JP2020119814A - 車載用光源点灯装置及び車載用灯具 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成で、かつ安価に、フレッティングコロージョン対策を実現する。【解決手段】正電位側のコネクタ端子45とGND電位側のコネクタ端子46とは、状態検出素子R12の両端に接続される。第1の抵抗R1は、一端が基準電圧源Vrefの正電位部に接続され、他端が正電位側のコネクタ端子45に接続される。第1のコンデンサC1は、第1の抵抗R1に対して並列に接続される。第1のコンデンサC1を介してコネクタ端子45,46,47,48に、フレッティングコロージョン対策に必要な電流値の突入電流I2が印加されるとともに突入電流I2の影響はLPF部36で吸収される。【選択図】図1
Description
この発明は、車載用光源点灯装置及び車載用灯具に関するものである。
昨今、前照灯、昼間走行灯、方向指示灯、及び車幅灯等をはじめとする車載用灯具の光源として、従来のタングステンフィラメントの電球又はアーク放電による放電灯に代替して、LED(Light Emitting Diode)等の半導体光源が普及してきた。
LEDは、長寿命かつ少ない電力で必要な明るさを確保できるうえに、一定の電流を供給する簡単な制御によって安定した明るさを発することができる。また、複数のLEDを面状に配置することで、大きな面積の光源を形成することができるので、LEDは車載用灯具の光源として好適である。
上記のような、LEDを光源に用いる車載用灯具では、複雑なLEDの点灯制御が可能である反面、点灯制御の複雑化及び発光量の増大によるLEDの発熱増加が懸念される。そのため、LEDを高温から保護するために温度検出が必須となり、車載用灯具内にはLEDの温度を検出するための温度センサが設けられている。点灯装置は、この温度センサを用いてLEDの温度を検出し、高温時にLEDに供給する電流を制御する温度ディレーティングを行うことで、LEDの発熱を抑制する。
温度センサにサーミスタが用いられる場合、点灯装置は、基準電圧を抵抗とサーミスタとで分圧した電圧値を、LEDの温度を示す値として検出する。この場合、サーミスタに印加される電流値には、サーミスタの自己発熱を考慮し、微小電流となるように極力小さな値が設定される。
一般に、点灯装置とサーミスタとを接続するコネクタには、錫メッキが施された安価なコネクタが用いられることが多い。そのため、長時間、微小電流が通電され、かつ車両振動等に起因する微摺動を受け続ける環境におかれた上記コネクタの接点部は、フレッティングコロージョンにより酸化膜が形成されて接触抵抗が増大する。この接触抵抗の増大は進行性であるため、放置すれば接点不良が起きることから、長期信頼性を確保するために、点灯装置とサーミスタとを接続するコネクタのメッキ素材を、錫メッキから金メッキに変更する等の対策が取られる。しかしながら、金メッキはコスト増大の要因となり望ましくない。
特許文献1に係る車載用灯具は、分圧回路の負電位側の抵抗としてサーミスタが用いられており、そのサーミスタに対して並列にダイオード又はコンデンサが接続されている。点灯装置は、スイッチを制御することで、サーミスタに対して温度検出用の微小電流を印加する経路と、ダイオード又はコンデンサを介してコネクタに対して微小電流より大きい電流を印加する経路とを切り替える。
特許文献1に係る車載用灯具は、フッレッティングコロージョン対策として、ダイオード又はコンデンサと、スイッチと、スイッチの切り替え制御信号を出力する発振回路とが必要であった。そのため、特許文献1に係る車載用灯具は、フッレッティングコロージョン対策による構成の複雑化及びコスト増大という課題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易な構成で、かつ安価に、フレッティングコロージョン対策を実現することを目的とする。
この発明に係る車載用光源点灯装置は、光源、及び光源の状態を検出する状態検出素子を備える光源部の点灯を制御する車載用光源点灯装置であって、状態検出素子の両端に接続される正電位側コネクタ端子及びGND電位側コネクタ端子と、一端が第1の電源の正電位部に接続され、他端が正電位側コネクタ端子に接続された第1の抵抗と、第1の抵抗に対して並列に接続された第1のコンデンサと、第1の電源のGND電位部に接続された
GND電位側コネクタ端子と正電位側コネクタ端子との端子間電圧を測定する測定部と、測定部に入力される端子間電圧の変動を抑制するローパスフィルタ部と、測定部により測定された端子間電圧に基づいて光源に供給する電流を制御する制御部とを備えるものである。
GND電位側コネクタ端子と正電位側コネクタ端子との端子間電圧を測定する測定部と、測定部に入力される端子間電圧の変動を抑制するローパスフィルタ部と、測定部により測定された端子間電圧に基づいて光源に供給する電流を制御する制御部とを備えるものである。
この発明によれば、簡易な構成で、かつ安価に、状態検出素子の両端に接続された正電位側コネクタ端子及びGND電位側コネクタ端子のフレッティングコロージョン対策を実現することができる。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る車載用灯具1の回路構成例を示す図である。車載用灯具1は、前照灯、昼間走行灯、方向指示灯、及び車幅灯等として用いられる。この車載用灯具1は、光源部2と、車載用光源点灯装置3とを備える。
