JP4128549B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

従来、発光ダイオード素子を利用した車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。発光ダイオード素子は、点灯時において、両端に、所定の閾電圧に基づく順方向電圧を生じる。
特開２００２−２３１０１３号公報

発光ダイオード素子に生じる順方向電圧は、個体によるばらつきが大きい。そのため、車両用灯具においては、順方向電圧のばらつきに対応するため、発光ダイオード素子を、電流制御により点灯させる場合がある。しかし、車両用灯具においては、例えば配光設計等の関係上、並列に接続された複数の発光ダイオード素子を利用する場合がある。この場合に、並列の各列に供給する電流を、個別の回路により設定するとすれば、回路規模が増大する場合がある。また、これにより、車両用灯具のコストが増大する場合があった。

そこで本発明は、上記の課題を解決することができる電源装置及び車両用灯具を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、電源装置であって、並列に接続された複数の負荷に電圧を印加する電圧出力部と、それぞれが複数の負荷のそれぞれに対応して設けられ、かつ互いにトランス結合された複数の出力側コイルであって、対応する負荷と直列に接続されており、電圧出力部が対応する負荷に供給する電流をそれぞれ流す複数の出力側コイルとを備える。

また、それぞれの負荷に対して、当該負荷と、当該負荷に対応する出力側コイルとの間のノードにおける電圧が予め定められた値よりも上昇するのを検知する電圧上昇検知部と、いずれかの負荷についてのノードの電圧の上昇を電圧上昇検知部が検知した場合に、少なくともノードの電圧の上昇が検知された負荷に対して、電圧出力部による電圧の出力を停止させる出力制御部とを更に備えてもよい。

また、電圧出力部がそれぞれの負荷に供給する電流に応じて、それぞれの出力側コイルは、互いに打ち消し合う方向の磁束を発生してもよい。

また、電圧出力部は、１次コイルと、複数の負荷に対応して設けられた複数の２次コイルとを含む電源部用トランスを有し、複数の２次コイルのそれぞれは、対応する負荷、及び当該負荷に対応する出力側コイルと、直列に接続されてもよい。

また、それぞれの負荷に対応してそれぞれ設けられ、対応する負荷、及び当該負荷に対応する出力側コイルとそれぞれ直列に接続された複数の直列抵抗と、それぞれの直列抵抗の両端に生じる電圧が、複数の直列抵抗に対して共通に定められた設定電圧と等しくなるように、電圧出力部の出力電圧を制御する出力制御部とを更に備えてもよい。

また、複数の出力側コイルは、巻き線が分離するように形成されてもよい。また、電圧出力部から負荷に供給される電流が減少した場合に、出力側コイルの漏れインダクタンスに応じた電流を負荷に供給する半導体素子を更に備えてもよい。

また、電圧出力部は、並列に接続された、第１から第Ｎの、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の負荷に電圧を印加し、電源装置は、電圧出力部と、負荷との間に設けられた、第１から第（Ｎ−１）の、（Ｎ−１）個の出力側トランスを備え、第ｋ（ｋは１≦ｋ≦Ｎ−１を満たす整数）の出力側トランスは、第ｋの負荷と直列に接続された出力側コイルと、第（ｋ＋１）から第Ｎの負荷のそれぞれと直列に接続されており、第ｋの負荷と直列に接続された出力側コイルが発生する磁束を打ち消す方向の磁束を、電圧出力部から供給される電流に応じて発生する（Ｎ−ｋ）個の出力側コイルとを備えてもよい。

また、複数の負荷のそれぞれは、対応する出力側コイルと直列に接続された半導体発光素子を有してもよい。

本発明の第２の形態においては、車両に用いられる車両用灯具であって、並列に接続された複数の光源部と、複数の光源に電圧を印加する電圧出力部と、それぞれが複数の光源部のそれぞれに対応して設けられ、かつ互いにトランス結合された複数の出力側コイルであって、対応する光源部と直列に接続されており、電圧出力部が対応する光源部に供給する電流をそれぞれ流す複数の出力側コイルとを備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図1は、本発明の一実施形態に係る車両用灯具１０の構成の一例を、基準電圧電源５０とともに示す。基準電圧電源５０は、例えば車載のバッテリであり、電源装置１０２に所定の直流電圧を供給する。本例において、車両用灯具１０は、複数の光源部１０４ａ、ｂ、及び電源装置１０２を備える。本例の車両用灯具１０は、複数の光源部１０４ａ、ｂを適切に点灯させることを目的とする。

複数の光源部１０４ａ、ｂは、電源装置１０２に接続される負荷の一例である。複数の光源部１０４ａ、ｂは、並列に接続されており、それぞれ1以上の発光ダイオード素子１２を有する。発光ダイオード素子１２は、半導体発光素子の一例であり、電源装置１０２から供給される電力に応じて、光を発生する。

尚、光源部１０４ａ、ｂは、それぞれ異なる数の発光ダイオード素子１２を有してよい。また、光源部１０４ａ、ｂは、並列に接続された複数の光源列を有してもよい。光源列とは、例えば、直列に接続された1以上の発光ダイオード素子１２の列である。

