JP6030922B2 - Light source control device - Google Patents

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Description

本発明は、光源を制御する光源制御装置に関する。   The present invention relates to a light source control device that controls a light source.

近年、前照灯などの車両用灯具に、従来のフィラメントを有するハロゲンランプに代えてより長寿命で低消費電力のLED(Light Emitting Diode)などの半導体光源が利用されている。LEDの発光の度合いすなわち明るさはLEDに流す電流の大きさに依存するので、LEDを光源として利用する場合にはLEDに流れる電流を調節するための点灯回路が必要となる。   2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor light sources such as LEDs (Light Emitting Diodes) that have a longer life and lower power consumption have been used in vehicular lamps such as headlamps in place of conventional halogen lamps having filaments. Since the degree of light emission, that is, the brightness of the LED depends on the magnitude of the current flowing through the LED, a lighting circuit for adjusting the current flowing through the LED is required when the LED is used as a light source.

本出願人は、前照灯の配光を可変とし、きめの細かい配光制御を行うために、光源としてLEDのアレイを採用し、各LEDを個別に点消灯する技術を特許文献1において提案している。特許文献1に記載の点灯回路では、各LEDに並列にバイパススイッチが設けられ、そのバイパススイッチのオンオフによりLEDの個別点灯・消灯が実現されている。   The present applicant proposes a technique in Patent Document 1 that employs an array of LEDs as a light source and individually turns on and off each LED in order to make the light distribution of the headlamp variable and perform fine light distribution control. doing. In the lighting circuit described in Patent Document 1, a bypass switch is provided in parallel with each LED, and the individual lighting / extinguishing of the LED is realized by turning on and off the bypass switch.

特開2011−192865号公報JP2011-192865A

特許文献1に記載されるようなバイパス方式を採用する場合、LED周辺の配線が比較的複雑となる。配線が複雑化すると接触不良や断線などの導通不良が発生する可能性が高くなる虞がある。   When the bypass method as described in Patent Document 1 is adopted, the wiring around the LED becomes relatively complicated. When wiring becomes complicated, there is a possibility that the possibility of occurrence of poor conduction such as poor contact or disconnection may increase.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源やバイパススイッチの周囲の配線に導通不良が発生しても適切に対応できる光源制御装置の提供にある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a light source control device that can appropriately cope with the occurrence of poor conduction in the wiring around the light source and the bypass switch.

本発明のある態様は、光源制御装置に関する。この光源制御装置は、直列に接続された複数の半導体光源に流れる駆動電流を生成する駆動回路と、複数の半導体光源のうちの一部と並列に接続された第1バイパススイッチと、第1バイパススイッチと直列に、かつ、複数の半導体光源のうちの別の一部と並列に接続された第2バイパススイッチと、を備える。第1バイパススイッチと第2バイパススイッチとの接続ノードと、複数の半導体光源のうちの一部と複数の半導体光源のうちの別の一部との接続ノードと、を接続する接続配線について、第1バイパススイッチがオフかつ第2バイパススイッチがオンのときに接続配線に流れる電流の極性は、第1バイパススイッチがオンかつ第2バイパススイッチがオフのときに接続配線に流れる電流の極性と逆である。接続配線に導通不良が発生した場合、第1バイパススイッチおよび第2バイパススイッチの両方が強制的にオンされるよう構成される。   One embodiment of the present invention relates to a light source control device. The light source control device includes a drive circuit that generates a drive current flowing through a plurality of semiconductor light sources connected in series, a first bypass switch connected in parallel with a part of the plurality of semiconductor light sources, and a first bypass. A second bypass switch connected in series with the switch and in parallel with another part of the plurality of semiconductor light sources. A connection wiring for connecting a connection node between the first bypass switch and the second bypass switch and a connection node between a part of the plurality of semiconductor light sources and another part of the plurality of semiconductor light sources. The polarity of the current flowing through the connection line when the first bypass switch is off and the second bypass switch is on is opposite to the polarity of the current flowing through the connection line when the first bypass switch is on and the second bypass switch is off. is there. When a continuity failure occurs in the connection wiring, both the first bypass switch and the second bypass switch are forcibly turned on.

この態様によると、接続配線に導通不良が発生した場合、第1バイパススイッチおよび第2バイパススイッチの両方を強制的にオンすることができる。   According to this aspect, when a continuity failure occurs in the connection wiring, both the first bypass switch and the second bypass switch can be forcibly turned on.

本発明の別の態様もまた、光源制御装置である。この装置は、直列に接続された複数の半導体光源に流れる駆動電流を生成する駆動回路と、複数の半導体光源のうちの少なくとも一部と並列に接続されたバイパススイッチと、通常点灯時にバイパススイッチを周期的にオンオフさせる主制御回路と、バイパススイッチがオフのときのバイパススイッチの両端電圧が第1電圧よりも低い場合または第1電圧よりも高い第2電圧よりも高い場合、キャパシタに保持される電荷の量を第1時定数で第1向きに変化させ、キャパシタに保持される電荷の量を第1時定数で第1向きに変化させない場合、キャパシタに保持される電荷の量を第1時定数よりも長い第2時定数で第1向きとは逆の第2向きに変化させる異常検出補助回路と、を備える。主制御回路は、キャパシタの両端電圧に基づいて異常が発生したか否かを判定し、異常が発生したと判定された場合、バイパススイッチを強制的にオンさせる。   Another embodiment of the present invention is also a light source control device. This device includes a drive circuit that generates a drive current flowing through a plurality of semiconductor light sources connected in series, a bypass switch connected in parallel with at least a part of the plurality of semiconductor light sources, and a bypass switch that is normally turned on. The main control circuit that periodically turns on and off, and the voltage across the bypass switch when the bypass switch is off are held in the capacitor when the voltage across the bypass switch is lower than the first voltage or higher than the second voltage that is higher than the first voltage When the amount of charge is changed in the first direction with the first time constant and the amount of charge held in the capacitor is not changed in the first direction with the first time constant, the amount of charge held in the capacitor is changed to the first time. An abnormality detection auxiliary circuit that changes in a second direction opposite to the first direction with a second time constant longer than the constant. The main control circuit determines whether or not an abnormality has occurred based on the voltage across the capacitor. If it is determined that an abnormality has occurred, the main control circuit forcibly turns on the bypass switch.

この態様によると、第1時定数と第2時定数との違いを利用して異常が発生したか否か判定することができる。   According to this aspect, it is possible to determine whether or not an abnormality has occurred using the difference between the first time constant and the second time constant.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and those obtained by replacing the constituent elements and expressions of the present invention with each other among apparatuses, methods, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、光源やバイパススイッチの周囲の配線に導通不良が発生しても適切に対応できる光源制御装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light source control apparatus which can respond appropriately even if a conduction defect generate | occur | produces in the wiring around a light source or a bypass switch can be provided.

実施の形態に係る半導体光源制御装置およびそれに接続される部材の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the semiconductor light source control apparatus which concerns on embodiment, and the member connected to it. 図1のヒステリシス幅設定回路の構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a hysteresis width setting circuit of FIG. 1. 駆動電圧の絶対値とオフセット電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the absolute value of a drive voltage, and an offset voltage. 図1のダウンコンバータ駆動回路の構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a down converter drive circuit in FIG. 1. 図1の第2バイパス回路および第3バイパス回路の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating configurations of a second bypass circuit and a third bypass circuit in FIG. 1. 図6(a)〜(c)は、駆動電流の時間変化を示すグラフである。FIGS. 6A to 6C are graphs showing the change over time of the drive current. PWM減光時の第2バイパススイッチ駆動信号および第2異常検出信号の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the change of the 2nd bypass switch drive signal at the time of PWM dimming, and the 2nd abnormality detection signal. 比較例に係る半導体光源点灯回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the semiconductor light source lighting circuit which concerns on a comparative example. 図9(a)〜(c)は、第1、第2および第3変形例に係る半導体光源制御装置の構成を示す回路図である。FIGS. 9A to 9C are circuit diagrams showing configurations of semiconductor light source control devices according to the first, second, and third modifications. 第4変形例に係る半導体光源制御装置およびそれに接続される部材の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the semiconductor light source control apparatus which concerns on a 4th modification, and the member connected to it. 第5変形例に係る半導体光源制御装置の第2バイパス回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the 2nd bypass circuit of the semiconductor light source control apparatus which concerns on a 5th modification. 第2LEDに断線が発生した場合の第2点消灯制御信号の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the change of the 2nd lighting extinction control signal when disconnection generate | occur | produces in 2nd LED.

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、信号には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面において説明上重要ではない部材の一部は省略して表示する。また、電圧、電流あるいは抵抗などに付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値あるいは抵抗値を表すものとして用いることがある。   Hereinafter, the same or equivalent components, members, and signals shown in the respective drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted as appropriate. In addition, in the drawings, some of the members that are not important for explanation are omitted. Moreover, the code | symbol attached | subjected to the voltage, electric current, or resistance may be used as what represents each voltage value, electric current value, or resistance value as needed.

本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。   In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are electrically connected in addition to the case where the member A and the member B are physically directly connected. It includes the case of being indirectly connected through another member that does not affect the connection state. Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as an electrical It includes the case of being indirectly connected through another member that does not affect the connection state.

実施の形態に係る半導体光源制御装置は、直列に接続された複数の半導体光源すなわちLEDに流れる駆動電流を生成する。各LEDには並列にバイパススイッチが設けられる。バイパススイッチがオン(オフ)されると、対応するLEDは消灯(点灯)状態となる。隣接する2つのLED間の接続ノードと、対応する2つのバイパススイッチ間の接続ノードと、の間にはバイパス用接続配線が設けられている。半導体光源制御装置は、バイパス用接続配線に断線や接触不良が発生したときには、当該バイパス用接続配線に接続される2つのバイパススイッチが強制的にオンされるよう構成される。これにより、そのような導通不良が発生した場合に、関連するLEDを消灯状態とすることができる。   The semiconductor light source control device according to the embodiment generates a drive current that flows through a plurality of semiconductor light sources connected in series, that is, LEDs. Each LED is provided with a bypass switch in parallel. When the bypass switch is turned on (off), the corresponding LED is turned off (lit). A bypass connection wiring is provided between a connection node between two adjacent LEDs and a connection node between two corresponding bypass switches. The semiconductor light source control device is configured to forcibly turn on two bypass switches connected to the bypass connection wiring when a disconnection or poor contact occurs in the bypass connection wiring. Thereby, when such a conduction failure occurs, the related LED can be turned off.

図1は、実施の形態に係る半導体光源制御装置100およびそれに接続される部材の構成を示す回路図である。半導体光源制御装置100は、直列に接続された複数(N個)の車載用のLED2−1〜2−Nに駆動電流Ioutを供給し、それらを点灯させる。Nは2以上の自然数である。半導体光源制御装置100およびN個のLED2−1〜2−Nは、ヘッドライトなどの車両用灯具に搭載される。半導体光源制御装置100は、車載バッテリ6、電源スイッチ8と接続される。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor light source control device 100 according to an embodiment and members connected thereto. The semiconductor light source control device 100 supplies a drive current Iout to a plurality (N) of in-vehicle LEDs 2-1 to 2-N connected in series and lights them. N is a natural number of 2 or more. The semiconductor light source control device 100 and the N LEDs 2-1 to 2-N are mounted on a vehicle lamp such as a headlight. The semiconductor light source control device 100 is connected to the in-vehicle battery 6 and the power switch 8.

車載バッテリ6は、12V(もしくは24V)の直流のバッテリ電圧(電源電圧)Vbatを発生する。電源スイッチ8はN個のLED2−1〜2−N全体のオン、オフを制御するために設けられたリレースイッチであり、車載バッテリ6と直列に設けられる。電源スイッチ8がオンとなると、車載バッテリ6の正極端子からバッテリ電圧Vbatが入力電圧として半導体光源制御装置100に供給される。車載バッテリ6の負極端子は固定電圧端子と接続される、すなわち接地される。   The in-vehicle battery 6 generates a DC battery voltage (power supply voltage) Vbat of 12V (or 24V). The power switch 8 is a relay switch provided for controlling on / off of the entire N LEDs 2-1 to 2-N, and is provided in series with the in-vehicle battery 6. When the power switch 8 is turned on, the battery voltage Vbat is supplied from the positive terminal of the in-vehicle battery 6 to the semiconductor light source control device 100 as an input voltage. The negative terminal of the in-vehicle battery 6 is connected to the fixed voltage terminal, that is, grounded.

各LED2−1〜2−Nには並列かつ逆向きに静電保護ツェナーダイオード252−1〜252−Nが接続される。すなわち、第1静電保護ツェナーダイオード252−1のカソードは第1LED2−1のアノードと接続され、第1静電保護ツェナーダイオード252−1のアノードは第1LED2−1のカソードと接続される。第2静電保護ツェナーダイオード252−2〜第N静電保護ツェナーダイオード252−Nについても同様である。静電保護ツェナーダイオードは、静電気による故障から対応するLEDを保護する。   Electrostatic protection Zener diodes 252-1 to 252-N are connected to the LEDs 2-1 to 2-N in parallel and in opposite directions. That is, the cathode of the first electrostatic protection Zener diode 252-1 is connected to the anode of the first LED 2-1, and the anode of the first electrostatic protection Zener diode 252-1 is connected to the cathode of the first LED 2-1. The same applies to the second electrostatic protection Zener diode 252-2 to the Nth electrostatic protection Zener diode 252-N. The electrostatic protection zener diode protects the corresponding LED from static breakdown.

半導体光源制御装置100は、スイッチングレギュレータすなわちフライバックレギュレータ102と、ダウンコンバータ104と、制御回路106と、電流検出抵抗108と、N個のバイパス回路270−1〜270−Nと、バイパス駆動回路112と、を備える。制御回路106はフライバックレギュレータ102およびダウンコンバータ104を制御し、フライバック駆動回路134と、ダウンコンバータ駆動回路136と、ヒステリシス幅設定回路138と、を含む。バイパス駆動回路112はマイクロコンピュータにより実現される。   The semiconductor light source control device 100 includes a switching regulator or flyback regulator 102, a down converter 104, a control circuit 106, a current detection resistor 108, N bypass circuits 270-1 to 270 -N, and a bypass drive circuit 112. And comprising. Control circuit 106 controls flyback regulator 102 and downconverter 104, and includes flyback drive circuit 134, downconverter drive circuit 136, and hysteresis width setting circuit 138. The bypass drive circuit 112 is realized by a microcomputer.

フライバックレギュレータ102は電圧レギュレータであり、入力されるバッテリ電圧Vbatを目標電圧Vtに変換して出力する。フライバックレギュレータ102の高電位側の出力端子は接地側となるので、目標電圧Vtはフライバックレギュレータ102の低電位側の出力端子に印加される電圧であり、負極性を有する。フライバックレギュレータ102は、入力キャパシタ114と、第1スイッチング素子116と、入力トランス124と、出力ダイオード126と、出力キャパシタ128と、電圧検出ダイオード130と、電圧検出キャパシタ132と、を含む。   The flyback regulator 102 is a voltage regulator, and converts the input battery voltage Vbat into a target voltage Vt and outputs it. Since the output terminal on the high potential side of the flyback regulator 102 is grounded, the target voltage Vt is a voltage applied to the output terminal on the low potential side of the flyback regulator 102 and has a negative polarity. The flyback regulator 102 includes an input capacitor 114, a first switching element 116, an input transformer 124, an output diode 126, an output capacitor 128, a voltage detection diode 130, and a voltage detection capacitor 132.

入力キャパシタ114は、車載バッテリ6と並列に設けられ、バッテリ電圧Vbatを平滑化する。より具体的には、入力キャパシタ114は入力トランス124の近傍に設けられており、フライバックレギュレータ102のスイッチング動作に対する電圧平滑化の機能を果たす。   The input capacitor 114 is provided in parallel with the in-vehicle battery 6 and smoothes the battery voltage Vbat. More specifically, the input capacitor 114 is provided in the vicinity of the input transformer 124 and fulfills a voltage smoothing function for the switching operation of the flyback regulator 102.

入力トランス124の一次巻き線118および第1スイッチング素子116は直列に接続され、その直列回路は車載バッテリ6に対して入力キャパシタ114と並列に接続される。例えば第1スイッチング素子116はNチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)で構成される。入力トランス124の二次巻き線120の一端は出力キャパシタ128の一端と接続され、二次巻き線120の他端は出力ダイオード126のアノードと接続される。出力キャパシタ128の他端は出力ダイオード126のカソードと接続される。出力キャパシタ128の一端はフライバックレギュレータ102の低電位側の出力端子と接続され、目標電圧Vtが印加される。出力キャパシタ128の他端はフライバックレギュレータ102の高電位側の出力端子と接続される。   The primary winding 118 of the input transformer 124 and the first switching element 116 are connected in series, and the series circuit is connected in parallel with the input capacitor 114 to the in-vehicle battery 6. For example, the first switching element 116 is composed of an N-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). One end of the secondary winding 120 of the input transformer 124 is connected to one end of the output capacitor 128, and the other end of the secondary winding 120 is connected to the anode of the output diode 126. The other end of the output capacitor 128 is connected to the cathode of the output diode 126. One end of the output capacitor 128 is connected to the output terminal on the low potential side of the flyback regulator 102, and the target voltage Vt is applied. The other end of the output capacitor 128 is connected to the output terminal on the high potential side of the flyback regulator 102.

第1スイッチング素子116の制御端子(ゲート)には、フライバック駆動回路134によって生成される矩形波状の前段制御信号S1が印加される。第1スイッチング素子116は、前段制御信号S1がアサートされるときすなわちハイレベルのときオンし、ネゲートされるときすなわちローレベルのときオフする。   To the control terminal (gate) of the first switching element 116, a rectangular wave-form front-stage control signal S1 generated by the flyback drive circuit 134 is applied. The first switching element 116 is turned on when the previous-stage control signal S1 is asserted, that is, when it is at a high level, and turned off when it is negated, that is, when it is at a low level.

入力トランス124の電圧検出用巻き線122、電圧検出ダイオード130および電圧検出キャパシタ132は、目標電圧Vtの大きさを正極性の電圧として検出するための正極電圧検出回路を構成する。電圧検出用巻き線122の一端は接地され、他端は電圧検出ダイオード130のアノードと接続される。電圧検出ダイオード130のカソードは電圧検出キャパシタ132の一端と接続される。電圧検出キャパシタ132の他端は接地される。電圧検出キャパシタ132の一端には目標電圧Vtの絶対値に応じた正の電圧が印加される。この電圧は検出電圧Vdとしてフライバック駆動回路134に供給される。   The voltage detection winding 122, the voltage detection diode 130, and the voltage detection capacitor 132 of the input transformer 124 constitute a positive voltage detection circuit for detecting the magnitude of the target voltage Vt as a positive voltage. One end of the voltage detection winding 122 is grounded, and the other end is connected to the anode of the voltage detection diode 130. The cathode of voltage detection diode 130 is connected to one end of voltage detection capacitor 132. The other end of the voltage detection capacitor 132 is grounded. A positive voltage corresponding to the absolute value of the target voltage Vt is applied to one end of the voltage detection capacitor 132. This voltage is supplied to the flyback drive circuit 134 as the detection voltage Vd.

フライバック駆動回路134は検出電圧Vdに基づき、目標電圧Vtを略一定に保つための電圧フィードバック制御を行う。フライバック駆動回路134は、目標電圧Vtが例えば−100V程度の設定電圧に近づくよう前段制御信号S1の周波数やデューティ比を調整する。   The flyback drive circuit 134 performs voltage feedback control for keeping the target voltage Vt substantially constant based on the detection voltage Vd. The flyback drive circuit 134 adjusts the frequency and duty ratio of the pre-stage control signal S1 so that the target voltage Vt approaches a set voltage of, for example, about −100V.

ダウンコンバータ104はフライバックレギュレータ102の後段に設けられ、第2スイッチング素子140と、フライホイールダイオード142と、インダクタ144と、を含むが、出力電圧平滑用のキャパシタは含まない。   The down converter 104 is provided in the subsequent stage of the flyback regulator 102 and includes a second switching element 140, a flywheel diode 142, and an inductor 144, but does not include an output voltage smoothing capacitor.

第2スイッチング素子140は例えばNチャンネルMOSFETで構成される。第2スイッチング素子140の制御端子には、ダウンコンバータ駆動回路136によって生成される矩形波状の後段制御信号S2が印加される。第2スイッチング素子140は、後段制御信号S2がハイレベルのときオン、ローレベルのときオフする。第2スイッチング素子140のドレインは、出力キャパシタ128の高電位側すなわちフライバックレギュレータ102の高電位側の出力端子と接続される。第2スイッチング素子140のソースはフライホイールダイオード142のカソードと接続される。   The second switching element 140 is composed of, for example, an N channel MOSFET. The control terminal of the second switching element 140 is applied with a rectangular-wave subsequent control signal S2 generated by the down converter drive circuit 136. The second switching element 140 is turned on when the post-stage control signal S2 is at a high level, and turned off when it is at a low level. The drain of the second switching element 140 is connected to the output terminal on the high potential side of the output capacitor 128, that is, the high potential side of the flyback regulator 102. The source of the second switching element 140 is connected to the cathode of the flywheel diode 142.

フライホイールダイオード142のアノードはインダクタ144の一端と接続される。フライホイールダイオード142のアノードとインダクタ144の一端との接続ノードは、出力キャパシタ128の低電位側すなわちフライバックレギュレータ102の低電位側の出力端子と接続される。インダクタ144の他端は、N個のLED2−1〜2−Nのカソード側と接続される。   The anode of the flywheel diode 142 is connected to one end of the inductor 144. A connection node between the anode of the flywheel diode 142 and one end of the inductor 144 is connected to the low potential side of the output capacitor 128, that is, the low potential side output terminal of the flyback regulator 102. The other end of the inductor 144 is connected to the cathode side of the N LEDs 2-1 to 2-N.

電流検出抵抗108は、駆動電流Ioutの経路上に設けられる。電流検出抵抗108の一端は、第2スイッチング素子140のソースとフライホイールダイオード142のカソードとの接続ノードと接続される。電流検出抵抗108の他端は接地されると共にN個のLED2−1〜2−Nのアノード側と接続される。電流検出抵抗108には駆動電流Ioutに比例する電圧降下Vmが発生する。   The current detection resistor 108 is provided on the path of the drive current Iout. One end of the current detection resistor 108 is connected to a connection node between the source of the second switching element 140 and the cathode of the flywheel diode 142. The other end of the current detection resistor 108 is grounded and connected to the anode side of the N LEDs 2-1 to 2-N. A voltage drop Vm proportional to the drive current Iout is generated in the current detection resistor 108.

