印加されたり、スイッチングレギュレータ3からのノイズ成分が正入力端子へ入力される可能性がある。従って、この僅かな大きさの電圧の正入力端子への印加により微弱点灯してしまうおそれがある。
本実施の形態では、比較増幅器22の負入力端子側に高電圧オフセット手段として機能する抵抗R4及び直流電源24が接続されている。このような構成によれば、直流電源24からの電圧が抵抗R4を介して強制的に負入力端子に印加される。即ち、LED駆動電流を変換したLED駆動電圧が高電圧側へオフセットされ、オフセットされたオフセット電圧が比較増幅器22の負入力端子に強制的に印加される。従って、比較増幅器22の正入力端子に上記したような僅かな電圧が印加されるような場合であっても比較増幅器22の比較出力端子から大きな比較出力が送出されることがなく、NMOSトランジタ21はオフ動作状態に保持され、LEDの微弱点灯の防止を確実に図ることができる。
なお、比較増幅器22の負入力端子に印加される電圧の大きさは抵抗R4の抵抗値を調節することによって変えられる。本来正入力端子に印加されてはいけない電圧(上記漏れ電流等により生じる電圧)の大きさを考慮しつつ許容できる誤差の範囲内で抵抗R4の抵抗値を設定することが必要である。
また、他の構成例として、直流電源24等を設けずに比較増幅器22の負入力端子とNMOSトランジスタ21のソースを接続したものが考えられる。このような構成であっても微弱点灯を抑制でき、LEDの耐久性を向上させると共にLEDの微弱点灯による車両運行時における危険性を軽減することができる。
なお、本実施の形態では3つのLED20−1〜20−3に対応した3つの電流駆動部5−1〜5−3を有する構成を例にして説明したがLED及び電流駆動部の数はこれに限定されることはない。
次に、本発明の第2の実施の形態に係る車両用灯具の点灯制御装置について図2を参照して説明する。第2の実施の形態は、点灯制御装置31の電流駆動部35−1、35−2がそれぞれLED60−1、60−2のアノード側に接続された構成例である。
車両用灯具の点灯制御装置31は、単一のスイッチングレギュレータ33と、点消灯制御手段としての制御部34と、電流駆動手段としての電流駆動部35−1、35−2と、半導体光源としてのLED60−1、60−2とを備えて構成されている。なお、各電流駆動部35−1、35−2は同一の構成である。
スイッチングレギュレータ33は、フライバック型のスイッチングレギュレータとして、LED60−1〜60−3にLED駆動電流を供給している。
スイッチングレギュレータ33は、電源入力端子36、37、出力端子38、39、制御端子40、41を有している。電源入力端子36は、車載バッテリ32のプラス端子に接続され、電源入力端子37は、車載バッテリ32のマイナス端子に接続されている。出力端子38は各LED60−1、60−2のアノード側に接続されている。出力端子39は各LED60−1、60−2のカソード側に接続されている。制御端子40、41はLED駆動電流の供給を制御するスイッチングレギュレータ制御回路(図示せず)に接続されている。
電流駆動部35−1、35−2は、それぞれ比較部としての比較増幅器52、53、電流制御部としてのNMOSトランジスタ51及びPMOSトランジスタ50を有して構成され、LED60−1、60−2にLED駆動電流を供給している。なお、NMOSトランジスタ51の代わりにNPNバイポーラトランジスタを設けてもよい。尚、電流駆動部35−2は電流駆動部35−1と同様の構成であるので以下では電流駆動部35−1についてのみ説明し電流駆動部35−2についての説明は省略する。
LED60−1のアノード側にはシャント抵抗RSHが接続されている。電流検出部としてのシャント抵抗RSHの一端は抵抗R17を介して比較増幅器53の負入力端子に接続され、抵抗R16を介して比較増幅器53の比較出力端子に接続されている。比較増幅器53の正入力端子はそれぞれ抵抗R20を介して直流電源54に接続され、抵抗R18を介してシャント抵抗RSHの他端に接続されている。比較増幅器53の比較出力端子は比較増幅器52の負入力端子に接続されている。比較増幅器52の比較出力端子は、NMOSトランジスタ51のゲートと制御端子40に接続されている。NMOSトランジスタ51は抵抗R11を介してPMOSトランジスタ50に接続されている。
比較増幅器52の正入力端子は、NMOSトランジスタ56のドレインに接続されると共に抵抗R23を介してスイッチ手段としてのPNPトランジスタ55のコレクタに接続されている。PNPトランジスタ55のエミッタは基準電源57に接続され、ベースは抵抗R21と抵抗R22の間のノードに接続されている。NMOSトランジスタ56のゲートは抵抗R22を介してPNPトランジスタ55のベースに接続されると共に制御部42の制御端子42に接続されている。
以下に、第2の実施の形態に係る点灯制御装置の動作について説明する。
LED60−1,60−2の少なくとも一つを消灯する場合について説明するが、以下では消灯するLEDをLED60−1として説明する。
制御部34は消灯するLED60−1を駆動させる電流駆動部35−1のNMOSトランジスタ56のゲート及びPNPトランジスタ55のベースに点消灯制御信号(消灯指示信号)としてハイレベル信号を送出する。NMOSトランジスタ56はハイレベル信号を受けてオン動作し、PNPトランジスタ55はハイレベル信号を受けてオフ動作し、基準電源57と比較増幅器52の正入力端子間を遮断する。従って、比較増幅器52の正入力端子には基準電源57から発生する基準電圧が印加されず、比較増幅器52からは比較出力としてNMOSトランジスタ51をオフ動作させるように制御する制御信号(ローレベル)がNMOSトランジスタ51のゲートに送出される。NMOSトランジスタ21は該制御信号を受けてオフ動作の状態となり、PMOSトランジスタ50もオフ動作の状態となり、LED60−1への駆動電流の供給が停止される。