電源装置１０２は、電圧出力部２０２、複数の出力電流供給部２１０ａ、ｂ、電流比設定部２０４、電圧上昇検知部２０８、及び出力制御部２０６を有する。電圧出力部２０２は、コイル３０８、複数のコンデンサ３１０ａ、ｂ、スイッチング素子３１２、及び電源部用トランス３０６を含む。

コイル３０８は、電源部用トランス３０６の１次コイル４０２と直列に接続されており、基準電圧電源５０の出力電圧を、電源部用トランス３０６に供給する。３１０ａ、ｂは、コイル３０８の両端の電圧を平滑化する。スイッチング素子３１２は、電源部用トランス３０６の１次コイル４０２と直列に接続されており、出力制御部２０６の制御に応じてオン及びオフとなることにより、１次コイル４０２に流れる電流を、断続的に変化させる。

電源部用トランス３０６は、１次コイル４０２、及び複数の２次コイル４０４ａ、ｂを有する。１次コイル４０２は、スイッチング素子３１２がオンになった場合に、コイル３０８を介して基準電圧電源５０から受け取る電流を流す。複数の２次コイル４０４ａ、ｂは、複数の光源部１０４ａ、ｂに対応して設けられており、１次コイル４０２に流れる電流に応じた電圧を、対応する光源部１０４に、出力電流供給部２１０及び電流比設定部２０４を介して印加する。これにより、電圧出力部２０２は、複数の光源部１０４ａ、ｂに電圧を印加する。尚、複数の２次コイル４０４ａ、ｂは、それぞれ異なる巻数を有してよい。この場合、それぞれの２次コイル４０４ａ、ｂは、巻数に応じた異なる電圧を、それぞれ出力する。

複数の出力電流供給部２１０ａ、ｂは、複数の２次コイル４０４ａ、ｂに対応して設けられたダイオードであり、２次コイル４０４と電流比設定部２０４との間に、順方向接続されている。これにより、出力電流供給部２１０は、対応する２次コイル４０４が出力する電圧を、電流比設定部２０４を介して、光源部１０４に供給する。

電流比設定部２０４は、複数のコンデンサ３１８ａ、ｂ、複数の直列抵抗３２０ａ、ｂ、出力側トランス３１４、及び複数の漏れインダクタンス電流供給部３１６ａ、ｂを含む。複数のコンデンサ３１８ａ、ｂ、及び複数の直列抵抗３２０ａ、ｂは、複数の光源部１０４ａ、ｂに対応して設けられる。そして、コンデンサ３１８は、対応する光源部１０４に流れる電流を平滑化する。また、直列抵抗３２０は、対応する光源部１０４と直列に接続されており、対応する光源部１０４に流れる電流に応じた電圧を、両端に生じる。

出力側トランス３１４は、複数の出力側コイル４０６ａ、ｂを有する。複数の出力側コイル４０６ａ、ｂのそれぞれは、複数の光源部１０４ａ、ｂのそれぞれに対応して設けられる。そして、出力側コイル４０６は、対応する光源部１０４と直列に接続され、その光源部１０４に電圧出力部２０２が供給する電流を、それぞれ流す。尚、それぞれの光源部１０４において、発光ダイオード素子１２は、対応する出力側コイル４０６と直列に接続されている。

また、本例において、出力側コイル４０６ａと出力側コイル４０６ｂとは逆方向に巻かれたコイルである。そのため、複数の出力側コイル４０６ａ、ｂは、電圧出力部２０２がそれぞれの光源部１０４に供給する電流に応じて、互いに打ち消し合う方向の磁束を発生する。また、複数の出力側コイル４０６ａ、ｂは、互いにトランス結合されている。そのため、複数の出力側コイル４０６ａ、ｂは、巻線数の逆比となる大きさの電流を、それぞれ流す。

複数の漏れインダクタンス電流供給部３１６ａ、ｂは、複数の出力側コイル４０６ａ、ｂに対応して設けられたダイオードである。このダイオードは、半導体素子の一例である。漏れインダクタンス電流供給部３１６は、アノードが２次コイル４０４の低電位側出力と接続され、出力電流供給部２１０を構成するダイオードのカソードと、２次コイル４０４の低電位側出力との間に、逆方向接続される。

この場合、漏れインダクタンス電流供給部３１６は、対応する出力側コイル４０６の漏れインダクタンスに蓄積されるエネルギーを、対応する出力側コイル４０６を介して、コンデンサ３１８に放出する。これにより、漏れインダクタンス電流供給部３１６は、例えば、電圧出力部２０２から光源部１０４に供給される電流が減少した場合に、対応する出力側コイル４０６の漏れインダクタンスに応じた電流を、光源部１０４に供給する。漏れインダクタンスに応じた電流とは、例えば、漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーの放出に伴う電流である。

本例において、漏れインダクタンス電流供給部３１６は、電源部用トランス３０６、スイッチング素子３１２、出力電流供給部２１０、及び出力側コイル４０６とともに、フォワードコンバータを構成する。そして、漏れインダクタンス電流供給部３１６は、スイッチング素子３１２がオンの期間に出力側コイル４０６の漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーを、スイッチング素子３１２がオフの期間に、コンデンサ３１８に放出する。