図1は、実施の形態1に係る車載用灯具1の回路構成例を示す図である。車載用灯具1は、前照灯、昼間走行灯、方向指示灯、及び車幅灯等として用いられる。この車載用灯具1は、光源部2と、車載用光源点灯装置3とを備える。
車載用光源点灯装置3は、コネクタ5を介して、車両に搭載されているバッテリ6、又は図示しないBCM(Battery Control Module)に接続される。図1では、車載用光源点灯装置3がコネクタ5を介してバッテリ6に接続されているものとする。コネクタ5は、バッテリ6の正電位部に接続されるコネクタ端子51と、バッテリ6のGND電位部に接続されるコネクタ端子52とを含む。バッテリ6とコネクタ端子51との間には、スイッチSW1が設けられている。スイッチSW1は、例えばライティングスイッチであり、スイッチSW1のオンとオフとが切り替わることによりLED21の点灯と消灯とが切り替わる。
また、車載用光源点灯装置3は、コネクタ4を介して、光源部2に接続される。コネクタ4は、例えば、車載用光源点灯装置3側のオスコネクタ、光源部2側のオスコネクタ、及び、それらを結線するメスコネクタハーネスで構成される。図1では、車載用光源点灯装置3側のオスコネクタとメスコネクタハーネスとの結線部分がコネクタ端子41,42,45,46に相当し、光源部2側のオスコネクタとメスコネクタハーネスとの結線部分がコネクタ端子43,44,47,48に相当する。なお、ハーネスを介さずに、車載用光源点灯装置3と光源部2とが接続されてもよい。その場合、コネクタ端子41とコネクタ端子42とにLED21が接続され、コネクタ端子45とコネクタ端子46とに状態検出素子R12が接続される。
光源部2は、車載用灯具1の光源であるLED21を備える。LED21のアノードは、正電位側のコネクタ端子43に接続され、LED21のカソードは、GND電位側のコネクタ端子44に接続される。なお、車載用灯具1の光源は、LED以外の半導体光源(例えば、レーザダイオード)であってもよい。また、図1では、光源部2が1個のLED21を備えているが、直列に接続された複数のLED21、又は並列に接続された複数のLED21を備えていてもよい。
光源部2は、LED21の状態を検出する状態検出素子R12を備える。状態検出素子R12は、LED21付近に配置された抵抗であって、後述するLED21の温度を測定するサーミスタ、又はLED21の定格電流値を示すランク抵抗等を総称して言う。状態検出素子R12の一端は、正電位側のコネクタ端子47に接続され、状態検出素子R12の他端は、GND電位側のコネクタ端子48に接続される。
車載用光源点灯装置3は、DC/DCコンバータ31、レギュレータ部32、マイクロコントローラユニット33(以下、「MCU33」と称する)、及び状態検出部37を備える。LED21の状態を検出するための状態検出部37は、基準電圧源Vref、第1の抵抗R1、第1のコンデンサC1、ローパスフィルタ部36(以下、「LPF部36」と称する)、及び測定部34により構成される。
DC/DCコンバータ31は、バッテリ6からの入力電圧を受けて電圧変換を行い、LED21を点灯させるための電流(以下、「点灯電流」と称する)を生成する。点灯電流は、コネクタ4を介してLED21に供給される。
レギュレータ部32は、バッテリ6からの入力電圧を受けて電圧変換を行い、MCU33の電源及びその他の内部電源として用いられる基準電圧源Vrefを生成する。基準電圧源Vrefは、「第1の電源」に相当する。
基準電圧源Vrefの正電位部には、第1の抵抗R1の一端が接続される。第1の抵抗R1の他端は、正電位側のコネクタ端子45に接続される。この抵抗R11と状態検出素子R12とで分圧回路が構成される。基準電圧源Vrefの基準電圧が第1の抵抗R1と状態検出素子R12とで分圧された中間電圧は、LPF部36を介して、MCU33の測定部34に入力される。この中間電圧は、コネクタ端子45とコネクタ端子46の「端子間電圧」に相当する。
LPF部36は、バッテリ6の電圧変動等の外来ノイズに起因する電圧変動の抑制と、後述する一時的な突入電流I2に起因する一時的な電圧変動の抑制とを同時に行う。このLPF部36は、例えば、抵抗R11とコンデンサC11とで構成される。
MCU33は、測定部34及び制御部35を備える。測定部34は、状態検出素子R12によって検出されるLED21の状態を測定し、測定結果を制御部35へ出力する。この測定部34は、LED21の状態として、正電位側のコネクタ端子45とGND電位側のコネクタ端子46との端子間電圧を測定する。例えば状態検出素子R12としてランク抵抗が採用された場合、測定部34は、端子間電圧を測定することでランク抵抗の抵抗値を測定し、もってLED21の定格電流値を知るのである。制御部35は、測定部34の測定結果に基づいて、DC/DCコンバータ31の定電流制御を行う。
