JP6323200B2 - Vehicle headlamp device and constant voltage supply device - Google Patents

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本発明は、車両用前照灯装置及び定電圧供給装置に関する。   The present invention relates to a vehicle headlamp device and a constant voltage supply device.

従来より、車両用前照灯装置においては、負荷を駆動する方式としてDC/DCコンバータなどのスイッチング回路を用いた方式が知られている(例えば特許文献1参照)。また、近年では、発光効率が高く、さらには意匠性に優れることから、発光ダイオード(LED)を利用した車両用前照灯装置が提案されている。このLEDを用いた車両用前照灯装置にも、スイッチング回路を用いた駆動方式が用いられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle headlamp device, a method using a switching circuit such as a DC / DC converter is known as a method for driving a load (see, for example, Patent Document 1). In recent years, a vehicle headlamp device using a light emitting diode (LED) has been proposed because of its high luminous efficiency and excellent design. A driving system using a switching circuit is also used for a vehicle headlamp apparatus using the LED.

負荷の断線、短絡が発生した場合、スイッチング回路には過電圧、過電流が発生する。この過電圧、過電流は、回路を構成する部品の定格電圧を超えることもあり、当該部品の破損を招く可能性がある。このため、車両用前照灯装置には、負荷の故障検知を行う機能が備えられている。故障検知の手法としては、例えば、判定閾値としての基準電圧と、スイッチング回路の出力電圧とをコンパレータで比較する方法が挙げられる。コンパレータに入力する基準電圧には、制御機能を担う制御部(IC)から出力される電圧が用いられる。   When load disconnection or short circuit occurs, overvoltage and overcurrent occur in the switching circuit. This overvoltage and overcurrent may exceed the rated voltage of the parts constituting the circuit, and may cause damage to the parts. For this reason, the vehicle headlamp apparatus has a function of detecting a load failure. As a failure detection method, for example, there is a method in which a reference voltage as a determination threshold is compared with an output voltage of a switching circuit by a comparator. As a reference voltage input to the comparator, a voltage output from a control unit (IC) having a control function is used.

特開2005−209580号公報JP 2005-209580 A

バッテリ等の電源からの入力電圧は、スイッチング回路に印加されるとともに、制御部が動作するための電力として当該制御部にも印加される。通常、制御部から出力される電圧、すなわち、基準電圧は一定値を維持するように設定されている。しかしながら、入力電圧がある判定電圧よりも低下した場合には、入力電圧の低下に応じて基準電圧も低下するという不都合がある。そのため、基準電圧が適正な値からずれてしまい、故障検知を正確に行うことができないという問題がある。   An input voltage from a power source such as a battery is applied to the switching circuit and also applied to the control unit as power for operating the control unit. Usually, the voltage output from the control unit, that is, the reference voltage is set to maintain a constant value. However, when the input voltage is lower than a certain determination voltage, there is a disadvantage that the reference voltage is also lowered as the input voltage is lowered. Therefore, there is a problem that the reference voltage is deviated from an appropriate value and failure detection cannot be performed accurately.

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力電圧が低下した場合であっても一定の供給電圧を維持することができる車両用前照灯装置及び定電圧供給装置を提供する。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle headlamp device and a constant voltage supply device that can maintain a constant supply voltage even when the input voltage is reduced. provide.

かかる課題を解決するために、第1の発明は、電流により作動する負荷と、スイッチング動作を通じて、入力電圧を所定電圧の出力電圧に昇降圧して負荷に出力する電力変換部と、電力変換部のスイッチング動作を制御して、負荷の出力制御を行う制御部と、出力電圧と、制御部から印加される基準電圧との比較に基づいて、負荷の故障検知を行う故障検知部と、入力電圧に基づいて、制御部が動作するための供給電圧を当該制御部に印加する電圧供給部と、を有する車両用前照灯装置を提供する。ここで、電圧供給部は、予め設定された判定電圧よりも入力電圧が低下した場合には、供給電圧が判定電圧を維持するように、電力変換部のスイッチング動作により発生する電圧に基づいて供給電圧を制御する。   In order to solve such a problem, a first invention includes a load that operates by current, a power conversion unit that steps up and down an input voltage to an output voltage of a predetermined voltage through a switching operation, and outputs the output voltage to the load. A control unit that controls the switching operation to control the output of the load, a failure detection unit that detects a load failure based on a comparison between the output voltage and a reference voltage applied from the control unit, and an input voltage A vehicle headlamp device having a voltage supply unit that applies a supply voltage for operating the control unit to the control unit is provided. Here, the voltage supply unit supplies the voltage based on the voltage generated by the switching operation of the power conversion unit so that the supply voltage maintains the determination voltage when the input voltage is lower than a preset determination voltage. Control the voltage.