ここで、例えば漏れインダクタンス電流供給部３１６を用いないとすれば、漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーは、スイッチング素子３１２がオフの期間に、損失となることとなる。しかし、本例によれば、漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーを、光源部１０４へ、効率よく与えることができる。

電圧上昇検知部２０８は、それぞれの光源部１０４ａ、ｂに印加される電圧の上昇を検知する。この電圧は、例えば、それぞれの光源部１０４ａ、ｂと、その光源部１０４ａ、ｂに対応する出力側コイル４０６ａ、ｂとの間のノード２１２ａ、ｂにおける電圧であり、例えば、ノード２１２の電位と接地電位の電位差の絶対値である。電圧上昇検知部２０８は、それぞれの光源部１０４に対して、ノード２１２の電圧が予め定められた値よりも上昇するのを検知する。電圧上昇検知部２０８は、ノード２１２の電位の絶対値の上昇を検知してよい。

出力制御部２０６は、電流検知部３０４及びスイッチ制御部３０２を含む。電流検知部３０４は、それぞれの直列抵抗３２０の両端に生じる電圧を検知することにより、その直列抵抗３２０に対応する光源部１０４に流れる電流を検知する。

スイッチ制御部３０２は、電流検知部３０４が検知する電流に応じて、例えば公知のＰＷＭ制御又はＰＦＭ制御等により、スイッチング素子３１２がオン及びオフとなる時間を制御する。これにより、スイッチ制御部３０２は、電流検知部３０４により検知される電流値が一定になるように、スイッチング素子３１２を制御する。

また、いずれかの光源部１０４ａ、ｂについてのノード２１２ａ、ｂの電圧の上昇を電圧上昇検知部２０８が検知した場合、スイッチ制御部３０２は、スイッチング素子３１２をオフに保ち、電圧出力部２０２による電圧の出力を停止させる。これにより、出力制御部２０６は、異常が生じた場合に電源装置１０２を停止させるフェールセーフ機能を提供し、電源装置１０２の安全性を高める。

他の例において、スイッチ制御部３０２は、ノード２１２の電圧の上昇が検知された光源部１０４に対して、選択的に、電圧出力部２０２による電圧の出力を停止させてもよい。この場合、異常が発生していない光源部１０４を継続して点灯させることができる。これにより、故障に対する冗長性が高い車両用灯具１０を提供することができる。

ここで、車両用灯具１０においては、例えば配光設計の関係上、必要な電圧値及び電流値がそれぞれ異なる複数の光源部１０４ａ、ｂを用いる場合がある。この場合に、例えば光源部１０４毎に個別の電源装置１０２を設けるとすれば、コストの上昇を招くこととなる。しかし、本例によれば、一つの電源装置１０２において、複数の光源部１０４ａ、ｂ毎に個別の２次コイル４０４ａ、ｂを設けることにより、それぞれの光源部１０４に、個別に、適切な電圧を印加することができる。また、複数の出力側コイル４０６ａ、ｂを有する出力側トランス３１４を用いることにより、それぞれの光源部１０４ａ、ｂに供給する電流比を、適切に設定することができる。そのため、本例によれば、複数の光源部１０４を、低いコストで、適切に点灯させることができる。また、これにより、車両用灯具１０を低いコストで提供できる。

尚、他の例において、電源部用トランス３０６は、一つの２次コイル４０４を有してもよい。この場合、複数の出力側コイル４０６ａ、ｂは、共通の２次コイル４０４から出力される電流を、それぞれの巻線数の電流比に分割する。また、電源部用トランス３０６は、正電圧又は負電圧のいずれを出力してもよい。

また、更なる他の例において、出力側トランス３１４の出力側コイル４０６ａ、ｂは、同じ方向に巻かれたコイルであってもよい。この場合、複数の出力側コイル４０６ａ、ｂは、互いに強め合う方向の磁束を発生する。これにより、それぞれの出力側コイル４０６は、巻数の比に応じた電圧を両端に生じる。そのため、この場合、複数の出力側コイル４０６ａ、ｂは、対応する光源部１０４ａ、ｂに印加すべき電圧に応じた比の巻数を有するのが好ましい。

図２は、電源装置１０２の動作の一例を説明する図である。本図では、電源装置１０２のうち、説明に必要な部分を抜き出して示してある。図２（ａ）は、複数の光源部１０４ａ、ｂが正常な場合における電源装置１０２を示す。図２（ｂ）は、一方の光源部１０４ａがオープン状態となった場合における電源装置１０２を示す。ここでオープン状態とは、例えば光源部１０４の断線等により、ノード２１２と接地電位との間がハイインピーダンスになる状態である。

ここで、本例において、１次コイル４０２の巻数はＮｐ、２次コイル４０４ａ、ｂの巻数はＮｓ１、Ｎｓ２、出力側コイル４０６ａ、ｂの巻数はＮｏ１、Ｎｏ２である。また、複数の２次コイル４０４ａ、ｂのそれぞれは、対応する光源部１０４、及びその光源部１０４に対応する出力側コイル４０６と、直列に接続されている。