N個のLED2−1〜2−Nのアノード側は接地されるので、N個のLED2−1〜2−Nのカソード側すなわちインダクタ144の他端には負極性の駆動電圧Voutが印加される。通常点灯時、駆動電圧Voutは、発光状態となっている(=対応するバイパススイッチがオフとなっている)LEDの数×LED1つの順方向降下電圧Vfに相当する大きさの負の電圧となる。   Since the anode sides of the N LEDs 2-1 to 2-N are grounded, the negative drive voltage Vout is applied to the cathode side of the N LEDs 2-1 to 2-N, that is, the other end of the inductor 144. . During normal lighting, the drive voltage Vout is a negative voltage having a magnitude corresponding to the number of LEDs in the light emitting state (= the corresponding bypass switch is turned off) × the forward drop voltage Vf of one LED. .

ダウンコンバータ駆動回路136は電圧降下Vmに基づき、駆動電流Ioutを所定の電流範囲内に保つための電流フィードバック制御を行う。ダウンコンバータ駆動回路136は、駆動電流Ioutの大きさが所定の電流上限値Ith1を上回ると第2スイッチング素子140をオフし、駆動電流Ioutの大きさが電流上限値Ith1よりも小さい電流下限値Ith2を下回ると第2スイッチング素子140をオンする。ダウンコンバータ駆動回路136は、駆動電流Ioutの大きさが電流上限値Ith1を上回ると後段制御信号S2をローレベルとし、駆動電流Ioutの大きさが電流下限値Ith2を下回ると後段制御信号S2をハイレベルとする。   The down converter drive circuit 136 performs current feedback control for keeping the drive current Iout within a predetermined current range based on the voltage drop Vm. The down-converter drive circuit 136 turns off the second switching element 140 when the magnitude of the drive current Iout exceeds a predetermined current upper limit value Ith1, and the current lower limit value Ith2 whose magnitude of the drive current Iout is smaller than the current upper limit value Ith1. If it falls below, the second switching element 140 is turned on. The down converter drive circuit 136 sets the post-stage control signal S2 to a low level when the magnitude of the drive current Iout exceeds the current upper limit value Ith1, and sets the post-stage control signal S2 to high when the magnitude of the drive current Iout falls below the current lower limit value Ith2. Level.

ヒステリシス幅設定回路138は駆動電圧Voutに基づいて、電流上限値Ith1と電流下限値Ith2との差であるヒステリシス幅ΔIを設定する。ヒステリシス幅設定回路138は、駆動電圧Voutの絶対値が目標電圧Vtの絶対値よりも小さい電圧しきい値Vthを下回る場合は、駆動電圧Voutの絶対値が大きくなるほどヒステリシス幅ΔIを大きくし、駆動電圧Voutの絶対値が電圧しきい値Vthを上回る場合は、駆動電圧Voutの絶対値が大きくなるほどヒステリシス幅ΔIを小さくする。   The hysteresis width setting circuit 138 sets a hysteresis width ΔI that is the difference between the current upper limit value Ith1 and the current lower limit value Ith2 based on the drive voltage Vout. The hysteresis width setting circuit 138 increases the hysteresis width ΔI as the absolute value of the drive voltage Vout increases when the absolute value of the drive voltage Vout falls below the voltage threshold Vth that is smaller than the absolute value of the target voltage Vt. When the absolute value of the voltage Vout exceeds the voltage threshold value Vth, the hysteresis width ΔI is decreased as the absolute value of the drive voltage Vout increases.

図2は、ヒステリシス幅設定回路138の構成を示す回路図である。ヒステリシス幅設定回路138は、第1演算増幅器146と、第1ダイオード148と、第1抵抗150と、第2抵抗152と、第3抵抗154と、第4抵抗156と、第5抵抗158と、基準電圧源160と、を有する。第3抵抗154の一端には正の制御電源電圧Vccが印加される。第3抵抗154の他端は、第2抵抗152の一端、第5抵抗158の一端および第4抵抗156の一端と接続される。第4抵抗156の他端は接地される。第5抵抗158の他端には駆動電圧Voutが印加される。第2抵抗152の他端は第1演算増幅器146の反転入力端子と接続される。第1演算増幅器146の反転入力端子は第1抵抗150を介して第1ダイオード148のアノードと接続される。第1ダイオード148のカソードは第1演算増幅器146の出力端子と接続される。第1演算増幅器146の非反転入力端子には、基準電圧源160によって生成される基準電圧Vrefが印加される。第1ダイオード148のアノードに印加される電圧をオフセット電圧Voffsetと称す。後述する通り、オフセット電圧Voffsetはヒステリシス幅ΔIに対応し、オフセット電圧Voffsetが高いほどヒステリシス幅ΔIも大きくなる。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the hysteresis width setting circuit 138. The hysteresis width setting circuit 138 includes a first operational amplifier 146, a first diode 148, a first resistor 150, a second resistor 152, a third resistor 154, a fourth resistor 156, a fifth resistor 158, A reference voltage source 160. A positive control power supply voltage Vcc is applied to one end of the third resistor 154. The other end of the third resistor 154 is connected to one end of the second resistor 152, one end of the fifth resistor 158, and one end of the fourth resistor 156. The other end of the fourth resistor 156 is grounded. The drive voltage Vout is applied to the other end of the fifth resistor 158. The other end of the second resistor 152 is connected to the inverting input terminal of the first operational amplifier 146. The inverting input terminal of the first operational amplifier 146 is connected to the anode of the first diode 148 through the first resistor 150. The cathode of the first diode 148 is connected to the output terminal of the first operational amplifier 146. A reference voltage Vref generated by the reference voltage source 160 is applied to the non-inverting input terminal of the first operational amplifier 146. A voltage applied to the anode of the first diode 148 is referred to as an offset voltage Voffset. As will be described later, the offset voltage Voffset corresponds to the hysteresis width ΔI, and the hysteresis width ΔI increases as the offset voltage Voffset increases.

第1演算増幅器146の周辺の抵抗値について、基準電圧Vrefとの差動となる第3抵抗154、第4抵抗156および第5抵抗158の値と比較して、増幅率を決める第1抵抗150、第2抵抗152の値を充分大きくし、帰還電流が基準電圧Vrefとの差動に影響しないようにする。   The resistance value around the first operational amplifier 146 is compared with the values of the third resistor 154, the fourth resistor 156, and the fifth resistor 158 that are differential with the reference voltage Vref, and the first resistor 150 that determines the amplification factor. The value of the second resistor 152 is sufficiently increased so that the feedback current does not affect the differential with the reference voltage Vref.

図3は、駆動電圧Voutの絶対値とオフセット電圧Voffsetとの関係を示すグラフである。負極性である駆動電圧Voutの絶対値が小さいとき、第3抵抗154、第4抵抗156および第5抵抗158の共通接続ノードの電圧は基準電圧Vrefに対して大きいため、第1演算増幅器146は電流シンクしてオフセット電圧Voffsetは小さくなる。オフセット電圧Voffsetが最大になるのは共通接続ノードの電圧が基準電圧Vrefと等しくなったときである。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the absolute value of the drive voltage Vout and the offset voltage Voffset. When the absolute value of the negative drive voltage Vout is small, the voltage at the common connection node of the third resistor 154, the fourth resistor 156, and the fifth resistor 158 is larger than the reference voltage Vref, and thus the first operational amplifier 146 is The offset voltage Voffset is reduced by sinking the current. The offset voltage Voffset becomes maximum when the voltage of the common connection node becomes equal to the reference voltage Vref.

駆動電圧Voutの絶対値が電圧しきい値Vthとなったときにヒステリシス幅ΔIすなわちオフセット電圧Voffsetが最大となる、という制御を実現するために、基準電圧Vrefを駆動電圧Voutの絶対値が電圧しきい値Vthに等しいときの共通接続ノードの電圧に設定する。特にフライバックレギュレータ102の設定電圧が−100Vのときは、基準電圧Vrefを駆動電圧Vout=−Vth=−50Vのときの共通接続ノードの電圧に設定する。   In order to realize the control that the hysteresis width ΔI, that is, the offset voltage Voffset is maximized when the absolute value of the drive voltage Vout becomes the voltage threshold Vth, the absolute value of the drive voltage Vout is set to the reference voltage Vref. It is set to the voltage of the common connection node when it is equal to the threshold value Vth. In particular, when the set voltage of the flyback regulator 102 is −100V, the reference voltage Vref is set to the voltage of the common connection node when the drive voltage Vout = −Vth = −50V.

駆動電圧Voutの絶対値が電圧しきい値Vthを超えて大きくなると、第1演算増幅器146の作用は無くなり、共通接続ノードの電圧がそのままオフセット電圧Voffsetとなる。ヒステリシス幅設定回路138は、このように駆動電圧Voutの絶対値に対して山型に変化するオフセット電圧Voffsetをダウンコンバータ駆動回路136へ送ることでヒステリシス幅ΔIを制御し、ダウンコンバータ104のスイッチング周波数を所定の範囲に収める。   When the absolute value of the drive voltage Vout increases beyond the voltage threshold value Vth, the operation of the first operational amplifier 146 is lost, and the voltage of the common connection node becomes the offset voltage Voffset as it is. The hysteresis width setting circuit 138 controls the hysteresis width ΔI by sending the offset voltage Voffset that changes in a mountain shape with respect to the absolute value of the drive voltage Vout to the down converter drive circuit 136 in this way, and the switching frequency of the down converter 104 Is within a predetermined range.

図4は、ダウンコンバータ駆動回路136の構成を示す回路図である。ダウンコンバータ駆動回路136は、第2演算増幅器162と、比較器164と、ゲートドライバ166と、第1カレントミラー回路170と、第7抵抗172と、第8抵抗174と、第10抵抗178と、第12抵抗182と、第13抵抗184と、第1npn型バイポーラトランジスタ190と、第3スイッチング素子202と、第4スイッチング素子204と、第2カレントミラー回路206と、を有する。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of down converter drive circuit 136. The down converter drive circuit 136 includes a second operational amplifier 162, a comparator 164, a gate driver 166, a first current mirror circuit 170, a seventh resistor 172, an eighth resistor 174, a tenth resistor 178, A twelfth resistor 182, a thirteenth resistor 184, a first npn bipolar transistor 190, a third switching element 202, a fourth switching element 204, and a second current mirror circuit 206 are included.

第2演算増幅器162の非反転入力端子にはオフセット電圧Voffsetが印加される。第2演算増幅器162の出力端子は第1npn型バイポーラトランジスタ190のベースと接続され、反転入力端子は第1npn型バイポーラトランジスタ190のエミッタと接続される。第8抵抗174の一端は第1npn型バイポーラトランジスタ190のエミッタと接続され、他端は接地される。第1npn型バイポーラトランジスタ190のコレクタは第7抵抗172を介して第1カレントミラー回路170と接続される。   The offset voltage Voffset is applied to the non-inverting input terminal of the second operational amplifier 162. The output terminal of the second operational amplifier 162 is connected to the base of the first npn type bipolar transistor 190, and the inverting input terminal is connected to the emitter of the first npn type bipolar transistor 190. One end of the eighth resistor 174 is connected to the emitter of the first npn-type bipolar transistor 190, and the other end is grounded. The collector of the first npn-type bipolar transistor 190 is connected to the first current mirror circuit 170 via the seventh resistor 172.

第1カレントミラー回路170は、第6抵抗168と、第9抵抗176と、第11抵抗180と、第1pnp型バイポーラトランジスタ192と、第2pnp型バイポーラトランジスタ194と、第3pnp型バイポーラトランジスタ196と、を有する。それらの回路素子は公知のカレントミラー回路を構成するよう互いに接続される。第1カレントミラー回路170は、第7抵抗172に流れる電流を入力、第10抵抗178に流れる電流および第3スイッチング素子202に流れる電流を出力とし、入力電流の大きさと出力電流の大きさとを略等しくする。   The first current mirror circuit 170 includes a sixth resistor 168, a ninth resistor 176, an eleventh resistor 180, a first pnp bipolar transistor 192, a second pnp bipolar transistor 194, a third pnp bipolar transistor 196, Have These circuit elements are connected to each other so as to form a known current mirror circuit. The first current mirror circuit 170 receives the current flowing through the seventh resistor 172, receives the current flowing through the tenth resistor 178, and the current flowing through the third switching element 202 as an output, and the magnitude of the input current and the magnitude of the output current are substantially reduced. Make equal.

第2カレントミラー回路206は、第14抵抗186と、第15抵抗188と、第2npn型バイポーラトランジスタ198と、第3npn型バイポーラトランジスタ200と、を有する。それらの回路素子は公知のカレントミラー回路を構成するよう互いに接続される。第2カレントミラー回路206は、第10抵抗178に流れる電流を入力、第4スイッチング素子204に流れる電流を出力とし、入力電流の大きさと出力電流の大きさとを略等しくする。   The second current mirror circuit 206 includes a fourteenth resistor 186, a fifteenth resistor 188, a second npn-type bipolar transistor 198, and a third npn-type bipolar transistor 200. These circuit elements are connected to each other so as to form a known current mirror circuit. The second current mirror circuit 206 receives the current flowing through the tenth resistor 178 as an input and the current flowing through the fourth switching element 204 as an output, and makes the magnitude of the input current and the magnitude of the output current substantially equal.

第3スイッチング素子202は例えばPチャンネルMOSFETで構成される。第4スイッチング素子204は例えばNチャンネルMOSFETで構成される。第3スイッチング素子202のソースは第1カレントミラー回路170と接続される。第3スイッチング素子202のゲートは比較器164の反転出力端子と接続される。第3スイッチング素子202のドレインは第4スイッチング素子204のドレインと接続される。第4スイッチング素子204のゲートは比較器164の反転出力端子と接続される。第4スイッチング素子204のソースは第2カレントミラー回路206と接続される。   The third switching element 202 is composed of, for example, a P-channel MOSFET. The fourth switching element 204 is composed of, for example, an N-channel MOSFET. The source of the third switching element 202 is connected to the first current mirror circuit 170. The gate of the third switching element 202 is connected to the inverting output terminal of the comparator 164. The drain of the third switching element 202 is connected to the drain of the fourth switching element 204. The gate of the fourth switching element 204 is connected to the inverting output terminal of the comparator 164. The source of the fourth switching element 204 is connected to the second current mirror circuit 206.

第12抵抗182および第13抵抗184は制御電源電圧Vccと接地電位との間でこの順に直列に接続される。第12抵抗182と第13抵抗184との接続ノードは、第3スイッチング素子202のドレインと第4スイッチング素子204のドレインとの接続ノードと接続される。第3スイッチング素子202のドレインと第4スイッチング素子204のドレインとの接続ノードは、比較器164の非反転入力端子と接続される。比較器164の反転入力端子には電圧降下Vmが印加される。   The twelfth resistor 182 and the thirteenth resistor 184 are connected in series between the control power supply voltage Vcc and the ground potential in this order. A connection node between the twelfth resistor 182 and the thirteenth resistor 184 is connected to a connection node between the drain of the third switching element 202 and the drain of the fourth switching element 204. A connection node between the drain of the third switching element 202 and the drain of the fourth switching element 204 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 164. A voltage drop Vm is applied to the inverting input terminal of the comparator 164.

比較器164の非反転出力端子はゲートドライバ166と接続される。ゲートドライバ166は、後段制御信号S2の位相を比較器164の非反転出力端子に現れる信号の位相と揃える。すなわち、ゲートドライバ166は、比較器164の非反転出力端子に現れる信号がハイレベル(ローレベル)となると後段制御信号S2をハイレベル(ローレベル)とする。   The non-inverting output terminal of the comparator 164 is connected to the gate driver 166. The gate driver 166 aligns the phase of the post-stage control signal S2 with the phase of the signal appearing at the non-inverting output terminal of the comparator 164. That is, when the signal appearing at the non-inverting output terminal of the comparator 164 becomes a high level (low level), the gate driver 166 sets the subsequent stage control signal S2 to a high level (low level).

オフセット電圧Voffsetを入力とする第2演算増幅器162および第1npn型バイポーラトランジスタ190は、Voffset/(第8抵抗174の抵抗値)の電流を出力する。この電流を、電圧降下Vmを入力とする比較器164の出力の位相により、第12抵抗182と第13抵抗184との分圧ノードへシンクまたはソースする。ブリッジ形態の第3スイッチング素子202および第4スイッチング素子204について、第2スイッチング素子140のゲートがハイレベル(第2スイッチング素子140がオン)のタイミングでは第3スイッチング素子202がオンし、第12抵抗182と第13抵抗184との分圧ノードの電圧は上昇し、電流上限値Ith1が設定される。駆動電流Ioutが上昇し電流上限値Ith1に達すると、第2スイッチング素子140のゲートがローレベル(第2スイッチング素子140がオフ)になるのと実質的に同時に、第4スイッチング素子204がオンする。これにより第12抵抗182と第13抵抗184との分圧ノードの電圧は低下し、電流下限値Ith2が設定される。   The second operational amplifier 162 and the first npn-type bipolar transistor 190 that receive the offset voltage Voffset output a current of Voffset / (resistance value of the eighth resistor 174). This current is sinked or sourced to the voltage dividing node of the twelfth resistor 182 and the thirteenth resistor 184 depending on the phase of the output of the comparator 164 that receives the voltage drop Vm. Regarding the third switching element 202 and the fourth switching element 204 in the bridge form, the third switching element 202 is turned on at the timing when the gate of the second switching element 140 is at the high level (the second switching element 140 is turned on), and the twelfth resistance The voltage at the voltage dividing node between 182 and the thirteenth resistor 184 increases, and the current upper limit value Ith1 is set. When the drive current Iout increases and reaches the current upper limit value Ith1, the fourth switching element 204 is turned on substantially simultaneously with the gate of the second switching element 140 becoming low level (the second switching element 140 is turned off). . As a result, the voltage at the voltage dividing node between the twelfth resistor 182 and the thirteenth resistor 184 decreases, and the current lower limit value Ith2 is set.

駆動電流Ioutの平均値は第12抵抗182と第13抵抗184との分圧電圧で設定される。また、ヒステリシス幅設定回路138の作用により、駆動電圧Voutの絶対値が電圧しきい値Vthに近くなるとシンク/ソース電流は大きくなるため、電流上限値Ith1−電流下限値Ith2=ヒステリシス幅ΔIは大きくなる。駆動電圧Voutの絶対値が電圧しきい値Vthから離れるほど、ヒステリシス幅ΔIは小さくなる。これは、後述の通り、ダウンコンバータ104のスイッチング周波数を所定の範囲に収めるよう作用する。   The average value of the drive current Iout is set by the divided voltage of the twelfth resistor 182 and the thirteenth resistor 184. Further, due to the action of the hysteresis width setting circuit 138, the sink / source current increases when the absolute value of the drive voltage Vout approaches the voltage threshold value Vth. Therefore, the current upper limit value Ith1−current lower limit value Ith2 = the hysteresis width ΔI is large. Become. The hysteresis width ΔI decreases as the absolute value of the drive voltage Vout increases from the voltage threshold Vth. As will be described later, this acts to keep the switching frequency of the down converter 104 within a predetermined range.

図1に戻り、半導体光源制御装置100はN個のLED2−1〜2−Nの点灯・消灯を個別に制御できるよう構成されている。バイパス駆動回路112は、各LED2−1〜2−Nの点灯・消灯を制御するためのN個の点消灯制御信号Sc1〜ScNを生成する。バイパス駆動回路112は、所望の輝度や配光パターンが得られるよう、各点消灯制御信号Sc1〜ScNのレベルを個別に制御する。具体的には、バイパス駆動回路112は、第1LED2−1を点灯させる場合は第1点消灯制御信号Sc1をローレベルとし、第1LED2−1を消灯させる場合は第1点消灯制御信号Sc1をハイレベルとする。第2点消灯制御信号Sc2〜第N点消灯制御信号ScNについても同様である。バイパス駆動回路112は、各点消灯制御信号Sc1〜ScNを対応するバイパス回路270−1〜270−Nに出力する。   Returning to FIG. 1, the semiconductor light source control device 100 is configured to be able to individually control the turning on / off of the N LEDs 2-1 to 2-N. The bypass drive circuit 112 generates N lighting on / off control signals Sc1 to ScN for controlling lighting / lighting off of the LEDs 2-1 to 2-N. The bypass drive circuit 112 individually controls the levels of the lighting control signals Sc1 to ScN so that a desired luminance and light distribution pattern can be obtained. Specifically, the bypass drive circuit 112 sets the first turn-on / off control signal Sc1 to a low level when turning on the first LED 2-1, and sets the first turn-on / off control signal Sc1 to high when turning off the first LED 2-1. Level. The same applies to the second lighting on / off control signal Sc2 to the Nth lighting on / off control signal ScN. The bypass drive circuit 112 outputs the lighting control signals Sc1 to ScN to the corresponding bypass circuits 270-1 to 270-N.

第1バイパス回路270−1〜第Nバイパス回路270−Nはそれぞれ第1LED2−1〜第NLED2−Nと並列に接続される。第1バイパス回路270−1〜第Nバイパス回路270−Nはこの順に、ダウンコンバータ104の高電位側出力端子と低電位側出力端子との間で直列に接続される。   The first bypass circuit 270-1 to the Nth bypass circuit 270-N are connected in parallel with the first LED2-1 to the Nth LED2-N, respectively. The first bypass circuit 270-1 to the Nth bypass circuit 270 -N are connected in series between the high potential side output terminal and the low potential side output terminal of the down converter 104 in this order.

第1バイパス回路270−1は、第1点消灯制御信号Sc1がハイレベルのとき、第1LED2−1の両端間を導通させる、すなわち第1LED2−1よりも低いインピーダンスで接続する。これにより第1LED2−1は消灯する。以下、このようにLEDを消灯させるバイパス回路の状態をバイパスオン状態と称す。第1バイパス回路270−1は、第1点消灯制御信号Sc1がローレベルのとき、第1LED2−1の両端間を第1LED2−1よりも高いインピーダンスで接続する。これにより第1LED2−1は点灯する。以下、このようにLEDを点灯させるバイパス回路の状態をバイパスオフ状態と称す。   When the first lighting on / off control signal Sc1 is at a high level, the first bypass circuit 270-1 conducts between both ends of the first LED 2-1, that is, connects with a lower impedance than the first LED 2-1. Thereby, the first LED 2-1 is turned off. Hereinafter, the state of the bypass circuit that turns off the LED in this way is referred to as a bypass-on state. The first bypass circuit 270-1 connects both ends of the first LED 2-1 with a higher impedance than the first LED 2-1 when the first lighting control signal Sc <b> 1 is at a low level. As a result, the first LED 2-1 is turned on. Hereinafter, the state of the bypass circuit that turns on the LED in this way is referred to as a bypass-off state.