また、状態検出素子R12としてサーミスタが採用された場合は、例えばLED21に異常発熱が発生した場合、この異常発熱を測定部34が測定し、測定された異常発熱を抑制するよう制御部35がDC/DCコンバータ31の動作を制御する。なお、図1では、測定部34及び制御部35の機能が、MCU33により実現される構成であるが、IC(Integrated Circuit)等により実現される構成であってもよい。
また、状態検出素子R12としてサーミスタが採用された場合は、例えばLED21に異常発熱が発生した場合、この異常発熱を測定部34が測定し、測定された異常発熱を抑制するよう制御部35がDC/DCコンバータ31の動作を制御する。なお、図1では、測定部34及び制御部35の機能が、MCU33により実現される構成であるが、IC(Integrated Circuit)等により実現される構成であってもよい。
分圧回路における高電位側の第1の抵抗R1に対して並列になるように、第1のコンデンサC1が配置されている。この第1のコンデンサC1の一端は、基準電圧源Vrefの正電位部に接続され、第1のコンデンサC1の他端は、正電位側のコネクタ端子45に接続される。スイッチSW1がオフからオンに切り替わり車載用光源点灯装置3への電源供給が開始された時、基準電圧源Vrefから第1のコンデンサC1へ、第1のコンデンサC1を充電するための突入電流I2が一時的に流れる。
ここで、電流の印加経路を説明する。
基準電圧源Vrefが供給する定常電流I1は、分圧回路における高電位側の第1の抵抗R1、コネクタ端子45、コネクタ端子47、分圧回路における低電位側の状態検出素子R12、コネクタ端子48、コネクタ端子46を経由して、基準電圧源VrefのGND電位部、すなわち車載用光源点灯装置3内部のGND(以下、GNDと称する)へ流れる。この定常電流I1の電流値は、第1の抵抗R1と状態検出素子R12との合成抵抗で決定され、一般的に微小電流である。そのため、コネクタ端子45,46,47,48には、フレッティングコロージョンが生じやすい。
基準電圧源Vrefが供給する定常電流I1は、分圧回路における高電位側の第1の抵抗R1、コネクタ端子45、コネクタ端子47、分圧回路における低電位側の状態検出素子R12、コネクタ端子48、コネクタ端子46を経由して、基準電圧源VrefのGND電位部、すなわち車載用光源点灯装置3内部のGND(以下、GNDと称する)へ流れる。この定常電流I1の電流値は、第1の抵抗R1と状態検出素子R12との合成抵抗で決定され、一般的に微小電流である。そのため、コネクタ端子45,46,47,48には、フレッティングコロージョンが生じやすい。
実施の形態1では、分圧回路における高電位側の第1の抵抗R1に対して、第1のコンデンサC1が並列接続されている。そのため、車載用光源点灯装置3への電源供給開始時、第1のコンデンサC1を充電するための突入電流I2が一時的に流れる。この突入電流I2は、基準電圧源Vref、第1のコンデンサC1、コネクタ端子45、コネクタ端子47、状態検出素子R12、コネクタ端子48、コネクタ端子46を経由して、GNDへ流れる。第1のコンデンサC1の容量値を十分に大きい容量値とすることで、比較的大きな電流値の突入電流I2を流すことが可能となる。ここで言う比較的大きな電流値とは、定常電流I1に対して、10倍から100倍程度の電流値であり、絶対値として5mA以上の電流値である。5mA以上の突入電流I2がコネクタ端子45,46,47,48に印加されることにより、コネクタ端子45,46,47,48に形成された酸化膜が破壊及び除去される。
なお、コネクタ5のコネクタ端子51,52及びコネクタ4のコネクタ端子41,42,43,44は、バッテリ6に接続されるパワーラインであることから、定常的に大きな電流が流れるため、フレッティングコロージョン対策は不要である。
以上のように、実施の形態1に係る車載用灯具1は、光源部2と、光源部2の点灯を制御する車載用光源点灯装置3とを有する。光源部2は、LED21、及びLED21の状態を検出する状態検出素子R12を備える。車載用光源点灯装置3は、コネクタ端子45,46と、第1の抵抗R1と、第1のコンデンサC1と、測定部34と、LPF部36と、制御部35とを備える。正電位側のコネクタ端子45とGND電位側のコネクタ端子46とは、状態検出素子R12の両端に接続される。第1の抵抗R1は、一端が基準電圧源Vrefの正電位部に接続され、他端が正電位側のコネクタ端子45に接続される。第1のコンデンサC1は、第1の抵抗R1に対して並列に接続される。測定部34は、基準電圧源VrefのGND電位部に接続されたGND電位側のコネクタ端子46と、正電位側のコネクタ端子45との端子間電圧を測定する。LPF部36は、測定部34に入力される端子間電圧の変動を抑制する。制御部35は、測定部34により測定された端子間電圧に基づいて、LED21に供給する点灯電流を制御する。車載用光源点灯装置3が第1のコンデンサC1を備えたことにより、車載用光源点灯装置3のコネクタ端子45,46と、コネクタ端子45,46に接続された光源部2のコネクタ端子47,48とに対して、突入電流I2を印加することができる。突入電流I2は、車載用光源点灯装置3への電源供給開始時に毎回印加されるため、コネクタ端子45,46,47,48に形成された酸化膜をその都度、破壊及び除去することができる。