そして、１次コイル４０２は、所定の電圧Ｖｉｎを、コイル３０８を介して、基準電圧電源５０（図１参照）から受け取る。この場合、２次コイル４０４ａは、Ｖａ＝Ｖｉｎ・Ｎｓ１／Ｎｐとなる端子電圧Ｖａを出力する。２次コイル４０４ｂは、Ｖｂ＝Ｖｉｎ・Ｎｓ２／Ｎｐとなる端子電圧Ｖｂを出力する。

そして、図２（ａ）に示すような、複数の光源部１０４ａ、ｂが正常な場合、出力側コイル４０６ａ、ｂは、Ｉｏ１／Ｉｏ２＝Ｎｏ２／Ｎｏ１となる電流Ｉｏ１、Ｉｏ２をそれぞれ流す。これにより、電流比設定部２０４（図１参照）は、複数の光源部１０４ａ、ｂのそれぞれに流れる電流の比を設定する。

また、この場合、出力側コイル４０６ａ、ｂが生じる磁束は、互いに打ち消しあうため、出力側コイル４０６ａ、ｂのインダクタンスは、ほぼ漏れインダクタクタンスのみに起因する極小値になる。そのため、複数の光源部１０４ａ、ｂが正常な場合、出力側コイル４０６ａ、ｂの両端に生じる電圧Ｖｔ１、Ｖｔ２は、極小となる。そして、出力側コイル４０６ａ、ｂは、Ｖｏ１＝Ｖａ−Ｖｔ１、Ｖｏ２＝Ｖｂ−Ｖｔ２となる電圧Ｖｏ１、Ｖｏ２を、ノード２１２ａ、ｂに出力する。

一方、図２（ｂ）に示すような、一方の光源部１０４ａがオープン状態となった場合、２次コイル４０４ａ、ｂの端子電圧Ｖａ、Ｖｂは、Ｖｉｎ、及び電源部用トランス３０６における巻線数比により決まるため、いずれかの光源部１０４がオープン状態となった場合でも変化しない。しかし、この場合、オープン状態となった光源部１０４ａに対応する出力側コイル４０６ａは、出力側コイル４０６ｂに流れる電流に応じたエネルギーを蓄積することとなる。出力側コイル４０６ｂは、オープン状態となっていない光源部１０４ｂに対応する出力側コイル４０６である。

この場合、出力側コイル４０６ａの両端には、Ｖｔ１＝Ｖｔ２・Ｎｏ１／Ｎｏ２となる電圧Ｖｔ１が生じる。これにより、出力側コイル４０６ａは、ノード２１２ａに、Ｖｏ１＝Ｖａ＋Ｖｔ１＝Ｖｔ２・Ｎｏ１／Ｎｏ２となる電圧Ｖｏ１を出力する。そのため、オープン状態となった光源部１０４ａに対応するノード２１２ａの電圧は、この光源部１０４ａが正常な場合と比べ上昇する。

ここで、例えば２次コイル４０４ａ、ｂの端子電圧Ｖａ、Ｖｂを検知したとしても、端子電圧Ｖａ、Ｖｂは、いずれかの光源部１０４がオープン状態となった場合でも変化しないため、光源部１０４のオープン状態を検知するのは困難である。しかし、本例において、電圧上昇検知部２０８（図１参照）は、ノード２１２ａ、ｂの電圧Ｖｏ１、Ｖｏ２の上昇を検知する。そして、電圧上昇検知部２０８がいずれかのノード２１２の電圧の上昇を検知した場合、スイッチ制御部３０２（図１参照）は、電源装置１０２を停止させる。そのため、本例によれば、光源部１０４のオープン状態を、適切に検出できる。また、これにより、光源部１０４のオープン状態に対するフェールセーフ制御、及び/又は複数の光源部１０４の冗長性の制御を、適切に行うことができる。

図３は、出力側コイル４０６の動作の一例を説明する図である。本例において、スイッチング素子３１２は、スイッチ制御部３０２の制御に応じて、繰り返しオン及びオフとなる。この場合、出力側コイル４０６は、図に示すような、鋸波状の電流を流す。

ここで、本例において、複数の出力側コイル４０６は、互いに打ち消しあう方向の磁束を発生する。そのため、それぞれの出力側コイル４０６のインダクタンスは、漏れインダクタンス以外の成分をほとんど有さず、極小となり、スイッチング素子３１２がオン又はオフに変化する場合における出力側コイル４０６の電流変化は極大となる。

そして、出力側コイル４０６は、漏れインダクタンスに基づき、スイッチング素子３１２がオンの期間にエネルギーを蓄積し、スイッチング素子３１２がオフの期間に、このエネルギーを放出する。そのため、出力側コイル４０６の漏れインダクタンスが過度に小さいとすると、スイッチング素子３１２は、オンになった場合に、急激な電流を流すこととなり、ピーク電流値が増大する場合がある。この場合、例えば大型の回路素子を使用する必要等が生じ、車両用灯具１０のコストが増大する場合がある。

そのため、出力側トランス３１４において、複数の出力側コイル４０６は、巻き線が分離するように形成されるのが好ましい。この場合、出力側コイル４０６の漏れインダクタンスが大きくなるため、スイッチング素子３１２に流れる急激な電流を抑えることができる。