第1バイパス回路270−1は、第1LED2−1やその周辺の配線の異常を検出するための第1異常検出信号Sdet1を生成し、バイパス駆動回路112に供給する。第1異常検出信号Sdet1がハイレベルである場合、第1バイパス回路270−1がバイパスオフ状態のときに第1バイパス回路270−1に印加される電圧はショート検出電圧よりも低いか、またはショート検出電圧よりも高い断線検出電圧よりも高い。ショート検出電圧はLED1つの順方向降下電圧Vfよりも低くなるよう設定される。断線検出電圧はLEDの順方向降下電圧Vfよりも高く、かつ、2つのLEDの順方向降下電圧の和2Vfよりも低くなるよう設定される。   The first bypass circuit 270-1 generates a first abnormality detection signal Sdet 1 for detecting an abnormality in the first LED 2-1 and its surrounding wiring, and supplies the first abnormality detection signal Sdet 1 to the bypass drive circuit 112. When the first abnormality detection signal Sdet1 is at a high level, the voltage applied to the first bypass circuit 270-1 when the first bypass circuit 270-1 is in the bypass-off state is lower than the short detection voltage or shorted The disconnection detection voltage is higher than the detection voltage. The short detection voltage is set to be lower than the forward drop voltage Vf of one LED. The disconnection detection voltage is set to be higher than the forward drop voltage Vf of the LED and lower than the sum 2Vf of the forward drop voltages of the two LEDs.

第2バイパス回路270−2〜第Nバイパス回路270−Nも同様にそれぞれ第2点消灯制御信号Sc2〜第N点消灯制御信号ScNに基づいて第2LED2−2〜第NLED2−Nの点消灯状態を制御する。また、第2バイパス回路270−2〜第Nバイパス回路270−Nはそれぞれ第2異常検出信号Sdet2〜第N異常検出信号SdetNを生成し、バイパス駆動回路112に供給する。   Similarly, the second bypass circuit 270-2 to the Nth bypass circuit 270-N also turn on / off the second LED2-2 to the NLED2-N based on the second lighting control signal Sc2 to the Nth lighting control signal ScN, respectively. To control. The second bypass circuit 270-2 to the Nth bypass circuit 270-N generate the second abnormality detection signal Sdet2 to the Nth abnormality detection signal SdetN, respectively, and supply them to the bypass drive circuit 112.

バイパス駆動回路112は、通常点灯時に第1LED2−1の輝度を落とす場合、第1点消灯制御信号Sc1を数百Hzから数kHzの減光周波数f1で周期的にすなわち矩形波状に変化させる。このような第1点消灯制御信号Sc1のパルス変調により、第1LED2−1は減光周波数f1で点滅し、人間の目が感じる明るさが低減される。第1点消灯制御信号Sc1のデューティ比は、所望の発光の度合いが得られるように設定される。この場合、第1LED2−1の点灯時に第1LED2−1に流れる駆動電流の大きさの変動が抑えられるのでカラーシフトが抑えられる。バイパス駆動回路112は、第2LED2−2〜第NLED2−Nのそれぞれについても同様にPWM(Pulse Width Modulation)減光機能を有する。   When the brightness of the first LED 2-1 is reduced during normal lighting, the bypass drive circuit 112 periodically changes the first lighting control signal Sc1 at a dimming frequency f1 of several hundred Hz to several kHz, that is, in a rectangular wave shape. By such pulse modulation of the first lighting on / off control signal Sc1, the first LED 2-1 blinks at the dimming frequency f1, and the brightness perceived by human eyes is reduced. The duty ratio of the first lighting on / off control signal Sc1 is set so as to obtain a desired degree of light emission. In this case, since the fluctuation of the magnitude of the drive current flowing through the first LED 2-1 when the first LED 2-1 is turned on can be suppressed, the color shift can be suppressed. The bypass drive circuit 112 similarly has a PWM (Pulse Width Modulation) dimming function for each of the second LED 2-2 to the Nth LED 2-N.

バイパス駆動回路112は、第1異常検出信号Sdet1に基づいて第1LED2−1やその周辺の配線に異常が発生したか否かを判定する。バイパス駆動回路112は、第1異常検出信号Sdet1がハイレベルとなると異常が発生したと判定し、第1点消灯制御信号Sc1を強制的にハイレベルとする。例えば、バイパス駆動回路112は、PWM減光機能にしたがうと第1点消灯制御信号Sc1をローレベルとすべき期間も、第1点消灯制御信号Sc1をハイレベルのままとする。あるいはまた、バイパス駆動回路112は、異常が発生したと判定されなければ第1点消灯制御信号Sc1をローレベルとすべき期間中も第1点消灯制御信号Sc1をハイレベルとする。バイパス駆動回路112は、第2LED2−2〜第NLED2−Nのそれぞれについても同様な異常検出機能を有する。   The bypass drive circuit 112 determines whether or not an abnormality has occurred in the first LED 2-1 or the surrounding wiring based on the first abnormality detection signal Sdet1. The bypass drive circuit 112 determines that an abnormality has occurred when the first abnormality detection signal Sdet1 becomes high level, and forcibly sets the first lighting on / off control signal Sc1 to high level. For example, according to the PWM dimming function, the bypass drive circuit 112 keeps the first lighting control signal Sc1 at the high level even during the period when the first lighting control signal Sc1 should be at the low level. Alternatively, if it is not determined that an abnormality has occurred, the bypass drive circuit 112 keeps the first turn-on / off control signal Sc1 at a high level even during the period when the first turn-on / off control signal Sc1 should be at a low level. The bypass drive circuit 112 has a similar abnormality detection function for each of the second LED 2-2 to the N-th LED 2-N.

第1バイパス用接続配線280−1は、第1バイパス回路270−1と第2バイパス回路270−2との第1バイパス側接続ノードNB1と、第1LED2−1と第2LED2−2との第1負荷側接続ノードNL1と、を接続する。第1バイパス回路270−1がバイパスオフ状態かつ第2バイパス回路270−2がバイパスオン状態の場合に第1バイパス用接続配線280−1に流れる駆動電流Ioutの極性は、負荷側からバイパス側へ向かう向きである。第1バイパス回路270−1がバイパスオン状態かつ第2バイパス回路270−2がバイパスオフ状態の場合に第1バイパス用接続配線280−1に流れる駆動電流Ioutの極性は、バイパス側から負荷側へ向かう向きである。したがって、前者の場合に第1バイパス用接続配線280−1に流れる駆動電流Ioutの極性は、後者の場合に第1バイパス用接続配線280−1に流れる駆動電流Ioutの極性と逆である。
第2バイパス用接続配線280−2〜第(N−1)バイパス用接続配線280−(N−1)についても同様である。
The first bypass connection wiring 280-1 includes the first bypass side connection node NB1 of the first bypass circuit 270-1 and the second bypass circuit 270-2, and the first of the first LED 2-1 and the second LED 2-2. The load side connection node NL1 is connected. When the first bypass circuit 270-1 is in the bypass-off state and the second bypass circuit 270-2 is in the bypass-on state, the polarity of the drive current Iout flowing through the first bypass connection wiring 280-1 is from the load side to the bypass side. The direction is heading. When the first bypass circuit 270-1 is in the bypass-on state and the second bypass circuit 270-2 is in the bypass-off state, the polarity of the drive current Iout flowing through the first bypass connection wiring 280-1 is from the bypass side to the load side. The direction is heading. Therefore, the polarity of the drive current Iout flowing through the first bypass connection wiring 280-1 in the former case is opposite to the polarity of the drive current Iout flowing through the first bypass connection wiring 280-1 in the latter case.
The same applies to the second bypass connection wiring 280-2 to the (N-1) th bypass connection wiring 280- (N-1).

バイパス駆動回路112および第1バイパス回路270−1〜第Nバイパス回路270−Nは、バイパス用接続配線に導通不良が発生した場合、そのバイパス用接続配線と接続される2つのバイパス回路の両方が強制的にバイパスオン状態とされるよう構成される。   The bypass drive circuit 112 and the first bypass circuit 270-1 to the Nth bypass circuit 270 -N are configured such that, when a conduction failure occurs in the bypass connection wiring, both of the two bypass circuits connected to the bypass connection wiring are It is configured to be forced into a bypass-on state.

図5は、第2バイパス回路270−2および第3バイパス回路270−3の構成を示す回路図である。第2バイパス回路270−2は、第2スイッチ用レベルシフト回路254−2と、第2バイパス/リミッタ回路250−2と、第2断線検出回路272−2と、第2ショート検出回路274−2と、第2検出信号用レベルシフト回路276−2と、第2積分回路278−2と、を含む。   FIG. 5 is a circuit diagram showing configurations of the second bypass circuit 270-2 and the third bypass circuit 270-3. The second bypass circuit 270-2 includes a second switch level shift circuit 254-2, a second bypass / limiter circuit 250-2, a second disconnection detection circuit 272-2, and a second short detection circuit 274-2. And a second detection signal level shift circuit 276-2 and a second integration circuit 278-2.

第2スイッチ用レベルシフト回路254−2はバイパス駆動回路112から第2点消灯制御信号Sc2を受け、それを第2LED2−2のカソードの電圧を基準すなわちローレベルとする第2バイパススイッチ駆動信号Sd2に変換する。第2バイパススイッチ駆動信号Sd2の位相は第2点消灯制御信号Sc2の位相と揃っているが、第2バイパススイッチ駆動信号Sd2のローレベルは第2LED2−2のカソードの電圧となる。このように第2スイッチ用レベルシフト回路254−2は第2点消灯制御信号Sc2をレベルシフトして、対応する第2バイパス/リミッタ回路250−2に供給する。   The second switch level shift circuit 254-2 receives the second lighting on / off control signal Sc2 from the bypass drive circuit 112, and uses the second LED2-2 cathode voltage as a reference, that is, a low level, as a second bypass switch drive signal Sd2. Convert to The phase of the second bypass switch drive signal Sd2 is aligned with the phase of the second lighting on / off control signal Sc2, but the low level of the second bypass switch drive signal Sd2 is the cathode voltage of the second LED 2-2. In this way, the second switch level shift circuit 254-2 shifts the level of the second lighting on / off control signal Sc2 and supplies it to the corresponding second bypass / limiter circuit 250-2.

第2バイパス/リミッタ回路250−2は、第2LED2−2と並列に接続された第2バイパススイッチ110−2を含む。第2バイパス/リミッタ回路250−2は、第2バイパススイッチ駆動信号Sd2がハイレベル(ローレベル)の場合、第2バイパススイッチ110−2をオン(オフ)することで第2LED2−2を消灯(点灯)させる。さらに第2バイパス/リミッタ回路250−2は、第2バイパススイッチ駆動信号Sd2がローレベルとなっているとき、第2バイパススイッチ110−2を使用して、第2バイパススイッチ110−2の両端電圧の上限を制限するよう構成される。   The second bypass / limiter circuit 250-2 includes a second bypass switch 110-2 connected in parallel with the second LED 2-2. When the second bypass switch drive signal Sd2 is at a high level (low level), the second bypass / limiter circuit 250-2 turns off the second LED 2-2 by turning on (off) the second bypass switch 110-2 ( Light up). Furthermore, the second bypass / limiter circuit 250-2 uses the second bypass switch 110-2 and the voltage across the second bypass switch 110-2 when the second bypass switch drive signal Sd2 is at a low level. Configured to limit the upper limit of.

第2バイパス/リミッタ回路250−2は、リミッタツェナーダイオード256と、逆流防止ダイオード258と、第16抵抗260と、第2バイパススイッチ110−2と、を含む。第2バイパススイッチ110−2は例えばNチャンネルMOSFETで構成される。   The second bypass / limiter circuit 250-2 includes a limiter Zener diode 256, a backflow prevention diode 258, a sixteenth resistor 260, and a second bypass switch 110-2. The second bypass switch 110-2 is composed of, for example, an N-channel MOSFET.

リミッタツェナーダイオード256のカソードは第2バイパススイッチ110−2のドレインと接続される。それらの接続ノードは第1バイパス用接続配線280−1と接続される。リミッタツェナーダイオード256のアノードは逆流防止ダイオード258のアノードと接続される。第2バイパススイッチ110−2のゲートには第16抵抗260を介して第2バイパススイッチ駆動信号Sd2が入力される。第2バイパススイッチ110−2のソースは第2バイパス用接続配線280−2と接続される。   The cathode of the limiter Zener diode 256 is connected to the drain of the second bypass switch 110-2. These connection nodes are connected to the first bypass connection wiring 280-1. The anode of limiter zener diode 256 is connected to the anode of backflow prevention diode 258. The second bypass switch drive signal Sd2 is input to the gate of the second bypass switch 110-2 via the sixteenth resistor 260. The source of the second bypass switch 110-2 is connected to the second bypass connection wiring 280-2.

第2バイパススイッチ110−2をオン/オフさせる第2バイパススイッチ駆動信号Sd2よりも、第2バイパススイッチ110−2のゲート側に、リミッタツェナーダイオード256および逆流防止ダイオード258の直列回路が接続される。すなわち、逆流防止ダイオード258のカソードは、第16抵抗260と第2バイパススイッチ110−2のゲートとの間に接続される。   A series circuit of a limiter Zener diode 256 and a backflow prevention diode 258 is connected to the gate side of the second bypass switch 110-2 with respect to the second bypass switch drive signal Sd2 for turning on / off the second bypass switch 110-2. . That is, the cathode of the backflow prevention diode 258 is connected between the sixteenth resistor 260 and the gate of the second bypass switch 110-2.

リミッタツェナーダイオード256のツェナー電圧=6V、逆流防止ダイオード258のVf=0.5V、第2バイパススイッチ110−2のゲート閾値電圧=2.5Vとしたとき、第2バイパススイッチ110−2の両端電圧すなわちドレイン−ソース間電圧が9Vに達すると第2バイパススイッチ110−2はオンし始めるため、第2バイパススイッチ110−2の両端電圧の上限値すなわち断線検出電圧は9Vとなる。   The voltage across the second bypass switch 110-2 when the Zener voltage of the limiter Zener diode 256 is 6V, Vf of the backflow prevention diode 258 is 0.5V, and the gate threshold voltage of the second bypass switch 110-2 is 2.5V. That is, when the drain-source voltage reaches 9V, the second bypass switch 110-2 starts to be turned on, so the upper limit value of the voltage across the second bypass switch 110-2, that is, the disconnection detection voltage becomes 9V.

リミッタツェナーダイオード256のツェナー電圧は、断線検出電圧が第2LED2−2のVfの最大値よりも高くなるよう、かつ、第2静電保護ツェナーダイオード252−2により規定されるツェナー電圧よりも低くなるよう、かつ、第2LED2−2のVfと第3LED2−3のVfとの和よりも低くなるよう、設定される。例えば、各LEDが実質的に同じ特性を有する場合、LEDのVfの最大値=6V、第2静電保護ツェナーダイオード252−2のツェナー電圧=20Vとしたとき、リミッタツェナーダイオード256のツェナー電圧は3Vから9Vの範囲に設定される。   The Zener voltage of the limiter Zener diode 256 is lower than the Zener voltage defined by the second electrostatic protection Zener diode 252-2 so that the disconnection detection voltage is higher than the maximum value of Vf of the second LED 2-2. And is set to be lower than the sum of Vf of the second LED 2-2 and Vf of the third LED 2-3. For example, when each LED has substantially the same characteristics, when the maximum value of Vf of the LED = 6V and the Zener voltage of the second electrostatic protection Zener diode 252-2 = 20V, the Zener voltage of the limiter Zener diode 256 is It is set in the range of 3V to 9V.

逆流防止ダイオード258は、第2バイパススイッチ駆動信号Sd2による第2バイパススイッチ110−2のオン/オフを阻害しないためのものである。例えば、並列接続されている第2LED2−2を消灯、もしくは後述の断線や接触不良の措置として当該第2バイパススイッチ110−2を強制的にオンするとき、逆流防止ダイオード258が無いと、第2バイパススイッチ110−2のゲート電圧がリミッタツェナーダイオード256の順方向からオン状態の第2バイパススイッチ110−2を介して低下してしまう。逆流防止ダイオード258はこのような状況が発生することを防ぐ。   The backflow prevention diode 258 is for preventing the second bypass switch 110-2 from being turned on / off by the second bypass switch drive signal Sd2. For example, when the second LED 2-2 connected in parallel is turned off, or the second bypass switch 110-2 is forcibly turned on as a measure for disconnection or contact failure described later, The gate voltage of the bypass switch 110-2 decreases from the forward direction of the limiter Zener diode 256 via the second bypass switch 110-2 that is on. The backflow prevention diode 258 prevents this situation from occurring.

第2断線検出回路272−2は、第2バイパススイッチ110−2がオフ(すなわち、非導通状態)のとき、第2LED2−2を通る駆動電流Ioutの経路上に導通不良が発生したか否かを判定する。第2ショート検出回路274−2は、第2バイパススイッチ110−2がオフのとき、第2LED2−2や配線間にショート異常が発生したか否かを判定する。第2断線検出回路272−2や第2ショート検出回路274−2において異常が検出された場合、第2検出信号用レベルシフト回路276−2を介して第2積分回路278−2の積分キャパシタ282は第1時定数で充電される。この充電は、第2バイパススイッチ駆動信号Sd2がローレベルとなっており、かつ、第2断線検出回路272−2または第2ショート検出回路274−2において異常が検出されている期間、継続する。そうでない期間において、積分キャパシタ282は第1時定数よりも長い第2時定数で放電される。   The second disconnection detection circuit 272-2 determines whether or not a conduction failure has occurred on the path of the drive current Iout that passes through the second LED 2-2 when the second bypass switch 110-2 is off (that is, in a non-conduction state). Determine. The second short detection circuit 274-2 determines whether or not a short circuit abnormality has occurred between the second LED 2-2 and the wiring when the second bypass switch 110-2 is OFF. When an abnormality is detected in the second disconnection detection circuit 272-2 or the second short detection circuit 274-2, the integration capacitor 282 of the second integration circuit 278-2 via the second detection signal level shift circuit 276-2. Is charged with a first time constant. This charging continues while the second bypass switch drive signal Sd2 is at a low level and an abnormality is detected in the second disconnection detection circuit 272-2 or the second short detection circuit 274-2. In other periods, the integrating capacitor 282 is discharged with a second time constant longer than the first time constant.

第2検出信号用レベルシフト回路276−2は、第17抵抗284と、第18抵抗286と、第4pnp型バイポーラトランジスタ288と、を有する。第17抵抗284の一端は第4pnp型バイポーラトランジスタ288のエミッタと接続される。それらの接続ノードには制御電源電圧Vccが印加される。第17抵抗284の他端は第18抵抗286の一端と接続される。それらの接続ノードは第4pnp型バイポーラトランジスタ288のベースと接続される。   The second detection signal level shift circuit 276-2 includes a seventeenth resistor 284, an eighteenth resistor 286, and a fourth pnp bipolar transistor 288. One end of the seventeenth resistor 284 is connected to the emitter of the fourth pnp bipolar transistor 288. A control power supply voltage Vcc is applied to these connection nodes. The other end of the seventeenth resistor 284 is connected to one end of the eighteenth resistor 286. These connection nodes are connected to the base of the fourth pnp bipolar transistor 288.

第2断線検出回路272−2は、第23抵抗210と、第6npn型バイポーラトランジスタ212と、を有する。第6npn型バイポーラトランジスタ212のコレクタは第18抵抗286の他端と接続される。第6npn型バイポーラトランジスタ212のベースは第23抵抗210を介して、リミッタツェナーダイオード256のアノードと逆流防止ダイオード258のアノードとの接続ノードと接続される。第6npn型バイポーラトランジスタ212のエミッタは第2バイパス用接続配線280−2と接続される。   The second disconnection detection circuit 272-2 includes a 23rd resistor 210 and a sixth npn-type bipolar transistor 212. The collector of the sixth npn-type bipolar transistor 212 is connected to the other end of the eighteenth resistor 286. The base of the sixth npn-type bipolar transistor 212 is connected to the connection node between the anode of the limiter Zener diode 256 and the anode of the backflow prevention diode 258 through the 23rd resistor 210. The emitter of the sixth npn-type bipolar transistor 212 is connected to the second bypass connection wiring 280-2.

第2ショート検出回路274−2は、第19抵抗290と、第20抵抗292と、第21抵抗294と、第22抵抗296と、第4npn型バイポーラトランジスタ298と、第5npn型バイポーラトランジスタ208と、を有する。第20抵抗292および第22抵抗296はこの順に、第1バイパス用接続配線280−1と第2バイパス用接続配線280−2との間に直列に接続される。第20抵抗292と第22抵抗296との接続ノードは、第21抵抗294の一端および第4npn型バイポーラトランジスタ298のベースと接続される。第21抵抗294の他端は逆流防止ダイオード258のカソードと接続される。第4npn型バイポーラトランジスタ298のエミッタは第2バイパス用接続配線280−2と接続される。第4npn型バイポーラトランジスタ298のコレクタは第19抵抗290の一端と接続される。第19抵抗290の他端には制御電源電圧Vccが印加される。第4npn型バイポーラトランジスタ298のコレクタと第19抵抗290との接続ノードは第5npn型バイポーラトランジスタ208のベースと接続される。第5npn型バイポーラトランジスタ208のエミッタは第2バイパス用接続配線280−2と接続され、コレクタは第18抵抗286の他端と接続される。   The second short detection circuit 274-2 includes a nineteenth resistor 290, a twentieth resistor 292, a twenty-first resistor 294, a twenty-second resistor 296, a fourth npn-type bipolar transistor 298, a fifth npn-type bipolar transistor 208, Have The twentieth resistor 292 and the twenty-second resistor 296 are connected in series between the first bypass connection wire 280-1 and the second bypass connection wire 280-2 in this order. A connection node between the twentieth resistor 292 and the twenty-second resistor 296 is connected to one end of the twenty-first resistor 294 and the base of the fourth npn-type bipolar transistor 298. The other end of the 21st resistor 294 is connected to the cathode of the backflow prevention diode 258. The emitter of the fourth npn-type bipolar transistor 298 is connected to the second bypass connection wiring 280-2. The collector of the fourth npn-type bipolar transistor 298 is connected to one end of the nineteenth resistor 290. A control power supply voltage Vcc is applied to the other end of the nineteenth resistor 290. A connection node between the collector of the fourth npn-type bipolar transistor 298 and the nineteenth resistor 290 is connected to the base of the fifth npn-type bipolar transistor 208. The emitter of the fifth npn bipolar transistor 208 is connected to the second bypass connection wiring 280-2, and the collector is connected to the other end of the eighteenth resistor 286.