また、外来ノイズに起因した電圧変動抑制のためのLPF部36により、突入電流I2に起因する電圧変動の抑制も同時に行うことができる。つまり酸化膜の破壊及び除去のためには突入電流I2を流せばよい。しかしながら突入電流I2を流す経路はLED21の状態を検出するための信号ラインであるため、単純に突入電流I2を流してしまうとLED21の状態を誤認し、誤った情報に基づいてLED21を制御することになる。従って、突入電流I2を発生する構成とともに突入電流I2の影響を排除する構成の組み合わせが望まれる。そこでLPF部36にノイズ抑止機能とともに本実施の形態に特有の突入電流I2に起因する電圧変動を抑止する機能を併せ持たせることとした。このように、実施の形態1に係る車載用灯具1は、第1のコンデンサC1を追加するだけでフレッティングコロージョン対策が可能であるため、特許文献1に記載されているような従来の車載用灯具に比べて簡易な構成で、かつ安価に、フレッティングコロージョン対策を実現することができる。また、実施の形態1のフレッティングコロージョン対策は、一般的なフレッティングコロージョン対策であるコネクタ端子の金メッキ化に比べても安価に実現可能である。
実施の形態2.
図2は、実施の形態2に係る車載用灯具1の回路構成例を示す図である。図2において図1と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。実施の形態2に係る光源部2は、状態検出素子R12に対して並列に接続された第2のコンデンサC2を備える。第2のコンデンサC2の一端は、正電位側のコネクタ端子47に接続され、第2のコンデンサC2の他端は、GND電位側のコネクタ端子48に接続される。
図2は、実施の形態2に係る車載用灯具1の回路構成例を示す図である。図2において図1と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。実施の形態2に係る光源部2は、状態検出素子R12に対して並列に接続された第2のコンデンサC2を備える。第2のコンデンサC2の一端は、正電位側のコネクタ端子47に接続され、第2のコンデンサC2の他端は、GND電位側のコネクタ端子48に接続される。
第1のコンデンサC1を介してコネクタ端子45,46,47,48に印加される突入電流I3は、分圧回路における低電位側の抵抗に相当する状態検出素子R12の抵抗値に応じた電流制限を受ける。なぜなら、一般的に、抵抗分圧された中間電圧として検出される状態検出素子R12の抵抗値は、自己発熱抑制の観点から、数kΩ以上の大きい値が好まれることが多いからである。したがって、基準電圧源Vrefの基準電圧が小さい場合、又は、状態検出素子R12の抵抗値が大きい場合、フレッティングコロージョン対策に必要な5mA以上の突入電流I3を得られない場合も考えられる。
そこで、実施の形態2では、分圧回路における低電位側の状態検出素子R12に対して並列に、第2のコンデンサC2が接続される。この構成により、突入電流I3は、基準電圧源Vref、第1のコンデンサC1、コネクタ端子45、コネクタ端子47、第2のコンデンサC2、コネクタ端子48、コネクタ端子46を経由してGNDへ流れるようになる。即ち、突入電流I3は、状態検出素子R12を介さずに、コネクタ端子45,46,47,48に印加される。定常電流I1は、基準電圧源Vref、第1の抵抗R1、コネクタ端子45、コネクタ端子47、状態検出素子R12、コネクタ端子48、コネクタ端子46を経由してGNDへ流れる。
突入電流I3の電流値は、基準電圧源VrefからGNDまでの印加経路を構成する導体パターンのインピーダンス成分、コネクタ端子45,46,47,48それぞれの接点抵抗、コネクタ端子45,47間のハーネスのインピーダンス成分、及び、コネクタ端子46,48間のハーネスのインピーダンス成分によって決定される。これらのインピーダンス成分を含む合成インピーダンスは、一般的な車載用灯具及び実施の形態2の車載用灯具1において通常数百mΩが想定される。そのため、突入電流I3のピーク電流値は数Aから数十Aとなり、フレッティングコロージョン対策として十分な大きさの突入電流I3が得られる。
基準電圧源Vrefが充電するコンデンサ容量は、第1のコンデンサC1の容量値と第2のコンデンサC2の容量値との合成容量で決定される。実施の形態1の車載用灯具1の合成インピーダンスが一定である場合、又は実施の形態2の車載用灯具1の合成インピーダンスが一定である場合、第1のコンデンサC1及び第2のコンデンサC2の上記合成容量が大きくなるほど、突入電流I3のコネクタ端子45,46,47,48への印加時間が長くなり、かつ、突入電流I3の1パルス当たりの平均電流値、つまり突入電流I3の1パルス当たりの積分値が大きくなる。よって、突入電流I3は、より確実に、コネクタ端子45,46,47,48に形成された酸化膜を破壊及び除去することができる。
以上のように、実施の形態2に係る光源部2は、状態検出素子R12に対して並列に接続された第2のコンデンサC2を備える。そのため、この光源部2に接続される車載用光源点灯装置3は、分圧回路における低電位側の状態検出素子R12を介さずに、実施の形態1の突入電流I2よりも大きな突入電流I3を、コネクタ端子45,46,47,48に印加することができる。
実施の形態3.