また、本例においては、漏れインダクタンス電流供給部３１６により、漏れインダクタンスのエネルギーを、光源部１０４に還元している。そのため、本例によれば、出力側コイル４０６の既存の漏れインダクタンスを利用することにより、低コストに電流の急激な変化を抑制しつつ、光源部１０４を、効率よく点灯させることができる。

他の例において、電流比設定部２０４は、電流の急激な変化を抑制するための専用のコイルを更に備えてもよい。このコイルは、例えば電源部用トランス３０６と出力側コイル４０６との間において、出力側コイル４０６と直列に接続される。また、この場合、漏れインダクタンス電流供給部３１６は、スイッチング素子３１２がオフの期間に、このコイルのインダクタンスに応じた電流を、光源部１０４に供給する。

図４は、電圧上昇検知部２０８の構成の一例を示す。本例において、電圧上昇検知部２０８は、複数のツェナーダイオード５０８ａ、ｂ、コンパレータ５０６、抵抗５１２、定電圧源５１０、カウンタ５０４、及びラッチ５０２を有する。複数のツェナーダイオード５０８ａ、ｂは、複数の光源部１０４ａ、ｂ（図１参照）と対応して設けられる。そして、ツェナーダイオード５０８のカソードは、対応する光源部１０４についてのノード２１２と接続され、アノードは、コンパレータ５０６の一方の入力端子と接続される。また、コンパレータ５０６において、この入力端子は、抵抗５１２を介して接地されている。そのため、対応するノード２１２の電圧がツェナー電圧よりも大きくなった場合、ツェナーダイオード５０８は、このノード２１２の電圧を、コンパレータ５０６に与える。

また、コンパレータ５０６において、他方の入力端子は、定電圧源５１０から、所定の電圧を受け取る。定電圧源５１０は、ツェナーダイオード５０８のツェナー電圧よりも小さな電圧を、コンパレータ５０６に与える。そのため、いずれかノード２１２の電圧がツェナーダイオード５０８のツェナー電圧よりも大きくなった場合、コンパレータ５０６は、出力を反転させる。これにより、ノード２１２が予め定められた値よりも上昇するのを、適切に検知でできる。

カウンタ５０４は、コンパレータ５０６の出力を遅延させて、ラッチ５０２に供給する。ラッチ５０２は、カウンタ５０４の出力をラッチして、ラッチした値をスイッチ制御部３０２に出力する。これにより、例えば光源部１０４がオープン状態となる等の異常を、例えばノイズ等による一時的な電圧変動による電圧上昇から、適切に区別できる。そのため、本例によれば、ノード２１２の電圧の上昇を、適切に検知できる。また、これにより、例えば光源部１０４のオープン状態を、適切に検知できる。

他の例において、電圧上昇検知部２０８は、複数のツェナーダイオード５０８ａ、ｂに代えて、複数の抵抗を有してもよい。これらの抵抗は、ツェナーダイオード５０８の代わりに、ノード２１２とコンパレータ５０６との間に、設けられる。この場合も、ノード２１２の電圧の上昇を、適切に検知できる。

図５は、電流検知部３０４の構成の一例を、複数の直列抵抗３２０ａ、ｂとともに示す。本例において、電流検知部３０４は、複数の光源部１０４ａ、ｂに対応して設けられた、複数の断線検出部６０２ａ、ｂ、及び複数の抵抗６０４ａ、ｂを有する。

断線検出部６０２は、ＰＮＰトランジスタ６０６、ＮＰＮトランジスタ６０８、及び複数の抵抗を含む。ＰＮＰトランジスタ６０６のベース端子は、抵抗を介してエミッタ端子と接続され、エミッタ端子は、対応する光源部１０４と直列抵抗３２０との間のノードと接続される。また、コレクタ端子は、対応する抵抗６０４と接続される。ＮＰＮトランジスタ６０８のベース端子は、抵抗を介して、対応する光源部１０４と直列抵抗３２０との間のノードと接続され、コレクタ端子は、抵抗を介して、ＰＮＰトランジスタ６０６のベース端子と接続される。また、ＮＰＮトランジスタ６０８のエミッタ端子は接地される。抵抗６０４は、対応する断線検出部６０２におけるＰＮＰトランジスタ６０６のコレクタ端子と、スイッチ制御部３０２とを接続する。

そのため、対応する光源部１０４がオープン状態になっていない場合、光源部１０４と直列抵抗３２０との間のノードの電位は、光源部１０４に流れる電流値と、直列抵抗３２０の抵抗値との積となる。この場合、ＮＰＮトランジスタ６０８及びＰＮＰトランジスタ６０６はオンになり、抵抗６０４は、直列抵抗３２０の両端に生じる電圧を、断線検出部６０２から受け取る。

また、対応する光源部１０４が断線等によりオープン状態になっている場合、直列抵抗３２０には電流が流れないため、光源部１０４と直列抵抗３２０との間のノードの電位は接地電位となる。この場合、ＮＰＮトランジスタ６０８及びＰＮＰトランジスタ６０６はオフになり、抵抗６０４は、ハイインピーダンスを、断線検出部６０２から受け取る。