第2積分回路278−2は、積分キャパシタ282と、第24抵抗214と、第25抵抗216と、を有する。第24抵抗214の一端はマイクロコンピュータの接地電位と実質的に等しい接地電位に接地され、他端は第25抵抗216の一端と接続される。第24抵抗214と第25抵抗216との接続ノードは第4pnp型バイポーラトランジスタ288のコレクタと接続される。第25抵抗216の他端は積分キャパシタ282の一端と接続される。積分キャパシタ282の他端はマイクロコンピュータの接地電位と実質的に等しい接地電位に接地される。積分キャパシタ282の一端の電圧は第2異常検出信号Sdet2としてバイパス駆動回路112に供給される。   The second integration circuit 278-2 includes an integration capacitor 282, a 24th resistor 214, and a 25th resistor 216. One end of the 24th resistor 214 is grounded to a ground potential substantially equal to the ground potential of the microcomputer, and the other end is connected to one end of the 25th resistor 216. A connection node between the 24th resistor 214 and the 25th resistor 216 is connected to the collector of the fourth pnp bipolar transistor 288. The other end of the 25th resistor 216 is connected to one end of the integrating capacitor 282. The other end of the integrating capacitor 282 is grounded to a ground potential substantially equal to the ground potential of the microcomputer. The voltage at one end of the integration capacitor 282 is supplied to the bypass drive circuit 112 as the second abnormality detection signal Sdet2.

駆動電流Ioutの経路上に導通不良が発生した場合、第2バイパススイッチ110−2のオフ期間中に第2バイパススイッチ110−2の両端電圧は順方向降下電圧Vfを超えて上昇する。その両端電圧が断線検出電圧を上回るとリミッタツェナーダイオード256に電流が流れる。すると第2断線検出回路272−2の第6npn型バイポーラトランジスタ212がオンする。   When conduction failure occurs on the path of the drive current Iout, the voltage across the second bypass switch 110-2 rises above the forward drop voltage Vf during the OFF period of the second bypass switch 110-2. When the voltage between both ends exceeds the disconnection detection voltage, a current flows through the limiter Zener diode 256. Then, the sixth npn-type bipolar transistor 212 of the second disconnection detection circuit 272-2 is turned on.

また、第2LED2−2にショートが発生した場合、第2バイパススイッチ110−2のオフ期間中に第2バイパススイッチ110−2の両端電圧が順方向降下電圧Vfよりも低下する。その両端電圧がショート検出電圧を下回ると第2ショート検出回路274−2の第4npn型バイポーラトランジスタ298がオフし、第5npn型バイポーラトランジスタ208がオンする。
第20抵抗292、第21抵抗294および第22抵抗296のそれぞれの抵抗値は以下の3つの条件を満たすよう設定される。
(1)第21抵抗294の他端にハイレベルが印加されているとき、第4npn型バイポーラトランジスタ298がオンする。
(2)第21抵抗294の他端にローレベルが印加されているとき、かつ、第2バイパススイッチ110−2の両端電圧がショート検出電圧以上となっているとき、第4npn型バイポーラトランジスタ298がオンする。
(3)第21抵抗294の他端にローレベルが印加されているとき、かつ、第2バイパススイッチ110−2の両端電圧がショート検出電圧を下回るとき、第4npn型バイポーラトランジスタ298がオフする。
Further, when a short circuit occurs in the second LED 2-2, the voltage across the second bypass switch 110-2 is lower than the forward drop voltage Vf during the OFF period of the second bypass switch 110-2. When the both-end voltage falls below the short-circuit detection voltage, the fourth npn-type bipolar transistor 298 of the second short-circuit detection circuit 274-2 is turned off, and the fifth npn-type bipolar transistor 208 is turned on.
The resistance values of the twentieth resistor 292, the twenty-first resistor 294, and the twenty-second resistor 296 are set so as to satisfy the following three conditions.
(1) When a high level is applied to the other end of the twenty-first resistor 294, the fourth npn-type bipolar transistor 298 is turned on.
(2) When the low level is applied to the other end of the 21st resistor 294 and when the voltage across the second bypass switch 110-2 is equal to or higher than the short detection voltage, the fourth npn type bipolar transistor 298 Turn on.
(3) When the low level is applied to the other end of the 21st resistor 294, and when the voltage across the second bypass switch 110-2 is lower than the short detection voltage, the fourth npn bipolar transistor 298 is turned off.

第6npn型バイポーラトランジスタ212または第5npn型バイポーラトランジスタ208のいずれかがオンすると、第2検出信号用レベルシフト回路276−2の第4pnp型バイポーラトランジスタ288がオンする。制御電源電圧Vccはマイクロコンピュータの接地電位を基準とした正の電圧である。第2断線検出回路272−2や第2ショート検出回路274−2において異常が検出された場合、第2積分回路278−2に制御電源電圧Vccが供給される。積分キャパシタ282への充電は第25抵抗216を介して、放電は第24抵抗214および第25抵抗216を介して行われる。第24抵抗214の抵抗値を第25抵抗216の抵抗値に対して大きく設定することで、平均電流10%点灯(第2バイパススイッチ110−2のオン=90%、オフ=10%)といった、異常検出のための期間(すなわち、第2バイパススイッチ110−2のオフ期間)が短い減光時でも、異常を検出することが可能となる。   When either the sixth npn-type bipolar transistor 212 or the fifth npn-type bipolar transistor 208 is turned on, the fourth pnp-type bipolar transistor 288 of the second detection signal level shift circuit 276-2 is turned on. The control power supply voltage Vcc is a positive voltage based on the ground potential of the microcomputer. When an abnormality is detected in the second disconnection detection circuit 272-2 or the second short detection circuit 274-2, the control power supply voltage Vcc is supplied to the second integration circuit 278-2. The integration capacitor 282 is charged via the 25th resistor 216 and discharged via the 24th resistor 214 and the 25th resistor 216. By setting the resistance value of the twenty-fourth resistor 214 to be larger than the resistance value of the twenty-fifth resistor 216, an average current of 10% lighting (second bypass switch 110-2 on = 90%, off = 10%), It is possible to detect an abnormality even during dimming when the period for detecting an abnormality (that is, the off period of the second bypass switch 110-2) is short.

第3バイパス回路270−3は第2バイパス回路270−2と同様に構成され、第2スイッチ用レベルシフト回路254−2に対応する第3スイッチ用レベルシフト回路254−3と、第2バイパス/リミッタ回路250−2に対応する第3バイパス/リミッタ回路250−3と、第2断線検出回路272−2に対応する第3断線検出回路272−3と、第2ショート検出回路274−2に対応する第3ショート検出回路274−3と、第2検出信号用レベルシフト回路276−2に対応する第3検出信号用レベルシフト回路276−3と、第2積分回路278−2に対応する第3積分回路278−3と、を含む。
第1バイパス回路270−1、第4バイパス回路270−4〜第Nバイパス回路270−Nのそれぞれも第2バイパス回路270−2と同様に構成される。
The third bypass circuit 270-3 is configured in the same manner as the second bypass circuit 270-2, and includes a third switch level shift circuit 254-3 corresponding to the second switch level shift circuit 254-2, and a second bypass / Corresponds to the third bypass / limiter circuit 250-3 corresponding to the limiter circuit 250-2, the third disconnection detection circuit 272-3 corresponding to the second disconnection detection circuit 272-2, and the second short detection circuit 274-2. The third short detection circuit 274-3, the third detection signal level shift circuit 276-3 corresponding to the second detection signal level shift circuit 276-2, and the third short circuit corresponding to the second integration circuit 278-2. Integrating circuit 278-3.
Each of the first bypass circuit 270-1, the fourth bypass circuit 270-4 to the Nth bypass circuit 270-N is configured similarly to the second bypass circuit 270-2.

以上の構成による半導体光源制御装置100の動作を説明する。
図6(a)〜(c)は、駆動電流Ioutの時間変化を示すグラフである。まずLEDを1つだけ点灯させ、次に約半数を点灯させ、次に全てのLEDを点灯させる状況を考える。ここではPWM減光は考慮しない。図6(a)はLEDを1つだけ点灯させ、残りのN−1個のLEDは対応するバイパススイッチをオンすることにより消灯させたときの駆動電流Ioutの時間変化を示す。図6(b)は約半数すなわちN/2個のLEDを点灯させ、残りを消灯させたときの駆動電流Ioutの時間変化を示す。図6(c)は全てのLEDを点灯させたときの駆動電流Ioutの時間変化を示す。
The operation of the semiconductor light source control device 100 having the above configuration will be described.
FIGS. 6A to 6C are graphs showing the time change of the drive current Iout. Consider a situation where only one LED is lit, then about half are lit, and then all LEDs are lit. Here, PWM dimming is not considered. FIG. 6A shows the time change of the drive current Iout when only one LED is turned on, and the remaining N−1 LEDs are turned off by turning on the corresponding bypass switch. FIG. 6B shows a change with time of the drive current Iout when about half, that is, N / 2 LEDs are turned on and the remaining LEDs are turned off. FIG. 6C shows a time change of the drive current Iout when all the LEDs are turned on.

図6(a)〜(c)ではLEDの点灯数、消灯数によらずに第2スイッチング素子140のスイッチング周波数すなわちスイッチング周期Tsが略一定となるよう、ヒステリシス幅ΔIが調整される場合が示される。しかしながら、本実施の形態では、LEDの点灯数、消灯数の変化によるスイッチング周期Tsの変化が抑えられるようにヒステリシス幅ΔIが制御されればよいことは、本明細書に触れた当業者には理解される。   FIGS. 6A to 6C show a case where the hysteresis width ΔI is adjusted so that the switching frequency of the second switching element 140, that is, the switching period Ts becomes substantially constant regardless of the number of turned on / off of LEDs. It is. However, in the present embodiment, the hysteresis width ΔI only needs to be controlled so that the change in the switching period Ts due to the change in the number of LEDs that are turned on and off can be controlled by those skilled in the art who have touched this specification. Understood.

図6(a)を参照すると、点灯させるLEDの個数が少ない場合、第2スイッチング素子140のオン時間Tonにおいて駆動電流Ioutは比較的速く上昇し、第2スイッチング素子140のオフ時間Toffにおいて駆動電流Ioutは比較的遅く下降する。このときのヒステリシス幅をΔI1と表記する。駆動電圧Voutの絶対値は比較的低く、ヒステリシス幅設定回路138により生成されるオフセット電圧Voffsetも比較的低い。   Referring to FIG. 6A, when the number of LEDs to be lit is small, the driving current Iout rises relatively quickly during the on time Ton of the second switching element 140, and the driving current during the off time Toff of the second switching element 140. Iout falls relatively slowly. The hysteresis width at this time is expressed as ΔI1. The absolute value of the drive voltage Vout is relatively low, and the offset voltage Voffset generated by the hysteresis width setting circuit 138 is also relatively low.

図6(b)を参照すると、点灯させるLEDの個数と消灯させるLEDの個数とが同数程度となる場合、駆動電圧Voutはフライバックレギュレータ102の設定電圧の半分程度となり、第2スイッチング素子140のオン時間Tonとオフ時間Toffとは拮抗する。駆動電流Ioutの全体的な変化の速さは、点灯させるLEDの個数が少ない場合よりも大きくなる。   Referring to FIG. 6B, when the number of LEDs to be turned on and the number of LEDs to be turned off are about the same number, the drive voltage Vout is about half of the set voltage of the flyback regulator 102, and the second switching element 140 The on time Ton and the off time Toff antagonize. The overall speed of change of the drive current Iout is greater than when the number of LEDs to be lit is small.

ヒステリシス幅設定回路138は図3に示されるようにより高いオフセット電圧Voffsetを発生させる。ダウンコンバータ駆動回路136は高いオフセット電圧Voffsetを受け、ヒステリシス幅ΔI2をLEDの点灯数が1のときのヒステリシス幅ΔI1よりも大きくする。これにより、駆動電流Ioutの全体的な変化の速さの増大分が相殺され、スイッチング周期Tsは略一定に保たれる。   The hysteresis width setting circuit 138 generates a higher offset voltage Voffset as shown in FIG. The down converter drive circuit 136 receives the high offset voltage Voffset, and makes the hysteresis width ΔI2 larger than the hysteresis width ΔI1 when the number of lighting LEDs is 1. As a result, the increase in the overall change speed of the drive current Iout is canceled out, and the switching period Ts is kept substantially constant.

図6(c)を参照すると、消灯させるLEDの個数が少ないまたはない場合、第2スイッチング素子140のオン時間Tonにおいて駆動電流Ioutは比較的遅く上昇し、第2スイッチング素子140のオフ時間Toffにおいて駆動電流Ioutは比較的速く下降する。駆動電流Ioutの全体的な変化の速さは、LEDの点灯数と消灯数とが拮抗する場合よりも小さくなる。駆動電圧Voutの絶対値は比較的高く、ヒステリシス幅設定回路138により生成されるオフセット電圧Voffsetは比較的低い。   Referring to FIG. 6C, when the number of LEDs to be turned off is small or not, the drive current Iout rises relatively slowly during the on-time Ton of the second switching element 140, and the off-time Toff of the second switching element 140. The drive current Iout falls relatively quickly. The overall speed of change of the drive current Iout is smaller than when the number of LED lighting and the number of light extinguishing antagonize. The absolute value of the drive voltage Vout is relatively high, and the offset voltage Voffset generated by the hysteresis width setting circuit 138 is relatively low.

ダウンコンバータ駆動回路136は低いオフセット電圧Voffsetを受け、ヒステリシス幅ΔI3をLEDの点灯数と消灯数とが拮抗する場合のヒステリシス幅ΔI2よりも小さくする。これにより、駆動電流Ioutの全体的な変化の速さの減少分が相殺され、スイッチング周期Tsは略一定に保たれる。   The down-converter driving circuit 136 receives a low offset voltage Voffset, and makes the hysteresis width ΔI3 smaller than the hysteresis width ΔI2 when the number of LED lighting and the number of light-offs compete. As a result, the decrease in the overall change rate of the drive current Iout is canceled out, and the switching period Ts is kept substantially constant.

図7は、PWM減光時の第2バイパススイッチ駆動信号Sd2および第2異常検出信号Sdet2の変化を示すタイミングチャートである。ここでの第2バイパススイッチ駆動信号Sd2は平均電流20%点灯に対応する。すなわち、第2バイパススイッチ駆動信号Sd2がローレベルとなる期間の長さToffは、ハイレベルとなる期間の長さTonの約四分の一である。   FIG. 7 is a timing chart showing changes in the second bypass switch drive signal Sd2 and the second abnormality detection signal Sdet2 during PWM dimming. Here, the second bypass switch drive signal Sd2 corresponds to lighting with an average current of 20%. That is, the length Toff of the period during which the second bypass switch drive signal Sd2 is at the low level is about one quarter of the length Ton of the period during which the second bypass switch drive signal Sd2 is at the high level.

何ら異常が発生していない場合、第2バイパススイッチ駆動信号Sd2の変化によらずに第2異常検出信号Sdet2はマイクロコンピュータの接地電位すなわち0V付近で一定に保たれる。ここで、第2バイパススイッチ駆動信号Sd2がハイレベルとなっている期間中の時刻t1において導通不良または断線が発生したとする。時刻t1においては第2バイパススイッチ駆動信号Sd2はハイレベルすなわち第2バイパススイッチ110−2はオン(すなわち、導通状態)であるから、第6npn型バイポーラトランジスタ212および第5npn型バイポーラトランジスタ208は両方ともオフのまま保たれる。したがって、第2異常検出信号Sdet2の電位は実質的に変化しない。   When no abnormality has occurred, the second abnormality detection signal Sdet2 is kept constant at the ground potential of the microcomputer, that is, near 0V, regardless of the change of the second bypass switch drive signal Sd2. Here, it is assumed that conduction failure or disconnection occurs at time t1 during the period in which the second bypass switch drive signal Sd2 is at the high level. At time t1, the second bypass switch drive signal Sd2 is at a high level, that is, the second bypass switch 110-2 is on (that is, conductive), so both the sixth npn bipolar transistor 212 and the fifth npn bipolar transistor 208 Keeps off. Accordingly, the potential of the second abnormality detection signal Sdet2 does not substantially change.

第2バイパススイッチ駆動信号Sd2がハイレベルからローレベルに遷移する時刻t2において、発生した異常に起因して第6npn型バイポーラトランジスタ212または第5npn型バイポーラトランジスタ208のいずれかがオンされ、積分キャパシタ282への充電が開始される。   At time t2 when the second bypass switch drive signal Sd2 transitions from the high level to the low level, either the sixth npn-type bipolar transistor 212 or the fifth npn-type bipolar transistor 208 is turned on due to the abnormality that has occurred, and the integrating capacitor 282 Charging is started.

第2バイパススイッチ駆動信号Sd2がローレベルとなっている期間中の時刻t3において、積分キャパシタ282は満充電となる。積分キャパシタ282が満充電となったときの第2異常検出信号Sdet2の電圧は、バイパス駆動回路112において第2異常検出信号Sdet2のレベルを決定するためのレベルしきい値Vgよりも高い。   The integration capacitor 282 is fully charged at time t3 during the period when the second bypass switch drive signal Sd2 is at the low level. The voltage of the second abnormality detection signal Sdet2 when the integration capacitor 282 is fully charged is higher than the level threshold value Vg for determining the level of the second abnormality detection signal Sdet2 in the bypass drive circuit 112.

第2バイパススイッチ駆動信号Sd2がローレベルからハイレベルに遷移する時刻t4において、第6npn型バイポーラトランジスタ212および第5npn型バイポーラトランジスタ208は両方ともオフとなり、積分キャパシタ282の放電が開始される。
時刻t3以降、第2異常検出信号Sdet2はレベルしきい値Vgよりも高くなるが、マイクロコンピュータであるバイパス駆動回路112の動作速度は比較的遅いので、しばらくは第2バイパススイッチ駆動信号Sd2のレベル遷移が継続する。
第2バイパススイッチ駆動信号Sd2が次にハイレベルからローレベルに遷移する時刻t5において、発生した異常が継続している場合、積分キャパシタ282への再充電が開始される。その後、積分キャパシタ282は再度満充電となる。
At time t4 when the second bypass switch drive signal Sd2 transitions from the low level to the high level, both the sixth npn-type bipolar transistor 212 and the fifth npn-type bipolar transistor 208 are turned off, and discharging of the integrating capacitor 282 is started.
After time t3, the second abnormality detection signal Sdet2 becomes higher than the level threshold value Vg, but the operation speed of the bypass drive circuit 112, which is a microcomputer, is relatively slow, so the level of the second bypass switch drive signal Sd2 for a while. The transition continues.
When the abnormality that has occurred continues at time t5 when the second bypass switch drive signal Sd2 next transitions from the high level to the low level, recharging of the integration capacitor 282 is started. Thereafter, the integrating capacitor 282 is fully charged again.

なお、積分キャパシタ282の放電に係る第2時定数は充電に係る第1時定数よりも長く設定されるので、第2バイパススイッチ駆動信号Sd2がハイレベルとなっている時刻t4から時刻t5の間の期間においても第2異常検出信号Sdet2の電圧はレベルしきい値Vgよりも高いままとなる。このように、第2バイパススイッチ駆動信号Sd2が何回かレベル遷移を繰り返した後、バイパス駆動回路112は第2異常検出信号Sdet2がローレベルからハイレベルに遷移したと判定する。
また、図7では第2バイパススイッチ110−2の一回のオフ期間で積分キャパシタ282が満充電に達する場合について説明したが、これに限られず、オフ期間が繰り返されるたびに積分キャパシタ282が満充電に近づいていってもよい。
Since the second time constant related to the discharge of the integrating capacitor 282 is set longer than the first time constant related to the charging, the time between time t4 and time t5 when the second bypass switch drive signal Sd2 is at the high level. Even during this period, the voltage of the second abnormality detection signal Sdet2 remains higher than the level threshold value Vg. Thus, after the second bypass switch drive signal Sd2 repeats level transition several times, the bypass drive circuit 112 determines that the second abnormality detection signal Sdet2 has transitioned from the low level to the high level.
FIG. 7 illustrates the case where the integration capacitor 282 reaches full charge in one off period of the second bypass switch 110-2. However, the present invention is not limited to this, and the integration capacitor 282 is full whenever the off period is repeated. It may be approaching charging.

第1バイパス用接続配線280−1〜第(N−1)バイパス用接続配線280−(N−1)のいずれかに導通不良が発生した場合の半導体光源制御装置100の動作を説明する。例として、第2バイパス用接続配線280−2に導通不良が発生した場合すなわち図5に示される回路の符号218で示される「×」印の箇所で導通不良が発生した場合を考える。   The operation of the semiconductor light source control device 100 when a conduction failure occurs in any of the first bypass connection wiring 280-1 to the (N-1) th bypass connection wiring 280- (N-1) will be described. As an example, let us consider a case where a continuity failure occurs in the second bypass connection wiring 280-2, that is, a case where a continuity failure occurs at a location indicated by “x” indicated by reference numeral 218 of the circuit shown in FIG.

第2バイパス用接続配線280−2に導通不良が発生した場合、第2バイパススイッチ110−2のソースと第3バイパススイッチ110−3のドレインとの接続ノードの電位は浮く。第2バイパススイッチ110−2および第3バイパススイッチ110−3の両方がオフとなっているとき、第2バイパススイッチ110−2と第3バイパススイッチ110−3との特性の差等により、その接続ノードの電位は第2バイパススイッチ110−2のソースの電位または第3バイパススイッチ110−3のドレインの電位に近づいていく。そして例えばその接続ノードの電位が第3バイパススイッチ110−3のドレインの電位に十分近づくと、第3ショート検出回路274−3によってショート異常が発生したと判定される。第3異常検出信号Sdet3はハイレベルとなり、バイパス駆動回路112は第3点消灯制御信号Sc3をハイレベルに固定する。   When conduction failure occurs in the second bypass connection wiring 280-2, the potential of the connection node between the source of the second bypass switch 110-2 and the drain of the third bypass switch 110-3 is floated. When both the second bypass switch 110-2 and the third bypass switch 110-3 are turned off, the connection is caused by the difference in characteristics between the second bypass switch 110-2 and the third bypass switch 110-3. The potential of the node approaches the potential of the source of the second bypass switch 110-2 or the drain of the third bypass switch 110-3. For example, when the potential of the connection node sufficiently approaches the potential of the drain of the third bypass switch 110-3, the third short detection circuit 274-3 determines that a short circuit abnormality has occurred. The third abnormality detection signal Sdet3 becomes high level, and the bypass drive circuit 112 fixes the third lighting on / off control signal Sc3 to high level.