図3は、実施の形態3に係る車載用灯具1の回路構成例を示す図である。図3において図1及び図2と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。実施の形態3に係る車載用光源点灯装置3は、第1のコンデンサC1及び第2のコンデンサC2に対して直列に接続される第2の抵抗R2を備える。第2の抵抗R2の一端は、基準電圧源Vrefの正電位部に接続され、第2の抵抗R2の他端は、第1のコンデンサC1に接続される。
図3は、実施の形態3に係る車載用灯具1の回路構成例を示す図である。図3において図1及び図2と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。実施の形態3に係る車載用光源点灯装置3は、第1のコンデンサC1及び第2のコンデンサC2に対して直列に接続される第2の抵抗R2を備える。第2の抵抗R2の一端は、基準電圧源Vrefの正電位部に接続され、第2の抵抗R2の他端は、第1のコンデンサC1に接続される。
光源部2に第2のコンデンサC2が配置されたことで、突入電流I4は、第2のコンデンサC2が配置されていない場合の突入電流I2(図1参照)に比べて大きくなる。突入電流I4の電流値が過度に大きい場合、レギュレータ部32等の、車載用光源点灯装置3を構成する各電気部品の定格超過及び発熱の増加といった影響がある。そのため、車載用光源点灯装置3を構成する各電気部品の定格及び熱耐量を考慮すると、突入電流I4の波形は、急峻(ドラスティック)な波形より、なだらか(ブロード)な波形であることが望ましい。
そこで、実施の形態3では、図3に示されるように、第1のコンデンサC1に対して直列に、ピーク電流抑制用の第2の抵抗R2が追加される。第2の抵抗R2が追加されたことにより、第1のコンデンサC1を介してコネクタ端子45,46,47,48に印加される突入電流I4のピーク電流値を任意に設定することが可能となる。第2の抵抗R2の抵抗値は、基準電圧源Vrefの基準電圧と、突入電流I4の電流値とに依存する。実施の形態3では、第2の抵抗R2の抵抗値は、例えば数十Ωから数kΩの間で設定される。また、第2の抵抗R2の抵抗値と、第1のコンデンサC1及び第2のコンデンサC2の容量値とにより定まる時定数に基づき、第1のコンデンサC1及び第2のコンデンサC2に対する充電速度が制限される。これらのことから、突入電流I4の波形は、フレッティングコロージョン対策に必要な5mA以上の電流値かつ十分な印加時間の、なだらかな波形となる。
以上のように、実施の形態3に係る車載用光源点灯装置3は、一端が基準電圧源Vrefの正電位部に接続され、他端が第1のコンデンサC1に接続されることにより、第1のコンデンサC1及び第2のコンデンサC2に対して直列に接続される第2の抵抗R2を備える。第2の抵抗R2の追加により、突入電流I4のピーク電流値を抑制することができる。そのため、突入電流I4のピーク電流値及び印加時間を、車載用光源点灯装置3を構成する各電気部品に合わせて、任意の値に調整することができる。
実施の形態4.
実施の形態4に係る車載用灯具1の構成は、実施の形態1の図1に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図1を援用する。図1に示される突入電流I2は、定常電流I1に対して十分大きい電流値、かつなだらかな波形であることが望ましい。そこで、実施の形態4では、第1のコンデンサC1の容量値と状態検出素子R12の抵抗値とで定まる時定数が、LPF部36の時定数の1/10以下になるように、第1のコンデンサC1又は状態検出素子R12の少なくとも一方が選定される。この構成により、突入電流I2は、定常電流I1に対して十分大きい電流値、かつなだらかな波形となる。
実施の形態4に係る車載用灯具1の構成は、実施の形態1の図1に示された構成と図面上は同一であるため、以下では図1を援用する。図1に示される突入電流I2は、定常電流I1に対して十分大きい電流値、かつなだらかな波形であることが望ましい。そこで、実施の形態4では、第1のコンデンサC1の容量値と状態検出素子R12の抵抗値とで定まる時定数が、LPF部36の時定数の1/10以下になるように、第1のコンデンサC1又は状態検出素子R12の少なくとも一方が選定される。この構成により、突入電流I2は、定常電流I1に対して十分大きい電流値、かつなだらかな波形となる。
図2に示された構成の車載用光源点灯装置3においては上述の第1のコンデンサC1と第2のコンデンサC2の合成容量と上述の導体パターンのインピーダンス成分とで定まる時定数、及び図3に示された構成の車載用光源点灯装置3においては第1のコンデンサC1及び第2のコンデンサC2の容量値と第2の抵抗R2の抵抗値とで定まる時定数が、LPF部36の時定数の1/10以下になるように、第1のコンデンサC1、第2のコンデンサC2、及び第2の抵抗R2が選定される。この構成により、突入電流I3及び突入電流I4は、定常電流I1に対して十分大きい電流値、かつなだらかな波形となる。
実施の形態5.