これにより、いずれの光源部１０４ａ、ｂもオープン状態になっていない場合、電流検知部３０４は、検知した電流値として、直列抵抗３２０ａ、ｂの両端に生じる電圧の平均値を、スイッチ制御部３０２に供給する。また、いずれかの光源部１０４ａ、ｂがオープン状態になった場合、電流検知部３０４は、検知した電流値として、オープン状態になっていない直列抵抗３２０ａ、ｂの両端に生じる電圧を、スイッチ制御部３０２に供給する。スイッチ制御部３０２は、電流検知部３０４から受け取る電圧が一定になるように、スイッチング素子３１２（図１参照）を制御する。

ここで、直列抵抗３２０は、光源部１０４、及びその光源部１０４に対応する出力側コイル４０６（図１参照）と直列に接続されている。そのため、対応する光源部１０４がオープン状態になっていない場合、複数の直列抵抗３２０ａ、ｂは、出力側コイル４０６ａ、ｂにより設定された電流比の電流を流す。

また、本例において、それぞれの直列抵抗３２０は、対応する光源部１０４に流れる電流比と逆比となる抵抗値をそれぞれ有する。そのため、本例において、それぞれの直列抵抗３２０は、対応する光源部１０４に流れる電流に応じて、ほぼ等しい電圧を生じる。そのため、本例によれば、直列抵抗３２０の両端に生じる電圧の平均値を、複数の直列抵抗３２０に対して共通に定められた設定電圧と等しくなるように制御することにより、複数の光源部１０４ａ、ｂに流れる電流を、適切に制御できる。出力制御部２０６（図１参照）は、それぞれの直列抵抗３２０の両端に生じる電圧が、設定電圧と等しくなるように、電圧出力部２０２の出力電圧を制御してよい。

尚、車両用灯具１０（図１参照）が３以上の光源部１０４を有しており、いずれかの光源部１０４がオープン状態になった場合、電流検知部３０４は、オープン状態になっていない直列抵抗３２０の両端に生じる電圧の平均値を、スイッチ制御部３０２に供給してよい。また、他の例において、電流検知部３０４は、それぞれの直列抵抗３２０の両端に生じる電圧の和を、スイッチ制御部３０２に供給してもよい。

ここで、更なる他の例においては、複数の光源部１０４を、それぞれに与える電圧を制御することにより点灯させることも考えられる。しかし、この場合、発光ダイオード素子１２（図１参照）の順方向電圧のばらつきにより、制御が複雑化する場合がある。しかし、本例によれば、それぞれの光源部１０４に流れる電流を制御することにより、複数の光源部１０４を、適切に点灯させることができる。

図６は、出力電流供給部２１０及び漏れインダクタンス電流供給部３１６の構成の他の例を示す。本例において、出力電流供給部２１０は、ダイオード８０２及びＮＭＯＳトランジスタ８０４を有する。漏れインダクタンス電流供給部３１６は、ダイオード８０８及びＮＭＯＳトランジスタ８０６を有する。ダイオード８０２、ＮＭＯＳトランジスタ８０４、ダイオード８０８、及びＮＭＯＳトランジスタ８０６は、半導体素子の一例である。尚、ダイオード８０２、８０８は、ＮＭＯＳトランジスタの寄生ダイオードで構成してもよい。

ダイオード８０２及びダイオード８０８は、図１における出力電流供給部２１０及び漏れインダクタンス電流供給部３１６と同一又は同様の機能を有する。ＮＭＯＳトランジスタ８０４及びＮＭＯＳトランジスタ８０６は、スイッチ制御部３０２の制御に応じて、スイッチング素子３１２（図１参照）と同期して、オン及びオフとなる。本例において、ＮＭＯＳトランジスタ８０４は、スイッチング素子３１２がオンになっている期間にオンになり、ダイオード８０２とともに、出力側コイル４０６に、電流を供給する。また、ＮＭＯＳトランジスタ８０６は、スイッチング素子３１２がオフになっている期間にオンになり、ダイオード８０８とともに、出力側コイル４０６に、電流を供給する。これにより、ＮＭＯＳトランジスタ８０４及びＮＭＯＳトランジスタ８０６は、ダイオード８０２及びダイオード８０８と同期整流を行う。これにより、例えばダイオード８０２及びダイオード８０８のみを用いて整流を行う場合とくらべ、電力の損失を低減できる。

図７は、電圧出力部２０２の構成の他の例を示す。本例において、電圧出力部２０２は、複数の光源部１０４ａ、ｂ（図１参照）に対応して設けられた複数のスイッチ７０２ａ、ｂを有する。それぞれのスイッチ７０２は、対応する出力側コイル４０６と、基準電圧電源５０とを、スイッチ制御部３０２の指示に応じて接続する。この場合、スイッチ制御部３０２は、複数のスイッチ７０２ａ、ｂを同期的に、同時にオン及びオフにする。出力側コイル４０６は、スイッチ制御部３０２の制御に応じた矩形波を、対応するスイッチ７０２から受け取る。本例においても、複数の出力側コイル４０６ａ、ｂにより、複数の出力側コイル４０６ａ、ｂに流れる電流比を、適切に設定することができる。