すると第3バイパススイッチ110−3はオンとなり、第2バイパススイッチ110−2の両端電圧は実質的に2Vfとなる。断線検出電圧は2Vfより低いので、第2断線検出回路272−2は導通不良が発生したと判定する。第2異常検出信号Sdet2はハイレベルとなり、バイパス駆動回路112は第2点消灯制御信号Sc2をハイレベルに固定する。
これらの結果、第2バイパススイッチ110−2および第3バイパススイッチ110−3の両方が強制的にオンされ、第2LED2−2および第3LED2−3の両方が消灯状態に維持される。
なお、第2バイパススイッチ110−2のソースと第3バイパススイッチ110−3のドレインとの接続ノードの電位が第2バイパススイッチ110−2のソースの電位に近づく場合は、第2ショート検出回路274−2がショート異常を検出し、第3断線検出回路272−3が断線異常を検出し、やはり第2バイパススイッチ110−2および第3バイパススイッチ110−3の両方が強制的にオンされる。
Then, the third bypass switch 110-3 is turned on, and the voltage across the second bypass switch 110-2 is substantially 2 Vf. Since the disconnection detection voltage is lower than 2 Vf, the second disconnection detection circuit 272-2 determines that a conduction failure has occurred. The second abnormality detection signal Sdet2 becomes high level, and the bypass drive circuit 112 fixes the second lighting on / off control signal Sc2 at high level.
As a result, both the second bypass switch 110-2 and the third bypass switch 110-3 are forcibly turned on, and both the second LED 2-2 and the third LED 2-3 are maintained in the off state.
When the potential of the connection node between the source of the second bypass switch 110-2 and the drain of the third bypass switch 110-3 approaches the potential of the source of the second bypass switch 110-2, the second short detection circuit 274 is used. -2 detects a short circuit abnormality, the third disconnection detection circuit 272-3 detects a disconnection abnormality, and both the second bypass switch 110-2 and the third bypass switch 110-3 are forcibly turned on.

仮に、2つのバイパススイッチの両方を強制的にオンとする措置をとらず、第2LED2−2を点灯させるべく第2バイパススイッチ駆動信号Sd2をローレベルとし、かつ、第3LED2−3を消灯させるべく第3バイパススイッチ駆動信号Sd3をハイレベルとした場合、第3バイパススイッチ110−3はオンとなるものの駆動電流Ioutは第3バイパススイッチ110−3には流れず第3LED2−3を流れる。すなわち、第3LED2−3を消灯することができない。第2バイパススイッチ駆動信号Sd2をハイレベル、第3バイパススイッチ駆動信号Sd3をローレベルとした場合は第2バイパススイッチ110−2はオンとなるものの駆動電流Ioutは第2バイパススイッチ110−2には流れず第2LED2−2を流れる。すなわち、第2LED2−2を消灯することができない。
このように、第2バイパス用接続配線280−2に導通不良が発生した場合、第2LED2−2、第3LED2−3それぞれの点消灯状態を個別に制御することは難しい。
Temporarily, both the two bypass switches are not forcedly turned on, the second bypass switch drive signal Sd2 is set to low level to turn on the second LED 2-2, and the third LED 2-3 is turned off. When the third bypass switch drive signal Sd3 is set to the high level, the third bypass switch 110-3 is turned on, but the drive current Iout does not flow through the third bypass switch 110-3 but flows through the third LED 2-3. That is, the third LED 2-3 cannot be turned off. When the second bypass switch drive signal Sd2 is at a high level and the third bypass switch drive signal Sd3 is at a low level, the second bypass switch 110-2 is turned on, but the drive current Iout is supplied to the second bypass switch 110-2. It flows through the second LED 2-2 without flowing. That is, the second LED 2-2 cannot be turned off.
As described above, when a conduction failure occurs in the second bypass connection wiring 280-2, it is difficult to individually control the on / off states of the second LED 2-2 and the third LED 2-3.

本実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、第1バイパス用接続配線280−1〜第(N−1)バイパス用接続配線280−(N−1)のいずれかに導通不良が発生した場合、導通不良が発生したバイパス用接続配線に接続される2つのバイパススイッチの両方が強制的にオンとされる。これにより、バイパス用接続配線に接続される2つのLEDの両方は消灯される。   In the semiconductor light source control device 100 according to the present embodiment, when a conduction failure occurs in any of the first bypass connection wiring 280-1 to the (N-1) th bypass connection wiring 280- (N-1). Both of the two bypass switches connected to the bypass connection wiring in which the conduction failure has occurred are forcibly turned on. As a result, both the two LEDs connected to the bypass connection wiring are turned off.

バイパス用接続配線に導通不良が発生した場合、上記のように、そのバイパス用接続配線に接続される2つのLEDのそれぞれの点消灯状態を個別に制御するのは難しい。例えば半導体光源制御装置100の用途が車両用前照灯のハイビームであり、前走車や対向車にグレアを与えないように半導体光源制御装置100が該当するLEDを消灯させる機能を有する場合を考える。この場合、該当するLEDに接続されたバイパス用接続配線に導通不良が発生すると、該当するLEDを消灯できず、グレアを与えうる。そこで、本実施の形態では、バイパス用接続配線に導通不良が発生するとそれに接続される2つのバイパススイッチの両方を強制的にオンとすることで、導通不良が発生したバイパス用接続配線は駆動電流Ioutのバイパス経路とは無関係となり、該当するLEDを消灯状態で維持することができる。これにより、グレアを与えることを回避できる。   When a continuity failure occurs in the bypass connection wiring, it is difficult to individually control the on / off states of the two LEDs connected to the bypass connection wiring as described above. For example, consider a case where the semiconductor light source control device 100 is used for a high beam of a vehicle headlamp, and the semiconductor light source control device 100 has a function of turning off the corresponding LED so as not to give glare to a preceding vehicle or an oncoming vehicle. . In this case, if a continuity failure occurs in the bypass connection wiring connected to the corresponding LED, the corresponding LED cannot be turned off and glare can be given. Therefore, in this embodiment, when a conduction failure occurs in the bypass connection wiring, both of the two bypass switches connected to the bypass connection wiring are forcibly turned on, so that the bypass connection wiring in which the conduction failure has occurred It becomes irrelevant to the Iout bypass path, and the corresponding LED can be maintained in the extinguished state. Thereby, it can avoid giving glare.

また、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100は、バイパススイッチを比較的高速でオンオフさせることにより対応するLEDの輝度を調節するPWM減光機能を有する。このバイパススイッチがオンのときは、バイパススイッチの両端電圧は0Vに近くなるが、これは異常ではないので、ショート異常と判断してはいけない。そこで、半導体光源制御装置100は、バイパススイッチがオンのときにはショート異常検出や断線異常検出を行わず、バイパススイッチがオフのときにそれらの検出を行うよう構成されている。
したがって、PWM減光しているLEDや配線に異常が生じた場合は、バイパススイッチがオフで異常が出現する状態と、異常の有無にかかわらずバイパススイッチがオンとなる状態と、が高速で繰り返される中で異常の判断を行う必要がある。LEDの点消灯やPWM減光機能を制御するメインデバイスとしてマイクロコンピュータが使用されることが多い。通常、マイクロコンピュータは数十ミリ秒程度の比較的長い時間間隔で動作するので、多くのLED各々の異常のみを高速でピックアップして判断するのには向いていない。例えば、減光周波数f1が数kHzであり平均電流10%点灯の場合、バイパススイッチのオフ期間の長さは数百マイクロ秒オーダーとなる。このように比較的短い期間で異常/正常を判定するには、動作速度の比較的速い高価なマイクロコンピュータを採用する必要がある。
Moreover, the semiconductor light source control device 100 according to the present embodiment has a PWM dimming function that adjusts the brightness of the corresponding LED by turning on and off the bypass switch at a relatively high speed. When this bypass switch is on, the voltage across the bypass switch is close to 0V, but this is not abnormal, so it should not be determined as a short circuit abnormality. Therefore, the semiconductor light source control device 100 is configured not to detect short circuit abnormality or disconnection abnormality when the bypass switch is on, but to detect those when the bypass switch is off.
Therefore, when an abnormality occurs in the LED or wiring that is dimmed by PWM, the state in which the bypass switch is off and the abnormality appears and the state in which the bypass switch is on regardless of whether there is an abnormality are repeated at high speed. It is necessary to make an abnormality judgment. A microcomputer is often used as a main device for controlling the turning on / off of the LED and the PWM dimming function. Usually, the microcomputer operates at a comparatively long time interval of about several tens of milliseconds, so that it is not suitable for picking up and judging only abnormalities of many LEDs at high speed. For example, when the dimming frequency f1 is several kHz and the average current is 10%, the length of the off period of the bypass switch is on the order of several hundred microseconds. Thus, in order to determine abnormality / normality in a relatively short period, it is necessary to employ an expensive microcomputer having a relatively high operation speed.

そこで、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、積分回路の作用により、PWM減光によらずに異常時はハイレベル、正常時はローレベルとなる異常検出信号を生成する。マイクロコンピュータであるバイパス駆動回路112はこの異常検出信号に基づいて正常/異常を判定する。これにより、バイパススイッチを使用したPWM減光機能を採用する場合に、高価なマイクロコンピュータを採用しなくてもLEDや配線の異常を検出することができる。   Therefore, the semiconductor light source control apparatus 100 according to the present embodiment generates an abnormality detection signal that is at a high level during an abnormality and at a low level during a normal operation, regardless of PWM dimming, by the action of the integration circuit. The bypass drive circuit 112, which is a microcomputer, determines normality / abnormality based on the abnormality detection signal. As a result, when the PWM dimming function using the bypass switch is employed, it is possible to detect an abnormality in the LED or wiring without employing an expensive microcomputer.

また、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100によると、駆動電流Ioutの経路上で接触不良や断線などの導通不良が発生した場合でもバイパススイッチに印加される電圧の上昇を抑えることができる。例えば、第1LED2−1が点灯状態すなわち第1バイパススイッチ110−1がオフのときに、第1LED2−1のアノードと第1静電保護ツェナーダイオード252−1のカソードとの接続ノードよりも上流側の配線すなわち図1に示される回路の符号262で示される「×」印の配線に接触不良または断線が発生した場合を考える。   In addition, according to the semiconductor light source control device 100 according to the present embodiment, it is possible to suppress an increase in voltage applied to the bypass switch even when a contact failure such as contact failure or disconnection occurs on the path of the drive current Iout. . For example, when the first LED 2-1 is in a lit state, that is, when the first bypass switch 110-1 is off, the upstream side of the connection node between the anode of the first LED 2-1 and the cathode of the first electrostatic protection Zener diode 252-1 Let us consider a case in which a contact failure or disconnection occurs in the wiring indicated by “x” indicated by reference numeral 262 of the circuit shown in FIG.

そのような接触不良または断線が発生すると、第1バイパススイッチの両端電圧が上昇し、第1異常検出信号Sdet1はローレベルからハイレベルに遷移する。バイパス駆動回路112は、第1異常検出信号Sdet1のそのような遷移を検知すると、第1LED2−1に関して異常が発生したと判定し、図1に示される回路では第1バイパススイッチ110−1をオンして、他のLEDが点灯できるような措置をする。   When such a contact failure or disconnection occurs, the voltage across the first bypass switch increases, and the first abnormality detection signal Sdet1 transitions from a low level to a high level. When the bypass drive circuit 112 detects such a transition of the first abnormality detection signal Sdet1, it determines that an abnormality has occurred with respect to the first LED 2-1, and turns on the first bypass switch 110-1 in the circuit shown in FIG. Then, measures are taken so that other LEDs can be turned on.

しかしながら、上記の通りマイクロコンピュータであるバイパス駆動回路112の動作速度は比較的遅いので、この措置には通常数十ミリ秒〜数百ミリ秒の時間がかかる。ここで半導体光源制御装置が本実施の形態に係るリミッタ機能を有さない場合、出力電圧平滑用のキャパシタが存在しないことに起因して、上記のような接触不良や断線が発生した直後に、インダクタ144に蓄えられるエネルギと第1バイパススイッチの寄生容量とで決まる数kV(絶対値)といった比較的高い電圧が出力される。第1バイパススイッチがオンされる前にこのような高い電圧が第1バイパススイッチに印加されることとなる。したがって、第1バイパススイッチとして、通常点灯時は数Vの電圧しか印加されないにもかかわらず、接触不良や断線を考慮すると数kV耐圧の素子を選定する必要がある。   However, since the operation speed of the bypass drive circuit 112, which is a microcomputer, is relatively slow as described above, this measure usually takes several tens of milliseconds to several hundreds of milliseconds. Here, when the semiconductor light source control device does not have the limiter function according to the present embodiment, immediately after the contact failure or disconnection as described above occurs due to the absence of the output voltage smoothing capacitor, A relatively high voltage such as several kV (absolute value) determined by the energy stored in the inductor 144 and the parasitic capacitance of the first bypass switch is output. Such a high voltage is applied to the first bypass switch before the first bypass switch is turned on. Therefore, it is necessary to select an element having a withstand voltage of several kV as the first bypass switch in consideration of poor contact or disconnection, although only a voltage of several volts is applied during normal lighting.

これに対して本実施の形態に係るリミッタ機能を有する半導体光源制御装置100によると、上記のような断線や接触不良が発生したとき、第1バイパススイッチ110−1のドレイン−ソース間電圧は上昇するが、リミッタツェナーダイオード256および第1バイパススイッチ110−1自身の作用によりその電圧の上昇は制限される。したがって、接触不良や断線を考慮しても第1バイパススイッチ110−1としてより低耐圧の素子を選定できる。   On the other hand, according to the semiconductor light source control device 100 having a limiter function according to the present embodiment, the drain-source voltage of the first bypass switch 110-1 rises when the above disconnection or poor contact occurs. However, the rise of the voltage is limited by the action of the limiter Zener diode 256 and the first bypass switch 110-1 itself. Therefore, an element having a lower withstand voltage can be selected as the first bypass switch 110-1 even in consideration of poor contact or disconnection.

ここで、断線や接触不良が発生したとき第1バイパススイッチ110−1には一例で10V×1A=10W程度が数十ミリ秒〜数百ミリ秒間印加されるが、元々オン抵抗が小さく、ある程度大きなデバイスを用いる必要があるため、デバイスサイズやコストへの影響は少ない。   Here, when disconnection or poor contact occurs, about 10 V × 1A = 10 W is applied to the first bypass switch 110-1 as an example for several tens of milliseconds to several hundreds of milliseconds. Since it is necessary to use a large device, the influence on the device size and cost is small.

例えば、第1LED2−1が点灯状態すなわち第1バイパススイッチ110−1がオフのときに、第1LED2−1のアノードと第1静電保護ツェナーダイオード252−1のカソードとの接続ノードよりも下流側の配線すなわち図1に示される回路の符号264で示される「×」印の配線に接触不良または断線が発生した場合を考える。半導体光源制御装置が本実施の形態に係るリミッタ機能を有さない場合、インダクタ144に蓄えられるエネルギの大半は第1静電保護ツェナーダイオードで消費されることとなる。したがって、第1静電保護ツェナーダイオードとしてそのような大きな電力消費に耐えうる素子を選定する必要が生じる。または、第1静電保護ツェナーダイオードとして、接触不良または断線が発生したときに生じうる数kVの電圧よりも高いツェナー電圧を有する素子を採用することも考えられるが、一般にツェナー電圧がそのように高いと本来の静電気保護の役割を果たすことができない。   For example, when the first LED 2-1 is lit, that is, when the first bypass switch 110-1 is off, the downstream side of the connection node between the anode of the first LED 2-1 and the cathode of the first electrostatic protection Zener diode 252-1 Let us consider a case in which a contact failure or disconnection occurs in the wiring shown in FIG. When the semiconductor light source control device does not have the limiter function according to the present embodiment, most of the energy stored in the inductor 144 is consumed by the first electrostatic protection Zener diode. Therefore, it is necessary to select an element that can withstand such a large power consumption as the first electrostatic protection Zener diode. Alternatively, as the first electrostatic protection zener diode, an element having a zener voltage higher than a voltage of several kV that may occur when a contact failure or disconnection occurs may be considered. If it is high, it cannot play the role of original static electricity protection.

これに対して本実施の形態に係るリミッタ機能を有する半導体光源制御装置100によると、第1バイパススイッチ110−1の両端電圧の上限値は第1静電保護ツェナーダイオード252−1により規定されるツェナー電圧よりも低くなるよう設定される。したがって、第1静電保護ツェナーダイオード252−1として比較的小さなツェナーダイオードを選定できる。   On the other hand, according to the semiconductor light source control device 100 having the limiter function according to the present embodiment, the upper limit value of the voltage across the first bypass switch 110-1 is defined by the first electrostatic protection Zener diode 252-1. It is set to be lower than the zener voltage. Therefore, a relatively small Zener diode can be selected as the first electrostatic protection Zener diode 252-1.

第2LED2−2から第NLED2−Nのいずれかに対して同様な接触不良や断線が発生した場合にも同様に、対応するバイパススイッチや静電保護ツェナーダイオードに印加される電圧の上限が制限される。したがって対応するバイパススイッチとしてより耐圧の低い素子を採用でき、また対応する静電保護ツェナーダイオードとして比較的小さなツェナーダイオードを採用できる。   Similarly, when a similar contact failure or disconnection occurs in any of the second LED 2-2 to the N-th LED 2-N, the upper limit of the voltage applied to the corresponding bypass switch or electrostatic protection zener diode is limited. The Therefore, an element having a lower withstand voltage can be employed as the corresponding bypass switch, and a relatively small Zener diode can be employed as the corresponding electrostatic protection Zener diode.

また、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、LEDの点消灯を制御するためのバイパススイッチは、LEDの両端電圧に対するリミッタ機能を実現するためのスイッチとしても使用される。すなわちバイパススイッチは点消灯制御機能およびリミッタ機能によって共用される。これにより、点消灯制御機能およびリミッタ機能を実現しつつ素子数の増大を抑えることができる。   In the semiconductor light source control device 100 according to the present embodiment, the bypass switch for controlling turning on / off of the LED is also used as a switch for realizing a limiter function with respect to the voltage across the LED. That is, the bypass switch is shared by the lighting on / off control function and the limiter function. As a result, an increase in the number of elements can be suppressed while realizing the lighting on / off control function and the limiter function.

本実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、N個のLED2−1〜2−Nへの出力段に平滑用のキャパシタが設けられていないので、第2スイッチング素子140に対する駆動電流Ioutの追従性がより良くなる。特に、第2スイッチング素子140がオフされると駆動電流Ioutは小さくなり、第2スイッチング素子140がオンされると駆動電流Ioutは大きくなる。そして、駆動電流Ioutを目標値付近で安定化させるために、平滑化の代わりに駆動電流Ioutのヒステリシス制御が採用されている。これらの結果、電流フィードバックにおける応答を高速化できる。例えば、バイパス駆動回路112およびバイパススイッチの作用によりLEDの点灯数が変化したときに、駆動電流Ioutをそのような負荷の変動により速く追従させることができる。特に、LEDの点灯数を増やしたときの駆動電流Ioutのアンダーシュートや点灯数を減らしたときの駆動電流Ioutのオーバーシュートを抑制することができる。   In the semiconductor light source control device 100 according to the present embodiment, since no smoothing capacitor is provided in the output stage to the N LEDs 2-1 to 2-N, the drive current Iout follows the second switching element 140. Sex is better. In particular, when the second switching element 140 is turned off, the drive current Iout decreases, and when the second switching element 140 is turned on, the drive current Iout increases. In order to stabilize the drive current Iout near the target value, hysteresis control of the drive current Iout is employed instead of smoothing. As a result, the response in the current feedback can be speeded up. For example, when the number of lighted LEDs changes due to the action of the bypass drive circuit 112 and the bypass switch, the drive current lout can be made to follow the load variation more quickly. In particular, it is possible to suppress undershoot of the drive current Iout when the number of lighting of the LED is increased and overshoot of the drive current Iout when the number of lighting is decreased.

また、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、前段のフライバックレギュレータ102は負極出力とされ、かつ、後段のダウンコンバータ104もまた負極出力とされている。これにより、バイパススイッチとしてより特性の良いNチャンネルMOSFETを採用することができる。
負極出力であることに加え、インダクタ144はフライホイールダイオード142のカソードと出力との間ではなくアノードと出力との間に設けられるので、ダウンコンバータ104の第2スイッチング素子140としてより特性の良いNチャンネルMOSFETを採用することができる。また、駆動電圧Voutを安定して検出できる。
In the semiconductor light source control device 100 according to the present embodiment, the flyback regulator 102 at the front stage has a negative output, and the down converter 104 at the rear stage also has a negative output. As a result, an N-channel MOSFET having better characteristics can be employed as the bypass switch.
In addition to the negative output, the inductor 144 is provided not between the cathode and the output of the flywheel diode 142 but between the anode and the output, so that the second switching element 140 of the down converter 104 has a better N characteristic. A channel MOSFET can be employed. Further, the drive voltage Vout can be detected stably.

また、半導体光源制御装置が正極出力の場合、LEDが地絡した場合を考慮して駆動電流の検出はハイサイドで行われる場合が多い。ここで負荷が変化すると、検出箇所の電位も変化するので、正確な駆動電流の検出が困難となる。また、検出回路の構成もより複雑となりうる。そこで、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100では負極出力が採用され、正極側すなわち接地側の出力に電流検出抵抗108が設けられる。これにより、負荷(駆動電圧Vout)が変化しても、その変化による駆動電流Ioutの検出箇所の電位への影響は少なく、安定して駆動電流Ioutを検出できる。また、検出回路の構成を簡素化できる。   In addition, when the semiconductor light source control device has a positive output, the detection of the drive current is often performed on the high side in consideration of the case where the LED is grounded. Here, when the load changes, the potential at the detection location also changes, so that it is difficult to accurately detect the drive current. Also, the configuration of the detection circuit can be more complicated. Therefore, in the semiconductor light source control device 100 according to the present embodiment, the negative output is adopted, and the current detection resistor 108 is provided on the output on the positive side, that is, the ground side. As a result, even if the load (drive voltage Vout) changes, the change does not affect the potential of the detection location of the drive current Iout, and the drive current Iout can be detected stably. In addition, the configuration of the detection circuit can be simplified.

