JP6191149B2 - 車両灯具のｌｅｄ点灯回路 - Google Patents

Description

本発明は、車両灯具のＬＥＤ点灯回路の改良に関する。

従来から、車両灯具にはＬＥＤを点灯制御するものが知られている（例えば、特許文献等１参照）。また、このＬＥＤ点灯回路には、二以上のＬＥＤアッセンブリを並列に設けたものも知られている。

このものでは、例えば、図５に示すように、車両側から印加される印加電圧ＶｃｃをダイオードＤ１を介して左右のＬＥＤ電流制御回路１Ａ、１Ｂに印加し、このＬＥＤ電流制御回路１Ａ、１Ｂに直列に接続されたＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂに電流Ｉ１、Ｉ２を流して、ＬＥＤを点灯制御している。

この図５では、ＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂに直列に配列されているＬＥＤの個数は３個とする。

その車両側から印加される印加電圧Ｖｃｃは各種の理由により通常９ボルトから１６ボルトの間で変動することがあり得る。

ＬＥＤの点灯を維持するためには、ダイオードＤ１による電圧降下Ｖ１、ＬＥＤ電流制御回路１Ａ（１Ｂ）による電圧降下Ｖ２、ＬＥＤアッセンブリ２Ａ（２Ｂ）に流れる電流Ｉ１（Ｉ２）による電圧降下Ｖ３とすると、
Ｖ−（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＞０の不等式の条件を満たす必要がある。

例えば、ダイオードＤ１による電圧降下Ｖ１をＶ１＝１ボルト、ＬＥＤ電流制御回路１Ａ、１Ｂによる電圧降下Ｖ２をＶ２＝２ボルト、ＬＥＤアッセンブリ２Ａ（２Ｂ）に流れる電流Ｉ１（Ｉ２）による電圧降下Ｖ３をＶ３＝６ボルト（ＬＥＤ１個当たりの電圧降下Ｖｆは２ボルト）とすると、印加電圧Ｖｃｃが９ボルトまで低下しても、各ＬＥＤの点灯を維持することができる。

特開２００７−０１５５７９号公報

しかしながら、近年アイドリングの機能を停止させる自動車が増加しており、この種の車両では、頻繁にエンジンがオンオフされる。このため、エンジンのオフの都度、車両からＬＥＤ点灯回路に印加される印加電圧Ｖｃｃが瞬時に９ボルト以下に低下する場合がある。

このため、ＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂの電圧降下にばらつきがあり、例えば、ＬＥＤアッセンブリ２Ａの全体の電圧降下Ｖ３を４.５ボルト、ＬＥＤアッセンブリ２Ｂの全体の電圧降下Ｖ３を６ボルトとすると、印加電圧Ｖｃｃが９ボルト以下になると、ＬＥＤアッセンブリ２Ｂについては、上述の不等式の条件が満たされず、ＬＥＤアッセンブリ２ＢについてＬＥＤの点灯が維持されないことになる。

その結果、車両灯具が車両の左右に配置され、一方にＬＥＤアッセンブリ２Ａが設けられ、他方にＬＥＤアッセンブリ２Ｂが設けられていた場合、片方の車両用灯具が非点灯状態となることがある。

また、例えば、同一の車両灯具のハウジング内にＬＥＤアッセンブリ２ＡとＬＥＤアッセンブリ２Ｂとが配置されている場合、片方のＬＥＤアッセンブリが非点灯状態となることがある。

いずれにしても、このような状態が起こるおそれがあるのは好ましくない。
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、少なくとも二以上のＬＥＤアッセンブリが並列に設けられた車両灯具のＬＥＤ点灯回路において、車両側から与えられる印加電圧が変動した場合でも、設定電圧以上の印加電圧では全てのＬＥＤアッセンブリのＬＥＤの点灯を保証することが可能な車両灯具のＬＥＤ点灯回路を提供することを目的とする。