図4は、実施の形態5に係る車載用灯具1の回路構成例を示す図である。図4において図3と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。実施の形態5に係る光源部2は、状態検出素子R12として、サーミスタRth等の温度センサを備える。サーミスタRthは、LED21の状態として、LED21の温度を検出するために用いられる。
図4は、実施の形態5に係る車載用灯具1の回路構成例を示す図である。図4において図3と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。実施の形態5に係る光源部2は、状態検出素子R12として、サーミスタRth等の温度センサを備える。サーミスタRthは、LED21の状態として、LED21の温度を検出するために用いられる。
図4において、突入電流I5は、基準電圧源Vref、第2の抵抗R2、第1のコンデンサC1、コネクタ端子45、コネクタ端子47、第2のコンデンサC2、コネクタ端子48、コネクタ端子46を経由して、GNDへ流れる。定常電流Ithは、基準電圧源Vref、第1の抵抗R1、コネクタ端子45、コネクタ端子47、サーミスタRth、コネクタ端子48、コネクタ端子46を経由して、GNDへ流れる。実施の形態5では、サーミスタRthに流れる定常電流Ithは、数十μAから数百μA程度の微小電流である。
サーミスタRthがNTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタである場合、熱による影響で、このNTCサーミスタの抵抗値が大きく変化する。特に、低温側でNTCサーミスタの抵抗値が増大する。そのため、サーミスタRthの特性を考慮して、第1のコンデンサC1、第2のコンデンサC2、及び第2の抵抗R2を選定することが望ましい。
測定部34は、LED21の温度に応じて変化するサーミスタRthの抵抗値を、第1の抵抗R1とサーミスタRthとで構成される分圧回路の中間電圧として測定し、測定結果を制御部35へ出力する。制御部35は、測定部34の測定結果を用いて、例えば温度ディレーティングを行う。温度ディレーティングを行う場合、制御部35は、LED21の高温時にLED21に供給する点灯電流を抑制するように、DC/DCコンバータ31の動作を制御する。
以上のように、実施の形態5において、状態検出素子R12は温度センサである。この構成により、車載用光源点灯装置3は、LED21を高温から保護することができるようになり、車載用灯具1の信頼性向上を図ることができる。
なお、実施の形態5では、図1の状態検出素子R12としてサーミスタRthが用いられる構成が例示されたが、図2又は図3の状態検出素子R12としてサーミスタRthが用いられる構成であってもよい。
実施の形態6.
図5は、実施の形態6に係る車載用灯具1の回路構成例を示す図である。図5において図3と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。実施の形態6に係る光源部2は、状態検出素子R12として、ランク抵抗Rrankを備える。LED21は、点灯電流に対する明るさに個体差があるため,光束等の特性に応じてランク分けされる。ランク抵抗Rrankは、LED21の状態として、光束等の特性に応じたランクを検出するために用いられる。
図5は、実施の形態6に係る車載用灯具1の回路構成例を示す図である。図5において図3と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。実施の形態6に係る光源部2は、状態検出素子R12として、ランク抵抗Rrankを備える。LED21は、点灯電流に対する明るさに個体差があるため,光束等の特性に応じてランク分けされる。ランク抵抗Rrankは、LED21の状態として、光束等の特性に応じたランクを検出するために用いられる。
図5において、突入電流I6は、基準電圧源Vref、第2の抵抗R2、第1のコンデンサC1、コネクタ端子45、コネクタ端子47、第2のコンデンサC2、コネクタ端子48、コネクタ端子46を経由して、GNDへ流れる。定常電流Irankは、基準電圧源Vref、第1の抵抗R1、コネクタ端子45、コネクタ端子47、ランク抵抗Rrank、コネクタ端子48、コネクタ端子46を経由して、GNDへ流れる。
測定部34は、LED21のランクに対応するランク抵抗Rrankの抵抗値を、第1の抵抗R1とランク抵抗Rrankとで構成される分圧回路の中間電圧として測定し、測定結果を制御部35へ出力する。制御部35は、測定部34の測定結果を用いて、LED21のランクに対応した点灯電流を供給するように、DC/DCコンバータ31の動作を制御する。このように、ランク抵抗Rrankは、LED21に供給する点灯電流の電流値を指示する電流設定用の抵抗である。
以上のように、実施の形態6において、状態検出素子R12は、LED21に供給する電流値を指示する電流設定用の抵抗である。この構成により、車載用光源点灯装置3は、ランクの異なるLED21を同じ明るさで点灯させることができるようになり、車載用灯具1の品質向上を図ることができる。
なお、実施の形態6では、図1の状態検出素子R12としてランク抵抗Rrankが用いられる構成が例示されたが、図2又は図3の状態検出素子R12としてランク抵抗Rrankが用いられる構成であってもよい。