駆動電流Ioutをヒステリシス制御する際、ダウンコンバータ104への入力電圧または駆動電圧Voutもしくはその両方が変化すると駆動電流Ioutの上昇や下降の傾きが変化するので、第2スイッチング素子140のスイッチング周波数が変化しうる。そこで、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、スイッチング周波数の変化が抑えられるように、ヒステリシス幅ΔIが調整される。特に、狙いのスイッチング周波数を既知のラジオノイズの周波数帯域を避けるよう設定することにより、ラジオノイズによる半導体光源制御装置100への悪影響を抑えることができる。   When the drive current lout is subjected to hysteresis control, if the input voltage to the down converter 104 and / or the drive voltage Vout change, the slope of the rise or fall of the drive current lout changes, so the switching frequency of the second switching element 140 changes. Yes. Therefore, in the semiconductor light source control device 100 according to the present embodiment, the hysteresis width ΔI is adjusted so that the change of the switching frequency is suppressed. In particular, by setting the target switching frequency so as to avoid a known frequency band of radio noise, adverse effects on the semiconductor light source control device 100 due to radio noise can be suppressed.

また、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、フライバックレギュレータ102の作用により、バッテリ電圧Vbatの変動によるダウンコンバータ104への入力電圧の変動が抑えられる。したがって、ダウンコンバータ104への入力電圧の変動によるスイッチング周波数の変化は抑えられる。言い換えると、ダウンコンバータ104への入力電圧と駆動電圧Voutとの組み合わせでヒステリシス幅ΔIを選ぶ必要はなく、主に駆動電圧Voutに基づいてヒステリシス幅ΔIを選べばよくなるので、ヒステリシス幅ΔIを調整するための制御がより簡素化される。これは、制御回路の小規模化、高速化に寄与する。   Moreover, in the semiconductor light source control device 100 according to the present embodiment, the fluctuation of the input voltage to the down converter 104 due to the fluctuation of the battery voltage Vbat is suppressed by the action of the flyback regulator 102. Therefore, a change in switching frequency due to a change in input voltage to the down converter 104 can be suppressed. In other words, it is not necessary to select the hysteresis width ΔI based on the combination of the input voltage to the down converter 104 and the drive voltage Vout, and it is only necessary to select the hysteresis width ΔI based mainly on the drive voltage Vout, so the hysteresis width ΔI is adjusted. The control for this is further simplified. This contributes to downsizing and speeding up of the control circuit.

また、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、フライバックレギュレータ102の出力段に出力キャパシタ128が設けられている。バイパススイッチをオンとしたときに第2スイッチング素子140がオンであれば、この出力キャパシタ128に蓄えられた電荷は一気にLEDに流れようとする。しかしながら、半導体光源制御装置100には駆動電流Ioutの経路上にインダクタ144が設けられているので、そのような電荷の流れは平滑化され、駆動電流Ioutのオーバーシュートが抑制される。バイパススイッチをオフする際も同様に駆動電流Ioutのアンダーシュートが抑制される。   In the semiconductor light source control device 100 according to the present embodiment, an output capacitor 128 is provided at the output stage of the flyback regulator 102. If the second switching element 140 is turned on when the bypass switch is turned on, the charge stored in the output capacitor 128 tends to flow to the LED at once. However, since the semiconductor light source control device 100 is provided with the inductor 144 on the path of the drive current Iout, such a charge flow is smoothed, and the overshoot of the drive current Iout is suppressed. Similarly, when the bypass switch is turned off, the undershoot of the drive current Iout is suppressed.

バイパススイッチ切り替え時の駆動電流Ioutのオーバーシュートやアンダーシュートを抑制するために独自に創作された以下の比較例に係る半導体光源点灯回路300を考える。
図8は、比較例に係る半導体光源点灯回路300の構成を示す回路図である。半導体光源点灯回路300は基本的には平滑キャパシタを用いないフォワードコンバータである。半導体光源点灯回路300は、制御回路302と、入力キャパシタ306と、リセット回路308と、トランス310と、第5スイッチング素子312と、第2ダイオード314と、第3ダイオード316と、インダクタ318と、電流検出抵抗320と、を備える。
制御回路302は、駆動電流の大きさが所定の電流上限値を上回ると第5スイッチング素子312をオフし、駆動電流の大きさが電流下限値を下回ると第5スイッチング素子312をオンする。
Consider a semiconductor light source lighting circuit 300 according to the following comparative example, which was originally created to suppress overshoot and undershoot of the drive current Iout when the bypass switch is switched.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor light source lighting circuit 300 according to a comparative example. The semiconductor light source lighting circuit 300 is basically a forward converter that does not use a smoothing capacitor. The semiconductor light source lighting circuit 300 includes a control circuit 302, an input capacitor 306, a reset circuit 308, a transformer 310, a fifth switching element 312, a second diode 314, a third diode 316, an inductor 318, a current And a detection resistor 320.
The control circuit 302 turns off the fifth switching element 312 when the magnitude of the drive current exceeds a predetermined current upper limit value, and turns on the fifth switching element 312 when the magnitude of the drive current falls below the current lower limit value.

半導体光源点灯回路300について、トランス310の巻き線比をNs/p、インダクタ318のインダクタンスをLs’、駆動電流のヒステリシス幅をΔI’、入力電圧をVin、出力電圧をVout(<0)、第5スイッチング素子312のオン時間をTon’、同オフ時間をToff’、スイッチング周波数をF’とし、整流ダイオードの順方向降下電圧は小さいため無視すると、F’は以下の式から求めることができる。

Figure 0006030922
For the semiconductor light source lighting circuit 300, the winding ratio of the transformer 310 is N s / p , the inductance of the inductor 318 is Ls ′, the hysteresis width of the drive current is ΔI ′, the input voltage is Vin, the output voltage is Vout (<0), If the on-time of the fifth switching element 312 is Ton ′, the off-time is Toff ′, the switching frequency is F ′, and the forward drop voltage of the rectifier diode is small, so that it can be ignored, F ′ can be obtained from the following equation. .
Figure 0006030922

半導体光源点灯回路300において、トランス310の巻き線比=16.7(入力=6Vを出力=100Vに変換)、インダクタ318のインダクタンス=500μH、ヒステリシス幅=0.1Aに設定したときに、式1から求められるVinとVoutとF’との関係は以下の第1表の通りである。ここでは、入力電圧変動=6V〜20V、出力(負荷)電圧変動=−4V〜−88V(Vf=4VのLEDを22個直列)を想定した。

Figure 0006030922
In the semiconductor light source lighting circuit 300, when the winding ratio of the transformer 310 = 16.7 (input = 6V is converted to output = 100V), the inductance of the inductor 318 = 500 μH, and the hysteresis width = 0.1 A, Equation 1 The relationship between Vin, Vout, and F ′ obtained from the equation (1) is as shown in Table 1 below. Here, input voltage fluctuation = 6V to 20V, output (load) voltage fluctuation = −4V to −88V (22 LEDs in series with Vf = 4V) were assumed.
Figure 0006030922

この場合、スイッチング周波数F’は最大/最小で約17倍変動する。インダクタンスを大きくすればこの変動幅を抑えることができるが、回路が大型化する。またこのスイッチング周波数F’の大きな変動を、入力電圧と出力電圧から演算して所定の範囲に抑える機能を実現した場合、制御回路規模が大きくなる。   In this case, the switching frequency F 'varies about 17 times at the maximum / minimum. If the inductance is increased, this fluctuation range can be suppressed, but the circuit becomes larger. In addition, when the function of suppressing the large fluctuation of the switching frequency F ′ from the input voltage and the output voltage and suppressing it to a predetermined range is realized, the control circuit scale becomes large.

本実施の形態に係る半導体光源制御装置100について同様の計算を行う。半導体光源制御装置100について、インダクタ144のインダクタンスをLs、スイッチング周波数をFとし、フライホイールダイオード142の順方向降下電圧は小さいため無視すると、Fは以下の式から求めることができる。

Figure 0006030922
The same calculation is performed for the semiconductor light source control apparatus 100 according to the present embodiment. Regarding the semiconductor light source control device 100, assuming that the inductance of the inductor 144 is Ls, the switching frequency is F, and the forward voltage drop of the flywheel diode 142 is small, F can be obtained from the following equation.
Figure 0006030922

半導体光源制御装置100において、目標電圧Vt=−100V、インダクタ144のインダクタンス=500μH、ヒステリシス幅=0.1Aに設定したときに、式2から求められるVtとVoutとFとの関係は以下の第2表の通りである。

Figure 0006030922
In the semiconductor light source control device 100, when the target voltage Vt = −100V, the inductance of the inductor 144 = 500 μH, and the hysteresis width = 0.1 A, the relationship between Vt, Vout, and F obtained from Equation 2 is as follows. It is as 2 tables.
Figure 0006030922

この場合、スイッチング周波数Fの変動は約6.5倍に抑えられる。またこの変動を引き起こす主なパラメータは駆動電圧Voutであり、目標電圧Vtは実質的に固定されているので、スイッチング周波数Fの変動を抑えるようヒステリシス幅ΔIを調整する制御回路の規模を比較的小さくできる。   In this case, the fluctuation of the switching frequency F is suppressed to about 6.5 times. The main parameter causing the fluctuation is the drive voltage Vout and the target voltage Vt is substantially fixed. Therefore, the scale of the control circuit for adjusting the hysteresis width ΔI so as to suppress the fluctuation of the switching frequency F is relatively small. it can.

第2表のスイッチング周波数Fの理論計算値を見ると、駆動電圧Voutが−4Vから−44Vへ下降するにしたがってスイッチング周波数Fは上昇し、駆動電圧Voutが−44Vから−88Vへ下降するにしたがってスイッチング周波数Fは低下する。スイッチング周波数Fの上昇/低下の境界は、第1段(前段)のフライバックレギュレータ102の出力電圧(第2段(後段)のダウンコンバータ104の入力電圧)の約半分にあたる−50Vである。したがって、Vout>−50Vでは駆動電圧Voutが低いほどヒステリシス幅ΔIを大きくするように、Vout<−50Vでは小さくするように制御することで、スイッチング周波数Fを所定の範囲に容易に収めることが可能となる。   Looking at the theoretical calculation value of the switching frequency F in Table 2, the switching frequency F increases as the drive voltage Vout decreases from −4V to −44V, and as the drive voltage Vout decreases from −44V to −88V. The switching frequency F decreases. The increase / decrease boundary of the switching frequency F is −50 V, which is about half of the output voltage of the first stage (front stage) flyback regulator 102 (the input voltage of the second stage (rear stage) down converter 104). Therefore, it is possible to easily keep the switching frequency F within a predetermined range by controlling so that the hysteresis width ΔI is increased as the drive voltage Vout is lower at Vout> −50V, and is decreased at Vout <−50V. It becomes.

また、本実施の形態ではスイッチング周波数Fの上昇/低下の境界がフライバックレギュレータ102の出力電圧の約半分にあることが見出されたが、他の回路配置を伴う他の実施の形態では、この境界が出力電圧の三分の一や四分の一などとなることも考えられる。共通して言えるのは、Voutの最大値と最小値との間に、ヒステリシス幅を一定としたときのスイッチング周波数Fの最大値を与えるVoutが存在しうるということである。したがって、実験やシミュレーションなどによりそのようなVoutを見出し、ヒステリシス幅ΔIがそのようなVoutにおいて最小となるように回路を構成すると、スイッチング周波数Fの変動をより好適に抑えることができる。   Further, in the present embodiment, it has been found that the boundary of the increase / decrease of the switching frequency F is at about half of the output voltage of the flyback regulator 102. However, in other embodiments involving other circuit arrangements, This boundary may be one third or one quarter of the output voltage. What can be said in common is that Vout that gives the maximum value of the switching frequency F when the hysteresis width is constant may exist between the maximum value and the minimum value of Vout. Therefore, if such a Vout is found through experiments or simulations, and the circuit is configured such that the hysteresis width ΔI is minimized at such Vout, fluctuations in the switching frequency F can be more suitably suppressed.

本実施の形態に係る半導体光源制御装置100についてのパラメータの設定例を以下の第3表に示す。

Figure 0006030922
Voffsetは、図2に示されるヒステリシス幅設定回路138の回路定数を調整し、Vout=−50V付近で図3に示されるグラフのように電圧値が高くなるようにしたものである。下限電圧・上限電圧は、図4に示されるダウンコンバータ駆動回路136の第12抵抗182と第13抵抗184との分圧ノードの電圧であり、電流下限値Ith2、電流上限値Ith1にそれぞれ対応する。下限電圧・上限電圧は、第8抵抗174、第12抵抗182、第13抵抗184の各抵抗値と制御電源電圧Vccを設定し、オフセット電圧Voffsetから算出したものである。平均電流は電流上限値Ith1と電流下限値Ith2との平均値である。スイッチング周波数は、式2と同じ算出式において、ΔI=Ith1−Ith2、Vt=−100V、Ls=200μHとして求めたものである。
Lsを500μHから200μHへと小さくしても、スイッチング周波数を550kHz強〜400kHz弱の範囲に収めることができることが分かる。すなわち、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100によると、駆動電流Ioutを平滑化するためのインダクタンスを小型化できる。 A parameter setting example for the semiconductor light source control apparatus 100 according to the present embodiment is shown in Table 3 below.
Figure 0006030922
Voffset is obtained by adjusting the circuit constant of the hysteresis width setting circuit 138 shown in FIG. 2 so that the voltage value becomes high as shown in the graph shown in FIG. 3 near Vout = −50V. The lower limit voltage and the upper limit voltage are voltages of voltage dividing nodes of the twelfth resistor 182 and the thirteenth resistor 184 of the down converter drive circuit 136 shown in FIG. 4, and correspond to the current lower limit value Ith2 and the current upper limit value Ith1, respectively. . The lower limit voltage and the upper limit voltage are calculated from the offset voltage Voffset by setting the resistance values of the eighth resistor 174, the twelfth resistor 182, and the thirteenth resistor 184 and the control power supply voltage Vcc. The average current is an average value of the current upper limit value Ith1 and the current lower limit value Ith2. The switching frequency is obtained in the same calculation formula as Expression 2 with ΔI = Ith1−Ith2, Vt = −100V, and Ls = 200 μH.
It can be seen that even if Ls is reduced from 500 μH to 200 μH, the switching frequency can be kept in the range of slightly higher than 550 kHz to slightly lower than 400 kHz. That is, according to the semiconductor light source control device 100 according to the present embodiment, the inductance for smoothing the drive current Iout can be reduced.

また、比較例に係る半導体光源点灯回路300と本実施の形態に係る半導体光源制御装置100とを比較すると、半導体光源制御装置100ではフライバックレギュレータ102の出力キャパシタ128とダウンコンバータ104の第2スイッチング素子140が増加するが、半導体光源点灯回路300からリセット回路308を削減できるので、回路規模はほぼ同等となる。   Further, when comparing the semiconductor light source lighting circuit 300 according to the comparative example and the semiconductor light source control device 100 according to the present embodiment, the semiconductor light source control device 100 uses the output capacitor 128 of the flyback regulator 102 and the second switching of the down converter 104. Although the number of elements 140 is increased, the reset circuit 308 can be reduced from the semiconductor light source lighting circuit 300, so that the circuit scale is almost the same.

以上、実施の形態に係る半導体光源制御装置の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、その各構成要素や各処理の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The configuration and operation of the semiconductor light source control device according to the embodiment have been described above. This embodiment is an exemplification, and it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and combination of processes, and such modifications are within the scope of the present invention.

実施の形態では、ダウンコンバータ104の素子配置として、第2スイッチング素子140をフライホイールダイオード142のカソード側、インダクタ144をフライホイールダイオード142のアノード側にそれぞれ配置する場合について説明したが、これに限られない。フライホイールダイオードは、フライバックレギュレータ102の出力キャパシタ128と並列に接続されていればよい。第2スイッチング素子は、出力キャパシタ128の一端からLEDに至り、LEDから出力キャパシタ128の他端に戻る駆動電流Ioutの経路上に設けられると共に出力キャパシタ128とフライホイールダイオードとの間に設けられればよい。第2スイッチング素子のオンオフは駆動電流に基づいて制御されてもよい。インダクタ144は、駆動電流Ioutの経路上に設けられ、フライホイールダイオードとLEDとの間に設けられればよい。   In the embodiment, the case where the second switching element 140 is arranged on the cathode side of the flywheel diode 142 and the inductor 144 is arranged on the anode side of the flywheel diode 142 as the element arrangement of the down converter 104 has been described. I can't. The flywheel diode may be connected in parallel with the output capacitor 128 of the flyback regulator 102. If the second switching element is provided on the path of the drive current Iout from one end of the output capacitor 128 to the LED and back from the LED to the other end of the output capacitor 128, the second switching element is provided between the output capacitor 128 and the flywheel diode. Good. On / off of the second switching element may be controlled based on the drive current. The inductor 144 may be provided on the path of the drive current Iout and provided between the flywheel diode and the LED.

図9(a)〜(c)は、第1、第2および第3変形例に係る半導体光源制御装置400、500、600の構成を示す回路図である。図9(a)は第1変形例に係る半導体光源制御装置400の構成を示す。第2スイッチング素子440の一端はフライバックレギュレータ102の高電位側出力と接続され、他端はフライホイールダイオード442のカソードと接続される。インダクタ444の一端は、第2スイッチング素子440の他端とフライホイールダイオード442のカソードとの接続ノードと接続される。インダクタ444の他端は接地されると共にLEDへの高電位側出力端子となる。フライホイールダイオード442のアノードはフライバックレギュレータ102の低電位側出力と接続されると共にLEDへの低電位側出力端子となる。   FIGS. 9A to 9C are circuit diagrams showing configurations of semiconductor light source control devices 400, 500, and 600 according to the first, second, and third modifications. FIG. 9A shows a configuration of a semiconductor light source control device 400 according to the first modification. One end of the second switching element 440 is connected to the high potential side output of the flyback regulator 102, and the other end is connected to the cathode of the flywheel diode 442. One end of the inductor 444 is connected to a connection node between the other end of the second switching element 440 and the cathode of the flywheel diode 442. The other end of the inductor 444 is grounded and serves as a high potential side output terminal to the LED. The anode of the flywheel diode 442 is connected to the low potential side output of the flyback regulator 102 and serves as a low potential side output terminal to the LED.

図9(b)は第2変形例に係る半導体光源制御装置500の構成を示す。フライホイールダイオード542のカソードはフライバックレギュレータ102の高電位側出力と接続されると共に接地され、LEDへの高電位側出力を形成する。第2スイッチング素子540の一端はフライバックレギュレータ102の低電位側出力と接続され、他端はフライホイールダイオード542のアノードと接続される。インダクタ544の一端は、第2スイッチング素子540の他端とフライホイールダイオード542のアノードとの接続ノードと接続される。インダクタ544の他端はLEDへの低電位側出力端子となる。   FIG. 9B shows a configuration of a semiconductor light source control device 500 according to the second modification. The cathode of the flywheel diode 542 is connected to the high potential side output of the flyback regulator 102 and grounded to form a high potential side output to the LED. One end of the second switching element 540 is connected to the low potential side output of the flyback regulator 102, and the other end is connected to the anode of the flywheel diode 542. One end of the inductor 544 is connected to a connection node between the other end of the second switching element 540 and the anode of the flywheel diode 542. The other end of the inductor 544 serves as a low potential side output terminal to the LED.

図9(c)は第3変形例に係る半導体光源制御装置600の構成を示す。第2スイッチング素子640の一端はフライバックレギュレータ102の低電位側出力と接続され、他端はフライホイールダイオード642のアノードと接続される。第2スイッチング素子640の他端とフライホイールダイオード642のアノードとの接続ノードは、LEDへの低電位側出力を形成する。フライホイールダイオード642のカソードはインダクタ644の一端と接続される。フライホイールダイオード642のカソードとインダクタ644の一端との接続ノードは、フライバックレギュレータ102の高電位側出力と接続される。インダクタ644の他端は接地されると共に、LEDへの高電位側出力端子となる。   FIG. 9C shows a configuration of a semiconductor light source control device 600 according to the third modification. One end of the second switching element 640 is connected to the low potential side output of the flyback regulator 102, and the other end is connected to the anode of the flywheel diode 642. A connection node between the other end of the second switching element 640 and the anode of the flywheel diode 642 forms a low potential side output to the LED. The cathode of flywheel diode 642 is connected to one end of inductor 644. A connection node between the cathode of the flywheel diode 642 and one end of the inductor 644 is connected to the high potential side output of the flyback regulator 102. The other end of the inductor 644 is grounded and becomes a high potential side output terminal to the LED.

第1、第2および第3変形例に係る半導体光源制御装置400、500、600のそれぞれによると、実施の形態に係る半導体光源制御装置100と同様に、駆動電流Ioutのオーバーシュートやアンダーシュートを低減できる。   According to each of the semiconductor light source control devices 400, 500, and 600 according to the first, second, and third modified examples, as with the semiconductor light source control device 100 according to the embodiment, overshoot and undershoot of the drive current Iout are performed. Can be reduced.

実施の形態では、出力の高電位側すなわち複数のLEDのアノード側が接地されることによって負極出力が実現される場合について説明したが、これに限られず、例えば複数のLEDのアノード側を、バッテリ電圧Vbatなどの直流電圧が印加されている端子に接続してもよい。   In the embodiment, the case where the negative output is realized by grounding the high potential side of the output, that is, the anode side of the plurality of LEDs, is not limited to this. For example, the anode side of the plurality of LEDs is connected to the battery voltage. It may be connected to a terminal to which a DC voltage such as Vbat is applied.

実施の形態では、スイッチング周波数をリアルタイムで測定せず、代わりに駆動電圧Voutとスイッチング周波数との既知の関係に基づいて駆動電圧Voutとヒステリシス幅ΔIとの関係を定め、ヒステリシス幅ΔIがその関係にしたがって変化するように回路を構成する場合について説明したが、これに限られない。例えば、半導体光源制御装置は第2スイッチング素子140のスイッチング周波数を測定する回路を備え、そのように測定されたスイッチング周波数が狙いの周波数範囲に入るようにヒステリシス幅を調整してもよい。   In the embodiment, the switching frequency is not measured in real time, and instead, the relationship between the drive voltage Vout and the hysteresis width ΔI is determined based on the known relationship between the drive voltage Vout and the switching frequency, and the hysteresis width ΔI is in that relationship. Therefore, although the case where the circuit is configured to change is described, the present invention is not limited to this. For example, the semiconductor light source control device may include a circuit that measures the switching frequency of the second switching element 140, and adjust the hysteresis width so that the switching frequency thus measured falls within the target frequency range.