本発明に係る車両灯具のＬＥＤ点灯回路は、二以上のＬＥＤアッセンブリが並列に設けられ、逆接続防止用のダイオードを介して二以上のＬＥＤアッセンブリに車両側から印加電圧を与えて各ＬＥＤアッセンブリに電流を流すことにより各ＬＥＤを点灯させる。
この車両灯具のＬＥＤ点灯回路において、逆接続防止用のダイオードとＬＥＤアッセンブリとの間にシャットダウン回路が設けられる。
このシャットダウン回路は、車両側からの変動する印加電圧が予め定められた設定値以上のとき、二以上のＬＥＤアッセンブリへ電流が流れて、全てのＬＥＤアッセンブリを点灯させる。また、シャットダウン回路は、車両側からの変動する印加電圧が設定値よりも低いときに二以上のＬＥＤアッセンブリに流れる電流をシャットダウンして、全てのＬＥＤアッセンブリを消灯させる。

本発明によれば、車両側から与えられる印加電圧が設定電圧よりも低いときには各ＬＥＤアッセンブリに流れる電流をシャットダウンさせることにしたので、車両側から供給される印加電圧が変動した場合でも、設定電圧以上の印加電圧では全てのＬＥＤアッセンブリのＬＥＤの点灯を保証することができる。従って、車両灯具の商品価値を損なうことがないという効果を奏する。

図１は本発明に係る車両灯具のＬＥＤ点灯回路の第１実施例を説明するためのブロック回路図である。 図２は図１に示すシャットダウン回路の変形例を説明するためのブロック回路図である。 図３は本発明に係る車両灯具のＬＥＤ点灯回路の第２実施例を説明するためのブロック回路図である。 図４は図３に示すシャットダウン回路の変形例を説明するためのブロック回路図である。 図５は従来の車両灯具のＬＥＤ点灯回路の不具合を説明するためのブロック回路図である。

（実施例１）
図１は本発明に係る車両灯具のＬＥＤ点灯回路の第１実施例を説明するためのブロック回路図である。
この図１において、符号１は車両側の電源系統から車両灯具のＬＥＤ点灯回路に印加電圧Ｖｃｃが印加される電圧端子を示す。

電圧端子１は逆接続防止用のダイオードＤ１を介して後述するＬＥＤ電流制御回路の高電位側に電力線路ＬＳを介して接続されている。
ＬＥＤ電流制御回路はここでは二個設けられ、各ＬＥＤ電流制御回路を符号１Ａ、１Ｂを用いて示す。

このＬＥＤ電流制御回路１Ａ，１Ｂは電力線路ＬＳに並列に設けられている。このＬＥＤ電流制御回路１Ａ、１ＢにそれぞれＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂの高電位側（アノード側）が接続されている。

そのＬＥＤ電流制御回路１Ａ、１Ｂは、各ＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂに流す電流Ｉ１、Ｉ２を設定する機能を有する。
そのＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２ＢはＬＥＤの直列接続体から構成され、このＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂの低電位側（カソード側）はアースされている。

ここでは、このＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂは３個のＬＥＤ（発光ダイオード）の直列体から構成されているものとして説明するが、ＬＥＤの接続個数はこれに限られるものでない。

また、ここでは、ＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂが二個並列であるものとして説明するが、二個以上であればこれに限られるものではない。
ダイオードＤ１とＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂとの間の電力線路ＬＳにはシャットダウン回路４が設けられている。

ここでは、このシャットダウン回路４は、ダイオードＤ１とＬＥＤ電流制御回路１Ａ、１Ｂとの間の電力線路ＬＳに設けられている。
このシャットダウン回路４は、印加電圧Ｖｃｃが予め定められた設定値ＶＤよりも低いときに各ＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂに流れる電流Ｉ１、Ｉ２をシャットダウンする役割を果たす。

このシャットダウン回路４は、電界効果トランジスタＦＥＴとスイッチングトランジスタＱ１とツェナーダイオードＺＤ１とを有する。電界効果トランジスタＦＥＴは、ここでは、Ｐチャネル型である。