図８は、車両用灯具１０の構成の他の例を示す。尚、以下に説明する点を除き、図８において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一又は同様の機能を有するため、説明を省略する。本例において、車両用灯具１０は、複数の光源部１０４ａ〜ｃを備える。電源部用トランス３０６は、複数の光源部１０４ａ〜ｃに対応して、複数の２次コイル４０４ａ〜ｃを有する。

また、電流比設定部２０４は、光源部１０４の個数よりも１個少ない複数の出力側トランス３１４ａ、ｂを有する。出力側トランス３１４ａは、複数の出力側コイル４０６、４０８ｂ、ｃを含む。出力側トランス３１４ｂは、複数の出力側コイル４０６ｂ、４０８ｃを含む。出力側コイル４０６ａは、光源部１０４ａに対応して設けられており、光源部１０４ａと直列に接続されている。複数の出力側コイル４０６ｂ、４０８ｂは、光源部１０４ｂに対応して設けられており、光源部１０４ｂと直列に接続されている。複数の出力側コイル４０８ｃは、光源部１０４ｃに対応して設けられており、光源部１０４ｃと直列に接続されている。

以下、出力側トランス３１４ａ、ｂについて更に詳しく説明する。出力側トランス３１４ａにおいて、出力側コイル４０８ｂ、ｃは、出力側コイル４０６ａと逆方向に巻かれている。また、複数の出力側コイル４０８ｂ、ｃは、同じ方向に巻かれている。そのため、出力側コイル４０６ａと、出力側コイル４０８ｂ、ｃとは、電圧出力部２０２がそれぞれの光源部１０４に供給する電流に応じて、互いに打ち消し合う方向の磁束を発生する。この場合、出力側コイル４０６ａは、光源部１０４ａに流れる電流と、光源部１０４ｂ及び光源部１０４ｃに流れる電流の和との比と定める。また、これにより、出力側トランス３１４ａは、電源部用トランス３０６が出力する総電流のうちの、光源部１０４ａに供給される電流の割合を定める。

尚、例えば、出力側コイル４０６ａ、出力側コイル４０８ｂ、ｃの巻数がそれぞれＮｏ１、Ｎｏ２、Ｎｏ３の場合、光源部１０４ａ、ｂ、ｃに流れる電流をそれぞれＩｏ１、Ｉｏ２、Ｉｏ３とすると、Ｉｏ１＝（Ｎｏ２・Ｉｏ２＋Ｎｏ３・Ｉｏ３）／Ｎｏ１の関係が成り立つ。Ｉｏ２とＩｏ３との比は、出力側トランス３１４ｂにより定められる。

出力側トランス３１４ｂにおいて、出力側コイル４０６ｂと、出力側コイル４０８ｃとは、逆方向に巻かれている。そのため、出力側コイル４０６ｂと、出力側コイル４０８ｃとは、電圧出力部２０２がそれぞれの光源部１０４に供給する電流に応じて、互いに打ち消し合う方向の磁束を発生する。これにより、出力側トランス３１４ｂは、光源部１０４ｂに流れる電流と、光源部１０４ｃに流れる電流との比と定める。また、これにより、出力側トランス３１４ｂは、電源部用トランス３０６が出力する総電流から光源部１０４ａに流れる電流を除いた電流における、光源部１０４ｂ、ｃに供給される電流の割合を定める。そのため、本例によれば、車両用灯具１０が３以上の光源部１０４を有する場合においても、それぞれの光源部１０４に流れる電流を、適切に設定することができる。

また、他の例において、車両用灯具１０は、第１から第Ｎの、Ｎ個（Ｎは２以上の整数２、３、・・・のいずれか）の光源部１０４を備えてもよい。この場合、電圧出力部２０２は、並列に接続されたＮ個の光源部１０４に電圧を印加する。電源装置１０２は、電圧出力部２０２と、光源部１０４との間に、第１から第（Ｎ−１）の、（Ｎ−１）個の出力側トランス３１４を備える。

そして、第ｋ（ｋは１≦ｋ≦Ｎ−１を満たす整数）の出力側トランス３１４は、第ｋの光源部１０４と直列に接続された出力側コイル４０６と、（Ｎ−ｋ）個の出力側コイル４０８を有する。この（Ｎ−ｋ）個の出力側コイル４０８は、第（ｋ＋１）から第Ｎの光源部１０４のそれぞれと直列に接続されている。そして、これらの出力側コイル４０８は、、第ｋの光源部１０４と直列に接続された出力側コイル４０６が発生する磁束を打ち消す方向の磁束を、電圧出力部２０２から供給される電流に応じて発生する。これにより、Ｎ個の光源部１０４に流れる電流の比を、適切に設定することができる。

図９は、車両用灯具１０の構成の更なる他の例を示す。尚、以下に説明する点を除き、図９において、図１又は図８と同じ符号を付した構成は、図１又は図８における構成と同一又は同様の機能を有するため、説明を省略する。本例において、出力側コイル４０６、４０８は、対応する光源部１０４の下流側に設けられる。この場合、出力側コイル４０６は、例えば、対応する直列抵抗３２０よりも下流に設けられる。また、この場合、例えば直列抵抗３２０の下流端が接地される。この場合も、複数の光源部１０４に流れる電流の比を、適切に設定することができる。