実施の形態では、半導体光源制御装置100はN個のバイパススイッチ110−1〜110−Nを含む場合について説明したが、これに限られず、バイパススイッチは半導体光源制御装置とは別体として設けられてもよい。   In the embodiment, the case where the semiconductor light source control device 100 includes N bypass switches 110-1 to 110-N has been described. However, the present invention is not limited to this, and the bypass switch is provided separately from the semiconductor light source control device. May be.

実施の形態では、駆動電流のヒステリシス制御が行われる場合について説明したが、これに限られず、例えば電圧降下Vmを適宜フィルタリングした電圧が目標電流に対応する基準電圧に近づくように、第2スイッチング素子140のデューティ比が制御されてもよい。   In the embodiment, the case where the hysteresis control of the drive current is performed has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the second switching element is set so that the voltage obtained by appropriately filtering the voltage drop Vm approaches the reference voltage corresponding to the target current. A duty ratio of 140 may be controlled.

実施の形態では、フライバックレギュレータ102とダウンコンバータ104とを組み合わせることで、駆動電流Ioutを生成し、その駆動電流Ioutの大きさを目標値に近づける制御を行う駆動回路を構成する場合について説明したが、これに限られず、例えばそのような駆動回路として図8に示される回路を採用してもよいし、あるいは電流フィードバック制御されるフライバックレギュレータを採用してもよい。   In the embodiment, a case has been described in which a drive circuit that performs control to generate a drive current Iout by combining the flyback regulator 102 and the downconverter 104 and bring the magnitude of the drive current Iout closer to a target value has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, the circuit shown in FIG. 8 may be adopted as such a drive circuit, or a flyback regulator controlled by current feedback may be adopted.

図10は、第4変形例に係る半導体光源制御装置700およびそれに接続される部材の構成を示す回路図である。半導体光源制御装置700は、フライバックレギュレータ702と、電流検出抵抗708と、N個のバイパス回路270−1〜270−Nと、バイパス駆動回路112と、を備える。   FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor light source control device 700 according to a fourth modification and members connected thereto. The semiconductor light source control device 700 includes a flyback regulator 702, a current detection resistor 708, N bypass circuits 270-1 to 270 -N, and a bypass drive circuit 112.

本変形例に係る半導体光源制御装置700において、第2バイパス用接続配線280−2の符号718で示される「×」印の箇所で導通不良が発生した場合、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100と同様に、第2バイパス回路270−2、第3バイパス回路270−3およびバイパス駆動回路112の作用により、第2バイパススイッチおよび第3バイパススイッチの両方が強制的にオンされる。   In the semiconductor light source control apparatus 700 according to the present modification, when a conduction failure occurs at a location indicated by “x” indicated by reference numeral 718 of the second bypass connection wiring 280-2, the semiconductor light source control according to the present embodiment. Similar to the apparatus 100, both the second bypass switch and the third bypass switch are forcibly turned on by the action of the second bypass circuit 270-2, the third bypass circuit 270-3, and the bypass drive circuit 112.

また、フライバックレギュレータ702が出力する最大電圧の制限値は、直列に接続されたN個全てのLEDが点灯する場合を考慮してVfの和以上に設定される。例えば、LED1個のVfの最大値を6Vとし、LEDを30個直列に接続したとき制限値は180V以上に設定される。ここで、図10の符号762で示される「×」印の配線に接触不良または断線が発生した瞬間には、LEDに駆動電流Ioutが流れなくなるため、フライバックレギュレータ702の出力電圧は、180Vに向かって上昇する。制御回路(不図示)は、駆動電流Ioutが流れなくなったことを検知すると、どの配線またはLEDに断線が生じたかを検査し、図10の回路では第1バイパススイッチ110−1をオンして、他のLEDが点灯できるような措置をする。この措置には通常数十ミリ秒〜数百ミリ秒の時間がかかる   Further, the limit value of the maximum voltage output from the flyback regulator 702 is set to be equal to or greater than the sum of Vf in consideration of the case where all N LEDs connected in series are lit. For example, when the maximum value of Vf of one LED is 6V and 30 LEDs are connected in series, the limit value is set to 180V or more. Here, since the drive current Iout does not flow to the LED at the moment when contact failure or disconnection occurs in the wiring of “x” indicated by the reference numeral 762 in FIG. 10, the output voltage of the flyback regulator 702 is 180V. Ascend toward. When the control circuit (not shown) detects that the drive current Iout no longer flows, it checks which wiring or LED is broken, turns on the first bypass switch 110-1 in the circuit of FIG. Take measures to turn on other LEDs. This measure usually takes tens of milliseconds to hundreds of milliseconds

ここで、半導体光源制御装置がリミッタツェナーダイオード256および逆流防止ダイオード258を有さない場合、第1バイパススイッチがオンされる前にフライバックレギュレータ702の出力電圧は180Vに到達する。その際、使用しているLEDのVfの(室温における)平均値を4V、電流が殆ど流れていないときは3Vとすると、第1バイパススイッチには、180V−3V×30個=90Vの電圧が印加される。したがって、30個のバイパススイッチのいずれについても、通常数Vの電圧しか印加されないにもかかわらず、断線や接触不良を考慮すると100V耐圧の素子を選定しなければならない。   Here, when the semiconductor light source control device does not have the limiter Zener diode 256 and the backflow prevention diode 258, the output voltage of the flyback regulator 702 reaches 180V before the first bypass switch is turned on. At that time, assuming that the average value (at room temperature) of Vf of the LED being used is 4V, and 3V when almost no current flows, the first bypass switch has a voltage of 180V-3V × 30 = 90V. Applied. Therefore, in any of the 30 bypass switches, although only a voltage of several volts is normally applied, an element having a withstand voltage of 100 V must be selected in consideration of disconnection and poor contact.

次に、図10の符号764で示される「×」印の配線に断線や接触不良が発生すると、第1静電保護ツェナーダイオードには、殆ど電流が流れていないときは上記の90Vが、制御電流が流れるときでは180V−4V×30個=60Vが印加される。ここで、第1静電保護ツェナーダイオードのツェナー電圧を20Vとすると、90Vや60Vは20Vよりも高い電圧なので、制御電流を1Aとしたとき数十ミリ秒から数百ミリ秒の間20V×1A=20Wが第1静電保護ツェナーダイオードに印加され、これに耐えうる素子を選定する必要が生じる。これを回避するには、第1静電保護ツェナーダイオードのツェナー電圧を90V以上にすればよいが、本来の静電気保護の役割を果たすことが困難となる。   Next, when disconnection or poor contact occurs in the wiring indicated by “x” indicated by reference numeral 764 in FIG. 10, when almost no current flows through the first electrostatic protection zener diode, the above 90 V is controlled. When current flows, 180V-4V × 30 = 60V is applied. Here, assuming that the Zener voltage of the first electrostatic protection Zener diode is 20V, 90V and 60V are voltages higher than 20V. Therefore, when the control current is 1A, the voltage is 20V × 1A for several tens of milliseconds to several hundreds of milliseconds. = 20 W is applied to the first electrostatic protection Zener diode, and it is necessary to select an element that can withstand this. In order to avoid this, the Zener voltage of the first electrostatic protection Zener diode may be set to 90 V or more, but it becomes difficult to play the role of the original electrostatic protection.

そこで本変形例に係る半導体光源制御装置700は第1バイパス/リミッタ回路250−1を備えることにより、接触不良や断線が発生しても第1バイパススイッチ110−1に印加される電圧の上限は抑制される。したがって、第1バイパススイッチ110−1として100V以上の高耐圧の素子を選定しなくてもよい。また、第1バイパス/リミッタ回路250−1による制限電圧を第1静電保護ツェナーダイオード252−1のツェナー電圧以下に設定すれば、小さなツェナーダイオードを選定できる。
なお、実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、リミッタ機能がない場合のバイパススイッチにはkVオーダーの耐圧が求められるので、リミッタ機能を設けることによる耐圧抑制効果は実施の形態においてより顕著である。
Therefore, the semiconductor light source control device 700 according to the present modification includes the first bypass / limiter circuit 250-1, so that the upper limit of the voltage applied to the first bypass switch 110-1 even if a contact failure or disconnection occurs. It is suppressed. Therefore, an element having a high breakdown voltage of 100 V or more may not be selected as the first bypass switch 110-1. Further, if the limiting voltage by the first bypass / limiter circuit 250-1 is set to be equal to or lower than the Zener voltage of the first electrostatic protection Zener diode 252-1, a small Zener diode can be selected.
In the semiconductor light source control device 100 according to the embodiment, the withstand voltage in the kV order is required for the bypass switch when there is no limiter function, and therefore the withstand voltage suppression effect by providing the limiter function is more remarkable in the embodiment. is there.

実施の形態では、LEDとバイパススイッチとが一対一で対応する場合について説明したが、これに限られず、ひとつのバイパススイッチで複数のLEDの点消灯を制御してもよい。例えば、LEDの2個直列に対し、ひとつのバイパススイッチを接続する場合は、LEDのVfの合計最大値=12V、静電保護ツェナーダイオードのツェナー電圧=40Vとなるため、リミッタツェナーダイオードのツェナー電圧を9Vから21Vの範囲とすればよい。リミッタツェナーダイオードのツェナー電圧を20Vにしたとき、両端電圧の制限値は23Vとなるため、バイパススイッチとして30V耐圧の素子を選択すればよい。   In the embodiment, the case where the LEDs correspond to the bypass switches on a one-to-one basis has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, when one bypass switch is connected to a series of two LEDs, the total maximum value of LED Vf = 12V and the Zener voltage of the electrostatic protection Zener diode = 40V. Therefore, the Zener voltage of the limiter Zener diode May be in the range of 9V to 21V. When the Zener voltage of the limiter Zener diode is set to 20V, the limit value of the voltage between both ends is 23V. Therefore, a 30V withstand voltage element may be selected as the bypass switch.

実施の形態において、第2バイパス用接続配線280−2だけでなく第3バイパス用接続配線280−3の符号220(図5参照)で示される「×」印の箇所でも導通不良が発生した場合、第2バイパス回路270−2、第3バイパス回路270−3、第4バイパス回路270−4およびバイパス駆動回路112の作用により、第2バイパススイッチ、第3バイパススイッチおよび第4バイパススイッチの全てが強制的にオンされる。   In the embodiment, when not only the second bypass connection wiring 280-2 but also the “x” mark indicated by the reference numeral 220 (see FIG. 5) of the third bypass connection wiring 280-3 occurs. , The second bypass circuit 270-2, the third bypass circuit 270-3, the fourth bypass circuit 270-4, and the bypass drive circuit 112 cause all of the second bypass switch, the third bypass switch, and the fourth bypass switch to Forced on.

実施の形態では、バイパス用接続配線に導通不良が発生した場合に、そのバイパス用接続配線に接続される2つのバイパススイッチのどちらが断線異常で強制的にオンされ、どちらがショート異常で強制的にオンされるかはバイパススイッチの特性等に依存する場合について説明したが、これに限られない。例えば、奇数番目のバイパス回路(第1バイパス回路270−1、第3バイパス回路270−3、…)のそれぞれに対して並列に抵抗を設けてもよい。あるいはまた、偶数番目のバイパス回路のそれぞれに対して並列に抵抗を設けてもよい。これらの場合、バイパス用接続配線に導通不良が発生した場合、そのような抵抗が設けられている側のバイパススイッチはショート異常により強制的にオンされ、そのような抵抗が設けられていない側のバイパススイッチは断線異常により強制的にオンされる。   In the embodiment, when a continuity failure occurs in the bypass connection wiring, which of the two bypass switches connected to the bypass connection wiring is forcibly turned on due to disconnection abnormality and which is forcibly turned on due to short circuit abnormality. Although the case where it depends on the characteristic of a bypass switch etc. was demonstrated, it is not restricted to this. For example, a resistor may be provided in parallel with each of the odd-numbered bypass circuits (first bypass circuit 270-1, third bypass circuit 270-3,...). Alternatively, a resistor may be provided in parallel with each of the even-numbered bypass circuits. In these cases, when a conduction failure occurs in the bypass connection wiring, the bypass switch on the side where such a resistor is provided is forcibly turned on due to a short circuit abnormality, and the side on which such a resistor is not provided The bypass switch is forcibly turned on due to disconnection abnormality.

実施の形態では、バイパス回路およびバイパス駆動回路の断線検出機能およびショート検出機能を使用して、バイパス用接続配線の導通不良に対応する場合について説明したが、これに限られない。例えば、電流計測手段などのバイパス用接続配線の導通不良を検出するための手段をバイパス用接続配線に設け、その手段を使用してバイパス用接続配線に導通不良が発生したか否かを判定してもよい。バイパス駆動回路は、導通不良が発生したと判定された場合、対応する2つのバイパススイッチを強制的にオンとしてもよい。   In the embodiment, the case where the disconnection detection function and the short-circuit detection function of the bypass circuit and the bypass drive circuit are used to cope with the conduction failure of the bypass connection wiring has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a means for detecting a continuity failure of the bypass connection wiring, such as a current measuring means, is provided in the bypass connection wiring, and it is determined whether or not a continuity failure has occurred in the bypass connection wiring using the means. May be. When it is determined that a conduction failure has occurred, the bypass drive circuit may forcibly turn on the corresponding two bypass switches.

実施の形態では、バイパススイッチがオフのときに導通不良またはショート異常を検出した場合に積分キャパシタを充電し、それ以外の場合は積分キャパシタを放電する場合について説明したが、これに限られない。例えば、バイパススイッチがオフのときに導通不良またはショート異常を検出した場合に積分キャパシタを第1時定数で放電し、それ以外の場合は積分キャパシタを第2時定数で充電してもよい。   In the embodiment, the case has been described in which the integration capacitor is charged when a conduction failure or a short circuit abnormality is detected when the bypass switch is off, and in other cases, the integration capacitor is discharged. However, the present invention is not limited to this. For example, the integration capacitor may be discharged with a first time constant when a continuity failure or a short circuit abnormality is detected when the bypass switch is off, and the integration capacitor may be charged with a second time constant otherwise.

実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、PWM減光機能が採用されている。PWM減光時、バイパス駆動回路112は点消灯制御信号の電圧レベルを減光周波数f1で周期的に変化させる。何ら異常が発生していない場合、点消灯制御信号がローレベルのとき、対応するバイパススイッチはオフされ、点消灯制御信号がハイレベルのとき、対応するバイパススイッチはオンされる。したがって、点消灯制御信号のローレベルは対応するバイパススイッチのオフに対応する状態であり、点消灯制御信号のハイレベルは対応するバイパススイッチのオンに対応する状態である。   In the semiconductor light source control device 100 according to the embodiment, a PWM dimming function is employed. During PWM dimming, the bypass drive circuit 112 periodically changes the voltage level of the lighting control signal at the dimming frequency f1. If no abnormality has occurred, the corresponding bypass switch is turned off when the lighting control signal is at a low level, and the corresponding bypass switch is turned on when the lighting control signal is at a high level. Therefore, the low level of the lighting control signal is a state corresponding to turning off the corresponding bypass switch, and the high level of the lighting control signal is a state corresponding to turning on of the corresponding bypass switch.

また、バイパス駆動回路112はマイクロコンピュータであり、比較的長い時間間隔で動作する。特にバイパス駆動回路112は、各LEDについて、所定の異常判定期間に亘って異常検出信号を監視することにより異常が発生したか否かを判定する。そして、バイパス駆動回路112は、あるLEDについて異常が発生したと判定された場合、そのLEDに対応する点消灯制御信号をハイレベルに固定する。これを異常の確定・未確定という概念で説明すると、バイパス駆動回路112は、異常状態を異常判定期間の間継続して検出すると、異常と確定してバイパススイッチをオンラッチ制御しているといえる。   The bypass drive circuit 112 is a microcomputer and operates at a relatively long time interval. In particular, the bypass drive circuit 112 determines whether or not an abnormality has occurred for each LED by monitoring an abnormality detection signal over a predetermined abnormality determination period. When it is determined that an abnormality has occurred in a certain LED, the bypass drive circuit 112 fixes the lighting control signal corresponding to that LED at a high level. If this is explained based on the concept of abnormality confirmation / unconfirmation, it can be said that when the bypass drive circuit 112 detects an abnormal state continuously during the abnormality determination period, it is determined as abnormal and the bypass switch is on-latch controlled.

一般に異常判定期間はPWM減光の周期(=1/f1)よりも長いので、実施の形態に係る半導体光源制御装置100では積分回路を導入することにより、PWM減光を行っているときでも誤検出の少ないより正確なショート異常・断線異常検出を可能としている。   In general, the abnormality determination period is longer than the PWM dimming period (= 1 / f1). Therefore, the semiconductor light source control device 100 according to the embodiment introduces an integration circuit, so that even when PWM dimming is performed, an error occurs. Enables more accurate detection of short circuit and disconnection errors with less detection.

PWM減光を行わないLED常時点灯(バイパススイッチ=常時オフ)制御において断線異常が発生した場合について検討する。あるLEDに断線が発生してからそのLEDに対応するバイパススイッチがオンラッチ制御されるまでの間、そのLEDに対応するバイパス/リミッタ回路の特にリミッタツェナーダイオードの作用により、バイパススイッチはリミッタ機能を実現するためのスイッチとして動作する。これにより、他のLEDへの電流の経路を維持することができる。ただしこの場合、バイパススイッチは基本的に線形領域で動作するので、そのバイパススイッチには「断線検出電圧×駆動電流Iout」の電力が印加され続けることとなり、バイパススイッチでの電力損失が大きくなる。すると、バイパススイッチとして大型で耐量の大きいスイッチ素子が必要となり、回路の大型化やコストアップを招く虞がある。ここで、断線異常の検出の直後にバイパススイッチをオンラッチ制御すれば電力損失は軽減されるが、これではバイパス駆動回路112における判定回数が少なく(判定時間が短く)なり、特にPWM減光モードにおいて断線異常の誤検出(誤動作)の可能性が高くなる。   Consider a case in which a disconnection abnormality occurs in LED constant lighting (bypass switch = always off) control without PWM dimming. By the action of the limiter Zener diode of the bypass / limiter circuit corresponding to the LED until the bypass switch corresponding to the LED is on-latch controlled after the disconnection of the LED occurs, the bypass switch realizes the limiter function. It works as a switch to do. Thereby, the path | route of the electric current to other LED can be maintained. However, in this case, since the bypass switch basically operates in the linear region, power of “disconnection detection voltage × drive current Iout” is continuously applied to the bypass switch, and power loss in the bypass switch increases. As a result, a large-sized switch element having a large withstand capacity is required as a bypass switch, which may increase the size and cost of the circuit. Here, if the bypass switch is on-latch controlled immediately after detection of the disconnection abnormality, the power loss is reduced. However, in this case, the number of determinations in the bypass drive circuit 112 is small (the determination time is short), particularly in the PWM dimming mode. The possibility of erroneous detection (malfunction) of disconnection abnormality increases.

なお、PWM減光を行っているときに断線が発生した場合でも、点消灯制御信号がローレベルのときにバイパススイッチはリミッタ機能を実現するためのスイッチとして動作するので、同様にバイパススイッチにおける電力損失の増大が懸念される。PWM減光の1周期(=1/f1)に占めるバイパススイッチのオン期間(=LEDの消灯期間)の割合をオンデューティ比と称す。このオンデューティ比が小さくなるほど、断線による上記電力損失は増大する。
また、バイパススイッチがオンされているときのバイパススイッチにおける電力損失は主にバイパススイッチのオン抵抗分によるので僅かであり、特に線形領域で動作する場合の電力損失よりもかなり小さい。
Even if a disconnection occurs during PWM dimming, the bypass switch operates as a switch for realizing the limiter function when the lighting control signal is at a low level. There is concern about an increase in loss. The ratio of the on-period of the bypass switch (= LED extinguishing period) in one cycle (= 1 / f1) of PWM dimming is referred to as an on-duty ratio. The power loss due to disconnection increases as the on-duty ratio decreases.
Further, the power loss in the bypass switch when the bypass switch is turned on is small mainly due to the on-resistance of the bypass switch, and is much smaller than the power loss particularly when operating in the linear region.

図11は、第5変形例に係る半導体光源制御装置の第2バイパス回路870−2の構成を示す回路図である。他のバイパス回路は第2バイパス回路870−2と同様に構成される。   FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of the second bypass circuit 870-2 of the semiconductor light source control device according to the fifth modification. Other bypass circuits are configured similarly to the second bypass circuit 870-2.

図5に示される第2バイパス回路270−2と図11に示される第2バイパス回路870−2との差異は主に第2スイッチ用レベルシフト回路の構成である。第2バイパス回路870−2の第2スイッチ用レベルシフト回路854−2はバイパス駆動回路812から第2点消灯制御信号Sc2’を受け、それを第2バイパススイッチ駆動信号Sd2に変換する。特に第2スイッチ用レベルシフト回路854−2は、第2点消灯制御信号Sc2’がハイレベルのとき第2バイパススイッチ駆動信号Sd2をローレベルとし、第2点消灯制御信号Sc2’がローレベルのとき第2バイパススイッチ駆動信号Sd2をハイレベルとする。
なお、第2バイパス回路870−2の第2バイパス/リミッタ回路850−2は第16抵抗260に相当する抵抗を有さなくてもよい。
The difference between the second bypass circuit 270-2 shown in FIG. 5 and the second bypass circuit 870-2 shown in FIG. 11 is mainly the configuration of the second switch level shift circuit. The second switch level shift circuit 854-2 of the second bypass circuit 870-2 receives the second lighting on / off control signal Sc2 'from the bypass drive circuit 812 and converts it into the second bypass switch drive signal Sd2. In particular, the second switch level shift circuit 854-2 sets the second bypass switch drive signal Sd2 to the low level when the second lighting control signal Sc2 ′ is at the high level, and sets the second lighting control signal Sc2 ′ to the low level. At this time, the second bypass switch drive signal Sd2 is set to the high level.
Note that the second bypass / limiter circuit 850-2 of the second bypass circuit 870-2 does not have to have a resistance corresponding to the sixteenth resistor 260.

