JP5545082B2 - ランプ駆動装置 - Google Patents
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Description
以下、第1実施例について図1ないし図3を参照して説明する。図1は、ランプ駆動装置の構成を示す機能ブロック図である。電源+Bとグランドとの間には、NチャネルMOSFET(半導体スイッチング素子)1とランプ2との直列回路が接続されている。尚、ランプ2については抵抗負荷のシンボルで示している。NチャネルMOSFET1は、MOS駆動回路3を介してPWM信号がゲート信号として与えられ、ランプ2をハイサイド駆動する。MOS駆動回路3には、その後段に配置されているPWM信号出力部(駆動装置)4により生成出力されるPWM信号が与えられる。
尚、以上の構成において、PWM信号生成部5,ANDゲート10,ORゲート12及びANDゲート11は、通電制御手段13を構成している。
図4及び図5は第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第2実施例のPWM信号出力部4Aは、第1実施例とほぼ同様の構成であり、ANDゲート9の正論理入力端子には、初期PWM信号生成部14より搬送波周波数が24Hzでデューティが99%のPWM信号が与えられている点だけが相違している。
以上のように第2実施例によれば、初期PWM信号生成部14は、PWM信号のデューティを、100%未満で且つ実質的に非通電期間が発生しない99%に設定するので、第1実施例と同様の効果が得られる。
図6及び図7は第3実施例を示すものであり、第2実施例と異なる部分について説明する。第3実施例のPWM信号出力部4Bは、第2実施例の初期PWM信号生成部14に替わる初期PWM信号生成部15を備えており、初期PWM信号生成部15は、搬送波周波数が13.75Hz(55/4Hz)でデューティが50%のPWM信号を出力する。その結果、図7に示すように、ランプ2の点灯開始時に出力される信号Dは、ローレベルを示す期間があるが、時点(3)−(4)間におけるランプ2の通電比率は通常制御時のPWM信号に比較してより増加している。
以上のように第3実施例によれば、初期PWM信号生成部15は、ランプ2の点灯開始時に出力するPWM信号の搬送波周波数を、通常制御時のPWM信号よりも低く設定するので、第1実施例とほぼ同様の効果が得られる。
図8及び図9は第4実施例を示すものであり、第2実施例等と異なる部分について説明する。第4実施例のPWM信号出力部4Cは、初期PWM信号生成部16備えており、この初期PWM信号生成部16は、搬送波周波数が55Hzでデューティが100%と99%とに交互に切り替わるPWM信号を出力する。例えば、デューティ99%のPWM信号とデューティ100%に相当する電源VCCレベルとを、搬送波に同期して交互に切り替えて出力する。その結果、図9に示すように、ランプ2の点灯開始時に出力される信号Dは、第2実施例と同様に、一瞬だけローレベルに低下しようとする波形となっている。
以上のように第4実施例によれば、初期PWM信号生成部16は、ランプ2の点灯開始時に出力するPWM信号のデューティを100%と99%とに交互に切り替えて出力するので、第2実施例と同様の効果が得られる。
図10ないし図12は第5実施例を示すものである。第5実施例のPWM信号出力部21は、第1実施例のPWM信号出力部4に、初期PWM信号生成部22と、もう1つの出力ロジック部(通電期間比率調整手段)23とを備えて構成されている。初期PWM信号生成部22は、演算回路(デューティ調整手段)24を内蔵しており、演算回路24は、OFF時間監視タイマ6に替わるOFF時間監視タイマ25が出力するカウント値に応じて初期PWM信号のデューティを一次関数で演算する。そして、初期PWM信号生成部22は、演算回路24により決定されたデューティのPWM信号を出力する(搬送波周波数は、通常制御時のPWM信号と同じ)。
尚、図11(b)の場合、図11(a)と同様であれば信号Fは時点(3)までは不定となるはずだが、初期PWM信号のデューティ変化を信号Dとして示す便宜上、時点(3)以前もハイレベルに確定させて示している。
すなわち、ランプ2の点灯を開始させる場合でも、それ以前にランプ2が消灯していた期間が短い場合はフィラメントの温度が低下しておらず、突入電流が大きなレベルで流れないことが想定されるので、初期PWM信号生成部22によりPWM信号のデューティを100%未満として通電比率を低下させることで、ランプ2の輝度を通常制御の状態に近づけることができる。
図13は第6実施例を示すものであり、第1実施例と異なる部分について説明する。第6実施例のPWM信号出力部31は、第1実施例のPWM信号出力部4よりOFF時間監視タイマ6,ON時間監視タイマ7を削除し、それらに替えてコンパレータ32が配置されている。また、ランプ2の付近には、複数のダイオードの直列回路で構成される温度線センサ(温度検出手段)33が配置されている。
そして、ランプ2の消灯時間が長くなるとフィラメントの温度が低下するので、Di電圧が上昇して基準電圧を上回ると、コンパレータ32の出力信号はローレベルとなる。すすると、ANDゲート9がハイレベルになるので、ORゲート12及びANDゲート11を介して信号Eはハイレベルになり、PWM信号デューティは100%、すなわちNチャネルMOSFET1はスイッチング動作せず、ランプ2は連続的に通電される。
ランプをローサイド駆動しても良く、半導体スイッチング素子はPチャネルMOSFETやバイポーラトランジスタ,IGBTであっても良い。
OFF期間は、PWM信号出力部5を停止させても良い。
搬送波周波数やデューティの設定は一例であり、個別の設計に応じて適宜変更して実施すれば良い。
また、疑似100デューティとしては99%に限ることなく、半導体スイッチング素子を介して出力される電圧が完全にローレベルとならない範囲でより小さい値に設定しても良い。
OFF監視時間や、100%デューティ信号や初期PWM信号等を出力する時間についても、使用するランプの特性等に応じて適宜変更すれば良い。
Claims (5)
- ランプの輝度を制御するため、PWM(Pulse Width Modulation)信号に基づき半導体スイッチング素子を介して前記ランプに通電を行う通電制御手段と、
前記ランプの点灯が開始された時点から一定期間において、前記通電制御手段を介して前記ランプに通電が行われる期間の比率が、通常制御期間よりも高くなるように設定する通電期間比率調整手段と、
前記ランプ又は前記半導体スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段を備え、この温度検出手段により検出された温度が予め定められた所定の閾値を下回っていると、前記通電期間比率調整手段を有効化するように切り替える制御切替え手段とを備えることを特徴とするランプ駆動装置。 - 前記通電期間比率調整手段は、前記PWM信号のデューティを100%に設定することを特徴とする請求項1記載のランプ駆動装置。
- 前記通電期間比率調整手段は、前記PWM信号のデューティを、100%未満で且つ実質的に非通電期間が発生しない値に設定することを特徴とする請求項1記載のランプ駆動装置。
- 前記通電期間比率調整手段は、前記PWM信号のデューティを100%と、100%未満で且つ実質的に非通電期間が発生しない値とに切り替えて設定することを特徴とする請求項1記載のランプ駆動装置。
- 前記通電期間比率調整手段は、前記PWM信号の搬送波周波数を、通常制御時よりも低く設定することを特徴とする請求項1記載のランプ駆動装置。
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