また、状態検出素子R12は、サーミスタRth及びランク抵抗Rrankに限定されるものではなく、LED21の状態を検出可能な、抵抗を用いた各種センサであればよい。
さらに上述の実施の形態1〜6では状態検出素子R12としてサーミスタRth又はランク抵抗Rrankのいずれか一方を備える構成を例示して説明したが、状態検出素子R21として複数の素子を備えるようにしてもよい。車載用灯具1は、サーミスタRthを測定する構成とランク抵抗Rrankを測定する構成を両方備えてもよい。車載用灯具1が複数の素子を備える構成において、素子の種類はサーミスタRth及びランク抵抗Rrankに限られるものではない。
また、状態検出素子R12は、サーミスタRth及びランク抵抗Rrankに限定されるものではなく、LED21の状態を検出可能な、抵抗を用いた各種センサであればよい。
さらに上述の実施の形態1〜6では状態検出素子R12としてサーミスタRth又はランク抵抗Rrankのいずれか一方を備える構成を例示して説明したが、状態検出素子R21として複数の素子を備えるようにしてもよい。車載用灯具1は、サーミスタRthを測定する構成とランク抵抗Rrankを測定する構成を両方備えてもよい。車載用灯具1が複数の素子を備える構成において、素子の種類はサーミスタRth及びランク抵抗Rrankに限られるものではない。
実施の形態7.
図6は、実施の形態7に係る車載用灯具1の回路構成例を示す図である。図6において図4と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。
図6は、実施の形態7に係る車載用灯具1の回路構成例を示す図である。図6において図4と同一又は相当する部分は、同一の符号を付し説明を省略する。
実施の形態1〜6においては、基準電圧源Vrefを用いて突入電流I2〜I6を印加する構成の車載用光源点灯装置3を例として挙げたが、基準電圧源Vrefの電圧値によってはフレッティングコロージョン対策に必要な大きな突入電流を印加することができない場合も想定される。そこで、実施の形態7では、車載用光源点灯装置3を、基準電圧源Vrefより大きい電圧のバッテリ電圧源Vbatを用いて突入電流I7を印加する構成とする。バッテリ電圧源Vbatは、「第2の電源」に相当する。
実施の形態7の車載用光源点灯装置3は、第1のコンデンサC1に対して直列に接続されるスイッチSW2を備える。スイッチSW2の一端は、バッテリ電圧源Vbatの正電位部に接続される。スイッチSW2の他端は、基準電圧源Vrefと第2の抵抗R2との接続点に接続される。なお、光源部2に第2のコンデンサC2が無い構成の場合には車載用光源点灯装置3における第2の抵抗R2も不要となり、この場合には、基準電圧源Vrefと第1のコンデンサC1との接続点に、スイッチSW2の他端が接続される。第2の抵抗R2とスイッチSW2との接続点と、基準電圧源Vrefとの間には、放電抵抗R3が接続される。MCU33は、スイッチSW2のオンとオフとを切り替える切替部38を備える。
切替部38がスイッチSW2をオンに切り替えた場合、突入電流I7は、バッテリ電圧源Vbat、スイッチSW2、第2の抵抗R2、第1のコンデンサC1、コネクタ端子45、コネクタ端子47、第2のコンデンサC2、コネクタ端子48、コネクタ端子46を経由して、GNDへ流れる。切替部38がスイッチSW2をオフに切り替えた場合、第1のコンデンサC1に充電された電圧は、放電電流Idischgとして第2の抵抗R2を介して放電抵抗R3に流れ、放電抵抗R3にて放電される。切替部38は、第1のコンデンサC1の放電後、スイッチSW2を任意のタイミングで再びオンに切り替えることで、繰り返し第1のコンデンサC1を介した突入電流I7の印加が可能である。
以上のように、実施の形態7に係る車載用光源点灯装置3は、一端が基準電圧源Vrefより大きい電圧のバッテリ電圧源Vbatに接続され、他端が基準電圧源Vrefと第1のコンデンサC1との接続点に接続されたスイッチSW2を備える。この構成により、車載用光源点灯装置3は、基準電圧源Vrefを用いた突入電流I2〜I6よりも大きな突入電流I7を、コネクタ端子45,46,47,48に印加することができる。また、任意のタイミングでスイッチSW2のオンとオフとが切り替わることにより、任意のタイミングで突入電流I7を印加することが可能となる。さらに、スイッチSW2のオンとオフとが切り替わることによって第1のコンデンサC1が充放電されるため、繰り返し、突入電流I7を印加することが可能となる。
なお、実施の形態7に係る車載用灯具1のバッテリ電圧源Vbat、スイッチSW2、放電抵抗R3、及び切替部38は、実施の形態1〜6に係る車載用灯具1に適用可能である。
また、実施の形態1〜7においてGNDという言葉は、正電位に対する基準値という意味で使用している。即ちGNDとは必ずしも0Vを意味せず、正電位よりも低いあらかじめ定められた値であればよい。
また、実施の形態1〜7においてGNDという言葉は、正電位に対する基準値という意味で使用している。即ちGNDとは必ずしも0Vを意味せず、正電位よりも低いあらかじめ定められた値であればよい。
本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、又は各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