第2スイッチ用レベルシフト回路854−2は、第26抵抗822と、第27抵抗814と、第28抵抗816と、第29抵抗818と、第5pnp型バイポーラトランジスタ820と、を含む。第26抵抗822の一端はバイパス駆動回路812の端子と接続される。バイパス駆動回路812のその端子からは第2点消灯制御信号Sc2’が出力される。第26抵抗822の他端は第5pnp型バイポーラトランジスタ820のベースと接続される。第27抵抗814の一端は、第26抵抗822の他端と第5pnp型バイポーラトランジスタ820のベースとの接続ノードと接続される。第27抵抗814の他端および第5pnp型バイポーラトランジスタ820のエミッタには制御電源電圧Vccが印加される。第5pnp型バイポーラトランジスタ820のコレクタは第28抵抗816の一端と接続される。第28抵抗816の他端は第29抵抗818の一端と接続される。第29抵抗818の他端は第2LED2−2のカソードと接続される。
第28抵抗816の他端と第29抵抗818の一端との接続ノードは、第2バイパススイッチ110−2のゲートと接続される。その接続ノードに生じる信号が第2バイパススイッチ駆動信号Sd2である。
The second switch level shift circuit 854-2 includes a 26th resistor 822, a 27th resistor 814, a 28th resistor 816, a 29th resistor 818, and a fifth pnp type bipolar transistor 820. One end of the 26th resistor 822 is connected to a terminal of the bypass drive circuit 812. The second lighting on / off control signal Sc2 ′ is output from the terminal of the bypass drive circuit 812. The other end of the 26th resistor 822 is connected to the base of the fifth pnp bipolar transistor 820. One end of the 27th resistor 814 is connected to a connection node between the other end of the 26th resistor 822 and the base of the fifth pnp bipolar transistor 820. A control power supply voltage Vcc is applied to the other end of the 27th resistor 814 and the emitter of the fifth pnp type bipolar transistor 820. The collector of the fifth pnp bipolar transistor 820 is connected to one end of the 28th resistor 816. The other end of the 28th resistor 816 is connected to one end of the 29th resistor 818. The other end of the 29th resistor 818 is connected to the cathode of the second LED 2-2.
A connection node between the other end of the 28th resistor 816 and one end of the 29th resistor 818 is connected to the gate of the second bypass switch 110-2. A signal generated at the connection node is the second bypass switch drive signal Sd2.

第2点消灯制御信号Sc2’がハイレベルのとき第2バイパススイッチ駆動信号Sd2はローレベルとなり、第2バイパススイッチ110−2はオフとなる(第2LED2−2は点灯する)。第2点消灯制御信号Sc2’がローレベルのとき第2バイパススイッチ駆動信号Sd2はハイレベルとなり、第2バイパススイッチ110−2はオンとなる(第2LED2−2は消灯する)。PWM減光を行う場合、バイパス駆動回路812は第2点消灯制御信号Sc2’を、数ミリ秒周期のハイレベル/ローレベル繰り返し信号とする。   When the second lighting on / off control signal Sc2 'is at a high level, the second bypass switch drive signal Sd2 is at a low level, and the second bypass switch 110-2 is turned off (the second LED 2-2 is lit). When the second lighting on / off control signal Sc2 'is at a low level, the second bypass switch drive signal Sd2 is at a high level and the second bypass switch 110-2 is turned on (the second LED 2-2 is turned off). When PWM dimming is performed, the bypass drive circuit 812 uses the second lighting control signal Sc2 'as a high level / low level repetition signal with a period of several milliseconds.

バイパス駆動回路812は、積分キャパシタ282の両端電圧が所定のしきい値電圧を超えると、第2点消灯制御信号Sc2’と同期して第2バイパススイッチ110−2の制御用入力端子すなわちゲートに印加される信号のオンデューティ比および周期を通常のPWM減光のものよりも増大させる。特にバイパス駆動回路812は第2異常検出信号Sdet2の電圧がレベルしきい値Vgを超えると、第2LED2−2についての異常判定期間を開始すると共に第2点消灯制御信号Sc2’の1周期に占めるローレベルの継続期間の割合を増大させる。一例では、第2点消灯制御信号Sc2’の周期は数百ミリ秒に増大し、オンデューティ比は90%以上に増大する。   When the voltage across the integration capacitor 282 exceeds a predetermined threshold voltage, the bypass drive circuit 812 applies to the control input terminal or gate of the second bypass switch 110-2 in synchronization with the second turn-on / off control signal Sc2 ′. The on-duty ratio and period of the applied signal are increased from those of normal PWM dimming. In particular, when the voltage of the second abnormality detection signal Sdet2 exceeds the level threshold value Vg, the bypass drive circuit 812 starts an abnormality determination period for the second LED 2-2 and occupies one cycle of the second lighting on / off control signal Sc2 ′. Increase the percentage of low level duration. In one example, the cycle of the second lighting on / off control signal Sc2 'increases to several hundred milliseconds, and the on-duty ratio increases to 90% or more.

図12は、第2LED2−2に断線が発生した場合の第2点消灯制御信号Sc2、Sc2’の変化を示すタイミングチャートである。図12の上段に示される波形は、第5変形例に係る半導体光源制御装置が通常点灯時に数ミリ秒程度の第1周期PT1でPWM減光を行う場合の第2点消灯制御信号Sc2’を示す。図12の中段に示される波形は、実施の形態に係る半導体光源制御装置100が通常点灯時に常時点灯を行う場合の第2点消灯制御信号Sc2を示す。図12の下段に示される波形は、実施の形態に係る半導体光源制御装置100が通常点灯時に第1周期PT1でPWM減光を行う場合の第2点消灯制御信号Sc2を示す。   FIG. 12 is a timing chart showing changes in the second lighting on / off control signals Sc2 and Sc2 'when the second LED 2-2 is disconnected. The waveform shown in the upper part of FIG. 12 represents the second lighting control signal Sc2 ′ when the semiconductor light source control device according to the fifth modified example performs PWM dimming with the first period PT1 of about several milliseconds at the time of normal lighting. Show. The waveform shown in the middle part of FIG. 12 represents the second lighting on / off control signal Sc2 when the semiconductor light source control device 100 according to the embodiment performs regular lighting during normal lighting. The waveform shown in the lower part of FIG. 12 indicates the second lighting on / off control signal Sc2 when the semiconductor light source control device 100 according to the embodiment performs PWM dimming with the first period PT1 during normal lighting.

第5変形例について第2LED2−2に断線が発生した場合、第2点消灯制御信号Sc2’の周期は第1周期PT1よりも大きな数百ミリ秒程度の第2周期PT2となる。特にバイパス駆動回路812は、第2点消灯制御信号Sc2’の1周期におけるハイレベルの継続期間の長さを維持しつつローレベルの継続期間を長くすることにより、そのような周期の増大を実現する。なお、第2周期PT2は第2積分回路278−2の放電に係る第2時定数よりも小さくてもよい。   When the disconnection occurs in the second LED 2-2 in the fifth modification, the cycle of the second lighting on / off control signal Sc2 'becomes the second cycle PT2 of about several hundred milliseconds that is larger than the first cycle PT1. In particular, the bypass drive circuit 812 realizes such an increase in the period by extending the low-level duration while maintaining the high-level duration in one cycle of the second lighting on / off control signal Sc2 ′. To do. The second period PT2 may be smaller than the second time constant related to the discharge of the second integration circuit 278-2.

数秒程度の異常判定期間PT3において、バイパス駆動回路812は、第2点消灯制御信号Sc2’をハイレベルとしたときの第2異常検出信号Sdet2の電圧がレベルしきい値Vgより高いと、第2点消灯制御信号Sc2’と同期して第2バイパススイッチ110−2のゲートに印加される信号のオンデューティ比および周期を増大したままとする。第2異常検出信号Sdet2の電圧がレベルしきい値Vgを下回った場合は、バイパス駆動回路812は第2点消灯制御信号Sc2’を第1周期PT1を有する状態に復帰させる。バイパス駆動回路812は、第2異常検出信号Sdet2の電圧がレベルしきい値Vgより高い状態が異常判定期間PT3が満了するまで継続する場合、異常が発生したと判定し(すなわち、異常確定)、第2点消灯制御信号Sc2’をローレベルに固定する。   In the abnormality determination period PT3 of about several seconds, the bypass drive circuit 812 determines that the second abnormality detection signal Sdet2 when the second lighting on / off control signal Sc2 ′ is at the high level is higher than the level threshold value Vg. The on-duty ratio and cycle of the signal applied to the gate of the second bypass switch 110-2 are kept increased in synchronization with the lighting / extinguishing control signal Sc2 ′. When the voltage of the second abnormality detection signal Sdet2 falls below the level threshold value Vg, the bypass drive circuit 812 returns the second lighting on / off control signal Sc2 'to a state having the first cycle PT1. If the state where the voltage of the second abnormality detection signal Sdet2 is higher than the level threshold value Vg continues until the abnormality determination period PT3 expires, the bypass drive circuit 812 determines that an abnormality has occurred (that is, determined abnormality), The second lighting on / off control signal Sc2 ′ is fixed at a low level.

実施の形態について第2LED2−2に断線が発生した場合、異常判定期間PT3の間、第2点消灯制御信号Sc2の状態は異常発生前の状態と同じままとされる。そして異常判定期間PT3が満了すると異常が発生したと判定され、第2点消灯制御信号Sc2はハイレベルに固定される。   When the disconnection occurs in the second LED 2-2 in the embodiment, the state of the second lighting on / off control signal Sc2 remains the same as that before the occurrence of the abnormality during the abnormality determination period PT3. When the abnormality determination period PT3 expires, it is determined that an abnormality has occurred, and the second lighting on / off control signal Sc2 is fixed at a high level.

このように、第5変形例に係る半導体光源制御装置によると、実施の形態に係る半導体光源制御装置100と比べて常時点灯においてもPWM減光においても、異常判定期間におけるバイパススイッチのオフ期間のトータルの長さを短くできる。このオフ期間は断線発生時においてはバイパススイッチが線形領域で動作する期間に対応するので、第5変形例によるとバイパススイッチにおける電力損失を低減できる。これにより、バイパススイッチとして低耐量のスイッチ素子を採用でき、回路の小型化、低コスト化を図ることができる。   As described above, according to the semiconductor light source control device according to the fifth modified example, the bypass switch OFF period in the abnormality determination period can be compared with the semiconductor light source control device 100 according to the embodiment in both the constant lighting and the PWM dimming. The total length can be shortened. Since this off period corresponds to a period in which the bypass switch operates in the linear region when disconnection occurs, according to the fifth modification, power loss in the bypass switch can be reduced. As a result, a low-resistance switch element can be employed as the bypass switch, and the circuit can be reduced in size and cost.

特にPWM減光を行う都合上、異常検出信号のレベルの遷移をもってただちに異常が発生したと判定するのが適さない状況において、第5変形例によると、異常判定期間に亘る異常検出信号の監視によって異常の発生の有無をより正確に判定することができると共に、異常判定期間におけるバイパススイッチの電力損失を低減できる。   Especially in a situation where it is not appropriate to determine that an abnormality has occurred immediately after the transition of the level of the abnormality detection signal for the convenience of performing PWM dimming, according to the fifth modification, by monitoring the abnormality detection signal over the abnormality determination period, It is possible to more accurately determine whether or not an abnormality has occurred, and to reduce power loss of the bypass switch during the abnormality determination period.

6 車載バッテリ、 8 電源スイッチ、 100 半導体光源制御装置、 102 フライバックレギュレータ、 104 ダウンコンバータ、 106 制御回路、 108 電流検出抵抗、 128 出力キャパシタ、 142 フライホイールダイオード、 144 インダクタ。   6 on-vehicle battery, 8 power switch, 100 semiconductor light source control device, 102 flyback regulator, 104 down converter, 106 control circuit, 108 current detection resistor, 128 output capacitor, 142 flywheel diode, 144 inductor.

Claims (7)

直列に接続された複数の半導体光源に流れる駆動電流を生成する駆動回路と、
前記複数の半導体光源のうちの一部と並列に接続された第1バイパススイッチと、
前記第1バイパススイッチと直列に、かつ、前記複数の半導体光源のうちの別の一部と並列に接続された第2バイパススイッチと、を備え、
前記第1バイパススイッチと前記第2バイパススイッチとの接続ノードと、前記複数の半導体光源のうちの一部と前記複数の半導体光源のうちの別の一部との接続ノードと、を接続する接続配線について、前記第1バイパススイッチがオフかつ前記第2バイパススイッチがオンのときに前記接続配線に流れる電流の極性は、前記第1バイパススイッチがオンかつ前記第2バイパススイッチがオフのときに前記接続配線に流れる電流の極性と逆であり、
前記接続配線に導通不良が発生した場合、前記第1バイパススイッチおよび前記第2バイパススイッチの両方が強制的にオンされるよう構成されることを特徴とする光源制御装置。
A drive circuit for generating a drive current flowing through a plurality of semiconductor light sources connected in series;
A first bypass switch connected in parallel with a part of the plurality of semiconductor light sources;
A second bypass switch connected in series with the first bypass switch and in parallel with another part of the plurality of semiconductor light sources,
A connection for connecting a connection node between the first bypass switch and the second bypass switch, and a connection node between a part of the plurality of semiconductor light sources and another part of the plurality of semiconductor light sources. Regarding the wiring, the polarity of the current flowing through the connection wiring when the first bypass switch is off and the second bypass switch is on is the same as the polarity when the first bypass switch is on and the second bypass switch is off. It is opposite to the polarity of the current flowing in the connection wiring,
The light source control device according to claim 1, wherein both of the first bypass switch and the second bypass switch are forcibly turned on when a continuity failure occurs in the connection wiring.
前記第1バイパススイッチがオフのときの前記第1バイパススイッチの両端電圧がショート検出のための第1電圧よりも低い場合または前記第1電圧よりも高い断線検出のための第2電圧よりも高い場合、前記第1バイパススイッチを強制的にオンさせると共に、前記第2バイパススイッチがオフのときの前記第2バイパススイッチの両端電圧がショート検出のための第3電圧よりも低い場合または前記第3電圧よりも高い断線検出のための第4電圧よりも高い場合、前記第2バイパススイッチを強制的にオンさせるスイッチ制御回路をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の光源制御装置。 The voltage across the first bypass switch when the first bypass switch is off is lower than the first voltage for short circuit detection or higher than the second voltage for disconnection detection higher than the first voltage. The first bypass switch is forcibly turned on, and the voltage across the second bypass switch when the second bypass switch is off is lower than the third voltage for short detection or the third 2. The light source control device according to claim 1, further comprising a switch control circuit that forcibly turns on the second bypass switch when the voltage is higher than a fourth voltage for detecting disconnection higher than the voltage. 前記複数の半導体光源は複数の発光ダイオードであり、
前記第2電圧および前記第4電圧のそれぞれは、前記複数の半導体光源のうちの一部により規定される順方向降下電圧と前記複数の半導体光源のうちの別の一部により規定される順方向降下電圧との和よりも低くなるよう設定されることを特徴とする請求項2に記載の光源制御装置。
The plurality of semiconductor light sources are a plurality of light emitting diodes;
Each of the second voltage and the fourth voltage is a forward voltage drop defined by a part of the plurality of semiconductor light sources and a forward direction defined by another part of the plurality of semiconductor light sources. The light source control device according to claim 2, wherein the light source control device is set to be lower than a sum of the drop voltage.
前記スイッチ制御回路は、
通常点灯時に前記第1バイパススイッチを周期的にオンオフさせる主制御回路と、
キャパシタを有し、(i)前記第1バイパススイッチがオフのときの前記第1バイパススイッチの両端電圧が前記第1電圧よりも低い場合または前記第2電圧よりも高い場合、前記キャパシタに保持される電荷の量を第1時定数で第1向きに変化させ、(ii)前記第1バイパススイッチがオフのときの前記第1バイパススイッチの両端電圧が前記第1電圧よりも高くかつ前記第2電圧よりも低い場合、または前記第1バイパススイッチがオンである場合、前記キャパシタに保持される電荷の量を前記第1時定数よりも長い第2時定数で前記第1向きとは逆の第2向きに変化させる異常検出補助回路と、を含み、
前記主制御回路は、前記キャパシタの両端電圧としきい値との比較結果に応じて前記第1バイパススイッチを強制的にオンさせるか否かを判定することを特徴とする請求項2または3に記載の光源制御装置。
The switch control circuit includes:
A main control circuit for periodically turning on and off the first bypass switch during normal lighting;
Has a capacitor, is held in (i) the case where the first bypass switch is higher than the voltage across the first bypass switch is lower than the first voltage or the second voltage when turned off, the capacitor (Ii) the voltage across the first bypass switch when the first bypass switch is off is higher than the first voltage and the second voltage is changed in the first direction with a first time constant . When the voltage is lower than the voltage, or when the first bypass switch is on, the amount of charge held in the capacitor is set to a second time constant longer than the first time constant and opposite to the first direction. An abnormality detection auxiliary circuit that changes in two directions,
4. The main control circuit according to claim 2, wherein the main control circuit determines whether to forcibly turn on the first bypass switch according to a comparison result between a voltage across the capacitor and a threshold value. Light source control device.
直列に接続された複数の半導体光源に流れる駆動電流を生成する駆動回路と、
前記複数の半導体光源のうちの少なくとも一部と並列に接続されたバイパススイッチと、
通常点灯時に前記バイパススイッチを周期的にオンオフさせる主制御回路と、
キャパシタを含み、(i)前記バイパススイッチがオフのときの前記バイパススイッチの両端電圧がショート検出のための第1電圧よりも低い場合または前記第1電圧よりも高い断線検出のための第2電圧よりも高い場合、前記キャパシタに保持される電荷の量を第1時定数で第1向きに変化させ、(ii)前記バイパススイッチがオフのときの前記バイパススイッチの両端電圧が前記第1電圧よりも高くかつ前記第2電圧よりも低い場合、または前記バイパススイッチがオンである場合、前記キャパシタに保持される電荷の量を前記第1時定数よりも長い第2時定数で前記第1向きとは逆の第2向きに変化させる異常検出補助回路と、を備え、
前記主制御回路は、前記キャパシタの両端電圧に基づいてショートもしくは断線の異常が発生したか否かを判定し、当該異常が発生したと判定された場合、前記バイパススイッチを強制的にオンさせることを特徴とする光源制御装置。
A drive circuit for generating a drive current flowing through a plurality of semiconductor light sources connected in series;
A bypass switch connected in parallel with at least some of the plurality of semiconductor light sources;
A main control circuit that periodically turns on and off the bypass switch during normal lighting;
And (i) a second voltage for detecting disconnection when the voltage across the bypass switch when the bypass switch is off is lower than the first voltage for short detection or higher than the first voltage. is higher than the amount of charge held in the capacitor is changed to the first direction at a first time constant, than the voltage across the bypass switch is the first voltage when the (ii) the bypass switch is turned off Higher and lower than the second voltage, or when the bypass switch is on, the amount of charge held in the capacitor is set to the first direction with a second time constant longer than the first time constant. Comprises an anomaly detection auxiliary circuit that changes in the opposite second direction,
The main control circuit determines whether a short circuit or disconnection abnormality has occurred based on the voltage across the capacitor, and forcibly turns on the bypass switch when it is determined that the abnormality has occurred. A light source control device characterized by the above.
直列に接続された複数の半導体光源に流れる駆動電流を生成する駆動回路と、
前記複数の半導体光源のうちの少なくとも一部と並列に接続され、制御信号によってオンオフが制御されるバイパススイッチと、を備え、
制御信号は、通常点灯時、前記バイパススイッチのオンに対応する状態と前記バイパススイッチのオフに対応する状態とを周期的に繰り返し、
本光源制御装置はさらに、
制御信号が前記バイパススイッチのオフに対応する状態となっているとき、前記バイパススイッチを使用して、前記複数の半導体光源のうちの少なくとも一部の両端電圧の上限を制限するよう構成されたリミッタ回路と、
キャパシタを含み、前記リミッタ回路が両端電圧の上限を制限しているとき、前記キャパシタに保持される電荷の量を第1時定数で第1向きに変化させ、前記リミッタ回路が両端電圧の上限を制限していないとき、前記キャパシタに保持される電荷の量を前記第1時定数よりも長い第2時定数で前記第1向きとは逆の第2向きに変化させる異常検出補助回路と、
制御信号の1周期に占める前記バイパススイッチのオンに対応する状態の継続期間の割合をオンデューティ比と称すとき、前記キャパシタの両端電圧が所定のしきい値電圧と交差すると制御信号のオンデューティ比を増大させる主制御回路と、を備え、
前記主制御回路は、制御信号の周期よりも長い異常判定期間に亘って前記キャパシタの両端電圧を監視することにより異常が発生したか否かを判定し、異常が発生したと判定された場合、制御信号の状態を前記バイパススイッチのオンに対応する状態に固定することを特徴とする光源制御装置。
A drive circuit for generating a drive current flowing through a plurality of semiconductor light sources connected in series;
A bypass switch connected in parallel with at least a part of the plurality of semiconductor light sources and controlled to be turned on and off by a control signal;
The control signal periodically repeats a state corresponding to turning on the bypass switch and a state corresponding to turning off the bypass switch during normal lighting,
The light source control device further includes
A limiter configured to limit the upper limit of the voltage across at least some of the plurality of semiconductor light sources using the bypass switch when a control signal is in a state corresponding to turning off the bypass switch. Circuit,
Includes a capacitor, when the limiter circuit limits the upper limit of the voltage across, the amount of charge held in the capacitor is changed to the first direction at a first time constant, the limiter circuit to limit the voltage across An abnormality detection auxiliary circuit that, when not limited , changes the amount of electric charge held in the capacitor in a second direction opposite to the first direction with a second time constant longer than the first time constant;
When the ratio of the duration of the state corresponding to the on-state of the bypass switch in one cycle of the control signal is referred to as an on-duty ratio, the on-duty ratio of the control signal when the voltage across the capacitor crosses a predetermined threshold voltage A main control circuit for increasing
The main control circuit determines whether an abnormality has occurred by monitoring the voltage across the capacitor over an abnormality determination period longer than the cycle of the control signal, and if it is determined that an abnormality has occurred, A light source control device, wherein the state of the control signal is fixed to a state corresponding to the on state of the bypass switch.
前記主制御回路は、前記キャパシタの両端電圧が前記しきい値電圧と交差すると制御信号の周期を増大させることを特徴とする請求項6に記載の光源制御装置。   The light source control device according to claim 6, wherein the main control circuit increases a cycle of a control signal when a voltage across the capacitor crosses the threshold voltage.
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