尚、他の例においては、例えば出力電流供給部２１０のカソードを接地してもよい。この場合、電源部用トランス３０６は、２次コイル４０４の低電位側出力から、負電圧を出力する。この場合も、複数の光源部１０４に流れる電流の比を、適切に設定することができる、

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明の一実施形態に係る車両用灯具１０の構成の一例を、基準電圧電源５０とともに示す図である。 電源装置１０２の動作の一例を説明する図である。 図２（ａ）は、複数の光源部１０４ａ、ｂが正常な場合における電源装置１０２を示す図である。 図２（ｂ）は、一方の光源部１０４ａがオープン状態となった場合における電源装置１０２を示す図である。 出力側コイル４０６の動作の一例を説明する図である。 電圧上昇検知部２０８の構成の一例を示す図である。 電流検知部３０４の構成の一例を、複数の直列抵抗３２０ａ、ｂとともに示す図である。 出力電流供給部２１０及び漏れインダクタンス電流供給部３１６の構成の他の例を示す図である。 電圧出力部２０２の構成の他の例を示す図である。 車両用灯具１０の構成の他の例を示す図である。 車両用灯具１０の構成の更なる他の例を示す図である。

符号の説明

１０・・・車両用灯具、１２・・・発光ダイオード素子（半導体発光素子）、５０・・・基準電圧電源、１０２・・・電源装置、１０４・・・光源部（負荷）、２０２・・・電圧出力部、２０４・・・電流比設定部、２０６・・・出力制御部、２０８・・・電圧上昇検知部、２１０・・・出力電流供給部、２１２・・・ノード、３０２・・・スイッチ制御部、３０４・・・電流検知部、３０６・・・電源部用トランス、３０８・・・コイル、３１０・・・コンデンサ、３１２・・・スイッチング素子、３１４・・・出力側トランス、３１６・・・漏れインダクタンス電流供給部、３１８・・・コンデンサ、３２０・・・直列抵抗、４０２・・・１次コイル、４０４・・・２次コイル、４０６・・・出力側コイル、４０８・・・出力側コイル、５０２・・・ラッチ、５０４・・・カウンタ、５０６・・・コンパレータ、５０８・・・ツェナーダイオード、５１０・・・定電圧源、５１２・・・抵抗、６０２・・・断線検出部、６０４・・・抵抗、６０６・・・ＰＮＰトランジスタ、６０８・・・ＮＰＮトランジスタ、７０２・・・スイッチ、８０２・・・ダイオード、８０４・・・ＮＭＯＳトランジスタ、８０６・・・ＮＭＯＳトランジスタ、８０８・・・ダイオード

Claims (6)

1. 車両に用いられる車両用灯具であって、
   半導体発光素子を有し、互いに並列に接続された、第１から第Ｎの、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の複数の光源部と、
   前記複数の光源に電圧を印加する電圧出力部と、
   前記電圧出力部と、前記複数の光源との間に設けられた、第１から第（Ｎ−１）の、（Ｎ−１）個の出力側トランスと
   を備え、
   第ｋ（ｋは１≦ｋ≦Ｎ−１を満たす整数）の前記出力側トランスは、
   第ｋの前記光源部と直列に接続された出力側コイルと、
   第（ｋ＋１）から第Ｎの前記光源部のそれぞれと直列に接続されており、前記第ｋの光源部と直列に接続された出力側コイルが発生する磁束を打ち消す方向の磁束を、前記電圧出力部から供給される電流に応じて発生する（Ｎ−ｋ）個の出力側コイルと
   を有し、
   前記出力側コイルは、前記電圧出力部が前記対応する光源部に供給する電流をそれぞれ流す車両用灯具。
2. それぞれの前記光源部に対して、当該光源部と、当該光源部に対応する前記出力側コイルとの間のノードにおける電圧が予め定められた値よりも上昇するのを検知する電圧上昇検知部と、
   いずれかの前記光源部についての前記ノードの電圧の上昇を前記電圧上昇検知部が検知した場合に、少なくとも前記ノードの電圧の上昇が検知された前記光源部に対して、前記電圧出力部による電圧の出力を停止させる出力制御部と
   を更に備える請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記電圧出力部は、１次コイルと、前記複数の光源部に対応して設けられた複数の２次コイルとを含む電源部用トランスを有し、
   前記複数の２次コイルのそれぞれは、対応する前記光源部、及び当該光源部に対応する前記出力側コイルと、直列に接続された請求項１に記載の車両用灯具。
4. それぞれの前記光源部に対応してそれぞれ設けられ、対応する前記光源部、及び当該光源部に対応する前記出力側コイルとそれぞれ直列に接続された複数の直列抵抗と、
   それぞれの前記直列抵抗の両端に生じる電圧が、前記複数の直列抵抗に対して共通に定められた設定電圧と等しくなるように、前記電圧出力部の出力電圧を制御する出力制御部と
   を更に備える請求項１に記載の車両用灯具。
5. 前記複数の出力側コイルは、巻き線が分離するように形成された請求項１に記載の車両用灯具。
6. 前記電圧出力部から前記光源部に供給される電流が減少した場合に、前記出力側コイルの漏れインダクタンスに応じた電流を前記光源部に供給する半導体素子を更に備える請求項１に記載の車両用灯具。

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