ツェナーダイオードＺＤ１のカソードはダイオードＤ１のカソードと電界効果トランジスタＦＥＴのドレインとに接続されている。
ツェナーダイオードＺＤ１のアノードは抵抗器Ｒ１を介してアースされると共に抵抗器Ｒ２を介してスイッチングトランジスタＱ１のベースに接続されている。

電界効果トランジスタＦＥＴのソースとそのゲートとは抵抗器Ｒ３を介して接続されている。その電界効果トランジスタＦＥＴのドレインはＬＥＤ電流制御回路１Ａ、１Ｂの高電位側に接続されている。

スイッチングトランジスタＱ１のコレクタは電界効果トランジスタＦＥＴのゲートに接続され、スイッチングトランジスタＱ１のエミッタはアースされている。
そのツェナーダイオードＺＤ１は印加電圧Ｖｃｃが設定値ＶＤ以上のときに、ＬＥＤ電流制御回路1Ａ、１Ｂに電流を流す機能を有する。

この実施例１によれば、印加電圧Ｖｃｃが設定値ＶＤよりも低い場合には、ツェナーダイオードＺＤ１がブレークダウンしないため、スイッチングトランジスタＱ１のベースにツェナーダイオードＺＤ１を介してベース電流が流れないため、スイッチングトランジスタＱ１がオフ状態にあり、従って、電界効果トランジスタＦＥＴはオフ状態を維持する。

印加電圧Ｖｃｃが設定値ＶＤを超えると、スイッチングトランジスタＱ１のベースにツェナーダイオードＺＤ１を介してベース電流が流れるため、スイッチングトランジスタＱ１がオンする。

その結果、そのコレクタとそのエミッタとの間に電流が流れ、電界効果トランジスタＦＥＴはそのゲートとソースとの間の電圧が一定値以上となるため、電界効果トランジスタＦＥＴがオンし、そのドレインからそのソースに向かって電流が流れる。

このため、印加電圧Ｖｃｃが設定値ＶＤよりも低い場合には各ＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂに電流Ｉ１、Ｉ２が流れることが防止される。逆に言えば、車両側から供給される印加電圧Ｖｃｃが変動した場合でも、設定値ＶＤ以上の印加電圧Ｖｃｃでは全てのＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２ＢのＬＥＤの点灯を保証することができる。

このため、印加電圧Ｖｃｃが設定値ＶＤよりも低いときに、二個のＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂのうちの片方のＬＥＤが点灯し、他方のＬＥＤが消灯しているという状態が防止される。

（変形例）
図２は図１に示す車両灯具のＬＥＤ点灯回路の変形例を説明するためのブロック回路図である。
この変形例では、電界効果トランジスタＦＥＴにＮチャネル型が用いられている。ツェナーダイオードＺＤ１のカソードはダイオードＤ１のカソードとＬＥＤ電流制御回路１Ａ、１Ｂの高電位側とに電力線路ＬＳを介して接続されている。

ツェナーダイオードＺＤ１のアノードは実施例１と同様に抵抗器Ｒ１を介してアースされると共に抵抗器Ｒ２を介してスイッチングトランジスタＱ１のベースに接続されている。スイッチングトランジスタＱ１のコレクタはダイオードＤ１のカソードとＬＥＤ電流制御回路１Ａ、１Ｂの高電位側とに接続されている。

スイッチングトランジスタＱ１のエミッタは電界効果トランジスタＦＥＴのゲートに接続されると共に抵抗器Ｒ３を介してアースされている。
電界効果トランジスタＦＥＴのソースはアースされ、電界効果トランジスタＦＥＴのドレインはＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂの低電位側（カソード側）に接続されている。

この図２に示す変形例の車両灯具のＬＥＤ点灯回路は、シャットダウン回路４にＮチャネル型の電界効果トランジスタＦＥＴを用いた場合の回路接続が異なるのみで、その作用は実施例１と同様であるので、その作用の説明は省略する。