1 車載用灯具、2 光源部、3 車載用光源点灯装置、4,5 コネクタ、6 バッテリ、21 LED、31 DC/DCコンバータ、32 レギュレータ部、33 MCU、34 測定部、35 制御部、36 LPF部、37 状態検出部、38 切替部、41〜44,47,48,51,52 コネクタ端子、45 コネクタ端子(正電位側コネクタ端子)、46 コネクタ端子(GND側コネクタ端子)、C1 第1のコンデンサ、C2 第2のコンデンサ、C11 コンデンサ、I1,Ith,Irank 定常電流、I2,I3,I4,I5,I6,I7 突入電流、Idischg 放電電流、R1 第1の抵抗、R2 第2の抵抗、R3 放電抵抗、R11 抵抗、R12 状態検出素子、Rth サーミスタ(状態検出素子)、Rrank ランク抵抗(状態検出素子)、SW1,SW2 スイッチ、Vref 基準電圧源(第1の電源)、Vbat バッテリ電圧源(第2の電源)。
Claims (10)
- 光源、及び前記光源の状態を検出する状態検出素子を備える光源部の点灯を制御する車載用光源点灯装置であって、
前記状態検出素子の両端に接続される正電位側コネクタ端子及びGND電位側コネクタ端子と、
一端が第1の電源の正電位部に接続され、他端が前記正電位側コネクタ端子に接続された第1の抵抗と、
前記第1の抵抗に対して並列に接続された第1のコンデンサと、
前記第1の電源のGND電位部に接続された前記GND電位側コネクタ端子と前記正電位側コネクタ端子との端子間電圧を測定する測定部と、
前記測定部に入力される前記端子間電圧の変動を抑制するローパスフィルタ部と、
前記測定部により測定された前記端子間電圧に基づいて前記光源に供給する電流を制御する制御部とを備えることを特徴とする車載用光源点灯装置。 - 前記状態検出素子に対して並列に接続された第2のコンデンサを備える前記光源部の点灯を制御することを特徴とする請求項1記載の車載用光源点灯装置。
- 一端が前記第1の電源の正電位部に接続され、他端が前記第1のコンデンサに接続されることにより、前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサに対して直列に接続される第2の抵抗を備えることを特徴とする請求項2記載の車載用光源点灯装置。
- 前記第1のコンデンサの容量値と前記状態検出素子の抵抗値とで定まる時定数は、前記ローパスフィルタ部の時定数の1/10以下であることを特徴とする請求項1記載の車載用光源点灯装置。
- 前記第1のコンデンサ及び前記第2のコンデンサの容量値と前記第2の抵抗の抵抗値とで定まる時定数は、前記ローパスフィルタ部の時定数の1/10以下であることを特徴とする請求項3記載の車載用光源点灯装置。
- 前記状態検出素子は、温度センサであることを特徴とする請求項1記載の車載用光源点灯装置。
- 前記状態検出素子は、前記光源に供給する電流値を指示する電流設定用の抵抗であることを特徴とする請求項1記載の車載用光源点灯装置。
- 一端が前記第1の電源より大きい電圧の第2の電源に接続され、他端が前記第1の電源と前記第1のコンデンサとの接続点に接続されたスイッチを備えることを特徴とする請求項1記載の車載用光源点灯装置。
- 光源、及び前記光源の状態を検出する状態検出素子を備える光源部と、前記光源部の点灯を制御する車載用光源点灯装置とを有する車載用灯具であって、
前記車載用光源点灯装置は、
前記状態検出素子の両端に接続される正電位側コネクタ端子及びGND電位側コネクタ端子と、
一端が第1の電源の正電位部に接続され、他端が前記正電位側コネクタ端子に接続された第1の抵抗と、
前記第1の抵抗に対して並列に接続された第1のコンデンサと、
前記第1の電源のGND電位部に接続された前記GND電位側コネクタ端子と前記正電位側コネクタ端子との端子間電圧を測定する測定部と、
前記測定部に入力される前記端子間電圧の変動を抑制するローパスフィルタ部と、
前記測定部により測定された前記端子間電圧に基づいて前記光源に供給する電流を制御する制御部とを備えることを特徴とする車載用灯具。 - 前記光源部は、前記状態検出素子に対して並列に接続された第2のコンデンサを備えることを特徴とする請求項9記載の車載用灯具。
Priority Applications (1)
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JP2019011132A JP2020119814A (ja) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | 車載用光源点灯装置及び車載用灯具 |
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Family Applications (1)
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JP2019011132A Pending JP2020119814A (ja) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | 車載用光源点灯装置及び車載用灯具 |
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