第2の実施の形態によれば、基準電圧を発生する基準電源57がスイッチング素子として機能するPNPトランジスタ55のエミッタに接続されているので、PNPトランジスタ55をオフ動作させることにより基準電圧が比較増幅器52の正入力端子に印加されない。従って、比較出力のNMOSトランジスタ51への送出を防止しNMOSトランジスタ51をオフ動作させることによってLEDの微弱点灯の抑制を図ることができる。
また、消灯指示が出された場合に確実にNMOSトランジスタ51のオフ動作状態を維持してLEDを消灯できるので、LEDの耐久性を向上させると共にLEDの微弱点灯による車両運行時における危険性を軽減することができる。
また、第1の実施の形態と比較すると、制御端子42と比較増幅器52の正入力端子の間にスイッチ素子としてのNMOSトランジスタ56が追加されている点が相違する。NMOSトランジスタ56を追加することにより前記正入力端子を低インピーダンスでGND(グラウンド)につなげることができる。従って、比較増幅器52に起因するノイズの発生を抑制することができ、比較増幅器52の動作の信頼性の向上を図ることができる。
なお、上記した例では、PNPトランジスタ55がオン動作した場合に正入力端子に印加される基準電圧は抵抗R23と抵抗R24によって分圧された電圧となる。
第1の実施の形態と同様に、上記した構成によっても僅かながら正入力端子へ漏れ電流による電圧が印加される可能性があり、この不要な電圧の印加が原因となり微弱点灯してしまうおそれがある。
第2の実施の形態では、比較増幅器52の負入力端子側に高電圧オフセット手段として機能する比較増幅器53及び直流電源54が接続されている。LEDを消灯するように点消灯制御信号が送出されている状態(LED駆動電流が流れていない状態)においてシャント抵抗RSHでは検出電圧が検出されず比較増幅器53の負入力端子には該検出電圧が印加されない。この場合でも、直流電源54からの電圧が抵抗R20を介して比較増幅器53の正入力端子に印加されるので、比較増幅器53の比較出力の電圧は上昇し、該比較出力の電圧が強制的に比較増幅器52の負入力端子に印加される。
即ち、LED駆動電流を変換したLED駆動電圧が高電圧側へオフセットされ、オフセットされたオフセット電圧が比較増幅器52の負入力端子に強制的に印加される。従って、比較増幅器52の正入力端子に上記したような僅かな電圧が印加されるような場合であっても比較増幅器52の比較出力端子から大きな比較出力が送出されることがなく、NMOSトランジスタ51及びPMOSトランジスタ50はオフ動作状態に保持され、LEDの微弱点灯の防止を確実に図ることができる。
なお、比較増幅器53の負入力端子に印加される電圧の大きさは抵抗R20の抵抗値を調節することによって変えられる。本来正入力端子に印加されてはいけない電圧(上記漏れ電流等により生じる電圧)の大きさを考慮しつつ許容できる誤差の範囲内で抵抗R20の抵抗値を設定することが必要である。
また、他の構成例として、直流電源54、抵抗R20を設けずに比較増幅器52の負入力端子が比較増幅器53を介してシャント抵抗RSHに接続されたものが考えられる。このような構成であっても微弱点灯を抑制でき、LEDの耐久性を向上させると共にLEDの微弱点灯による車両運行時における危険性を軽減することができる。
なお、第2の実施の形態では2つのLED60−1、60−2に対応した2つの電流駆動部35−1、35−2を有する構成を例にして説明したがLED及び電流駆動部の数はこれに限定されることはない。
上記した各実施の形態は、本発明を好適に実施した形態の一例に過ぎず、本発明は、その主旨を逸脱しない限り、種々変形して実施することが可能なものである。
1,31…点灯制御装置、2、32…車載バッテリ、3、33…スイッチングレギュレータ、4、34…制御部、5−1、5−2、5−3、35−1、35−2…電流駆動部、6、7、36、37…電源入力端子、8、9、38、39…出力端子、10〜15、39〜43…制御端子、20−1〜20−3、60−1、60−2…LED、21、51、56…NMOSトランジスタ、22、52、53…比較増幅器、23、55…PNPトランジスタ、25、57…基準電源、50…PMOSトランジスタ
Claims (4)
- 半導体光源に接続され前記半導体光源を駆動する駆動電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流を変換した駆動電圧値と基準電源の基準電圧値とを比較し比較して得られた比較結果に応じた比較出力を送出する比較部と、前記比較出力に応じて前記駆動電流を制御する電流制御部とを有する電流駆動手段と、
前記半導体光源の点消灯を制御する点消灯制御信号を送出する点消灯制御手段とを備え、
前記電流駆動手段は、前記基準電源と前記比較部の間に接続されると共に前記半導体光源を消灯するように前記点消灯制御信号が送出されているときに前記基準電源から出力される基準電圧の信号を遮断するように制御するスイッチ手段を有する
ことを特徴とする車両用灯具の点灯制御装置。 - 前記電流駆動手段が、前記駆動電圧を高電圧側へオフセットしオフセットされたオフセット電圧を前記比較部に入力する高電圧オフセット手段を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具の点灯制御装置。 - 前記電流駆動手段が前記半導体光源の正極側に設けられている
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の点灯制御装置。 - 前記電流駆動手段が前記半導体光源の負極側に設けられている
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の点灯制御装置。
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2008
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2009
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