（実施例２）
図３は本発明に係る車両灯具のＬＥＤ点灯回路の第２実施例を説明するためのブロック回路図である。
ここでは、シャットダウン回路４は、印加電圧Ｖｃｃが予め定められた第１設定値ＶＤよりも低いときと第２設定値ＶＤ’よりも高いときに各ＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂに流れる電流Ｉ１、Ｉ２をシャットダウンする役割を果たす。

このシャットダウン回路４は、電界効果トランジスタＦＥＴとスイッチングトランジスタＱ１、Ｑ１’とツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ１’とを有する。電界効果トランジスタＦＥＴは、ここでは、Ｐチャネル型である。

ツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ１’のカソードはダイオードＤ１のカソードと電界効果トランジスタＦＥＴのドレインとに接続されている。
ツェナーダイオードＺＤ１のアノードは抵抗器Ｒ１を介してアースされると共に抵抗器Ｒ２を介してスイッチングトランジスタＱ１のベースに接続されている。

ツェナーダイオードＺＤ１’のアノードは抵抗器Ｒ５を介してアースされると共に抵抗器Ｒ６を介してスイッチングトランジスタＱ１’のベースに接続されている。
スイッチングトランジスタＱ１’のコレクタはダイオードＤ１のカソードに接続されると共に、電界効果トランジスタＦＥＴのソースと抵抗器Ｒ３の高電位側とに接続されている。スイッチングトランジスタＱ１’のエミッタは抵抗器Ｒ３の低電位側に接続されると共に抵抗器Ｒ４と電界効果トランジスタＦＥＴのゲートとに接続されている。

スイッチングトランジスタＱ１のコレクタは抵抗器Ｒ４を介して電界効果トランジスタＦＥＴのゲートに接続され、そのスイッチングトランジスタＱ１のエミッタはアースされている。

そのツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ１’はそれぞれ第１の設定値ＶＤと第２の設定値ＶＤ’とを設定する役割を果たし、第２の設定値ＶＤ’は第１の設定値ＶＤよりも高い電圧とされている。

この第２実施例によれば、印加電圧Ｖｃｃが第１の設定値ＶＤよりも低いときには、ツェナーダイオードＺＤ１がブレークダウンしないため、スイッチングトランジスタＱ１がオフのままであり、従って、ＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂに流れる電流Ｉ１、Ｉ２が遮断されている。

印加電圧Ｖｃｃが第１の設定値ＶＤ以上のときには、ツェナーダイオードＺＤ１がブレークダウンし、抵抗器Ｒ２を介してスイッチングトランジスタＱ１のベースに電流が流れるため、実施例１と同様にスイッチングトランジスタＱ１がオンし、これにより、電界効果トランジスタＦＥＴがオンするため、ＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂに流れる電流Ｉ１、Ｉ２が流れる。

印加電圧Ｖｃｃが第１の設定値ＶＤと第２の設定値ＶＤ’との間にあるときには、ツェナーダイオードＺＤ１’がブレークダウンしないため、スイッチングトランジスタＱ１’はオフのままとなり、従って、ＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂに電流Ｉ１、Ｉ２が流れ続ける。

印加電圧Ｖｃｃが第２の設定値ＶＤ’を超えると、ツェナーダイオードＺＤ１’がブレークダウンするため、スイッチングトランジスタＱ１’のベースに電流が流れる。このため、そのスイッチングトランジスタＱ１’のコレクタとエミッタとの間が短絡され、電界効果トランジスタＦＥＴのゲートとソースとの間の電位が略ゼロとなる。

このため、スイッチングトランジスタＱ１がオンしていたとしても、電界効果トランジスタＦＥＴがオフとなる。従って、ＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂに電流Ｉ１、Ｉ２が流れることが禁止される。
従って、印加電圧Ｖｃｃが高くなりすぎた場合、その各ＬＥＤが過電流により故障することが防止される。
また、このＬＥＤ点灯回路に用いられる周辺回路部品の絶対最大低格を低く抑えることができ、回路部品の小型化、軽量化、低コスト化に通じる。

（変形例）
図４は図３に示すシャットダウン回路の変形例を説明するためのブロック回路図である。ツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ１’のカソードはダイオードＤ１のカソードとＬＥＤ電流制御回路１Ａ、１Ｂの高電位側に接続されている。

ツェナーダイオードＺＤ１のアノードは実施例２と同様に抵抗器Ｒ１を介してアースされると共に抵抗器Ｒ２を介してスイッチングトランジスタＱ１のベースに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１’のアノードは実施例２と同様に抵抗器Ｒ５を介してアースされると共に抵抗器Ｒ６を介してスイッチングトランジスタＱ１’のベースに接続されている。

スイッチングトランジスタＱ１のコレクタは抵抗器Ｒ４を介してダイオードＤ１のカソードとＬＥＤ電流制御回路１Ａ、１Ｂの高電位側とに接続されている。

スイッチングトランジスタＱ１のエミッタは電界効果トランジスタＦＥＴのゲートに接続されると共に抵抗器Ｒ３を介してアースされている。
スイッチングトランジスタＱ１’のコレクタは抵抗器Ｒ３の高電位側とスイッチングトランジスタＱ１のエミッタに接続されている。スイッチングトランジスタＱ１’のエミッタはアースされている。

電界効果トランジスタＦＥＴのソースはアースされ、電界効果トランジスタＦＥＴのドレインはＬＥＤアッセンブリ２Ａ、２Ｂの低電位側（カソード側）に接続されている。

この図４に示す変形例の車両灯具のＬＥＤ点灯回路は、シャットダウン回路４にＮチャネル型の電界効果トランジスタＦＥＴを用いた場合の回路接続が実施例２と異なるのみであるので、その作用の説明は省略する。

４…シャットダウン回路
Ｄ１…ダイオード
２Ａ、２Ｂ…ＬＥＤアッセンブリ
Ｖｃｃ…印加電圧
ＶＤ…設定値
Ｉ１、Ｉ２…電流

Claims (5)

1. 二以上のＬＥＤアッセンブリが並列に設けられ、逆接続防止用のダイオードを介して前記二以上のＬＥＤアッセンブリに車両側から印加電圧を与えて各ＬＥＤアッセンブリに電流を流すことにより各ＬＥＤを点灯させる車両灯具のＬＥＤ点灯回路において、
   前記逆接続防止用のダイオードと前記ＬＥＤアッセンブリとの間にシャットダウン回路が設けられ、
   前記シャットダウン回路は、
   前記車両側からの変動する前記印加電圧が予め定められた設定値以上のとき、前記二以上のＬＥＤアッセンブリへ電流が流れて、全ての前記ＬＥＤアッセンブリを点灯させ、
   前記車両側からの変動する前記印加電圧が前記設定値よりも低いときに前記二以上のＬＥＤアッセンブリに流れる電流をシャットダウンして、全ての前記ＬＥＤアッセンブリを消灯させる
   ことを特徴とする車両灯具のＬＥＤ点灯回路。
2. 前記設定値がツェナーダイオードを用いて設定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両灯具のＬＥＤ点灯回路。
3. 前記設定値を第１の設定値とするとき、前記第１の設定値よりも高い設定値を第２の設定値とし、
   前記シャットダウン回路は、
   前記車両側からの変動する前記印加電圧が前記第１の設定値以上で、かつ、前記第２の設定値以下のとき、前記二以上のＬＥＤアッセンブリへ電流が流れて、全ての前記ＬＥＤアッセンブリを点灯させ、
   前記車両側からの変動する前記印加電圧が前記第２の設定値よりも高いときに前記二以上のＬＥＤアッセンブリに流れる電流をシャットダウンして、全ての前記ＬＥＤアッセンブリを消灯させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両灯具のＬＥＤ点灯回路。
4. 前記第１の設定値と前記第２の設定値とがツェナーダイオードを用いて設定される
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両灯具のＬＥＤ点灯回路。
5. 前記シャットダウン回路と前記各ＬＥＤアッセンブリとの間に各ＬＥＤアッセンブリに流す電流を設定する電流制御回路が設けられている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両灯具のＬＥＤ点灯回路。