ここで、第1の発明において、電圧供給部は、アノードに、電力変換部のスイッチング動作により発生する電圧が入力する第1ダイオードと、一端がグランドに接続し、他端が第1ダイオードのカソードに接続する第1キャパシタと、第1ダイオードと第1キャパシタとの接続点にコレクタを接続するトランジスタと、トランジスタのコレクタベース間に接続する抵抗と、アノードがグランドに接続し、カソードがトランジスタのベースと抵抗との接続点に接続するツェナーダイオードと、一端がグランドに接続し、他端がトランジスタのエミッタに接続する第2キャパシタと、アノードに、第2キャパシタとトランジスタとの接続点が接続する第2ダイオードと、カソードに第2ダイオードのカソードが接続するとともに、アノードに入力電圧が入力する第3のダイオードと、を有していることが好ましい。   Here, in the first invention, the voltage supply unit includes a first diode to which the voltage generated by the switching operation of the power conversion unit is input to the anode, one end connected to the ground, and the other end to the cathode of the first diode. A first capacitor connected to the transistor, a transistor connecting the collector to the connection point of the first diode and the first capacitor, a resistor connected between the collector base of the transistor, an anode connected to the ground, and a cathode connected to the base of the transistor A zener diode connected to a connection point between the first capacitor and the resistor, a second capacitor having one end connected to the ground and the other end connected to the emitter of the transistor, and an anode connected to a connection point between the second capacitor and the transistor. Two diodes and the cathode of the second diode are connected to the cathode and input to the anode It preferably has a third diode which pressure is input, a.

また、第2の発明は、スイッチング動作を通じて、入力電圧を所定電圧の出力電圧に昇降圧して出力する電力変換部と、入力電圧に基づいて、所定の供給対象に印加すべき供給電圧を出力する電圧供給部と、を有する定電圧供給装置を提供する。ここで、電圧供給部は、予め設定された判定電圧よりも入力電圧が低下した場合には、供給電圧が判定電圧を維持するように、電力変換部のスイッチング動作により発生する電圧に基づいて供給電圧を制御することが好ましい。   The second invention outputs a supply voltage to be applied to a predetermined supply target based on the input voltage, and a power converter that steps up and down the input voltage to an output voltage of a predetermined voltage through a switching operation. And a voltage supply unit. Here, the voltage supply unit supplies the voltage based on the voltage generated by the switching operation of the power conversion unit so that the supply voltage maintains the determination voltage when the input voltage is lower than a preset determination voltage. It is preferable to control the voltage.

ここで、第2の発明において、電圧供給部は、アノードに、電力変換部のスイッチング動作により発生する電圧が入力する第1ダイオードと、一端がグランドに接続し、他端が第1ダイオードのカソードに接続する第1キャパシタと、第1ダイオードと第1キャパシタとの接続点にコレクタを接続するトランジスタと、トランジスタのコレクタベース間に接続する抵抗と、アノードがグランドに接続し、カソードがトランジスタのベースと抵抗との接続点に接続するツェナーダイオードと、一端がグランドに接続し、他端がトランジスタのエミッタに接続する第2キャパシタと、アノードに、第2キャパシタとトランジスタとの接続点が接続する第2ダイオードと、カソードに第2ダイオードのカソードが接続するとともに、アノードに入力電圧が入力する第3のダイオードと、を有することが好ましい。   Here, in the second invention, the voltage supply unit includes a first diode to which the voltage generated by the switching operation of the power conversion unit is input to the anode, one end connected to the ground, and the other end to the cathode of the first diode. A first capacitor connected to the transistor, a transistor connecting the collector to the connection point of the first diode and the first capacitor, a resistor connected between the collector base of the transistor, an anode connected to the ground, and a cathode connected to the base of the transistor A zener diode connected to a connection point between the first capacitor and the resistor, a second capacitor having one end connected to the ground and the other end connected to the emitter of the transistor, and an anode connected to a connection point between the second capacitor and the transistor. Two diodes and the cathode of the second diode are connected to the cathode and input to the anode It is preferred to have a third diode which pressure is input, a.

本発明によれば、入力電圧が判定電圧よりも低下するようなシーンにおいては、電力変換部のスイッチング動作により発生する電圧に基づいて供給電圧が制御され、供給電圧を判定電圧に維持することができる。このため、入力電圧の低下に関わらず、供給電圧を一定の電圧値で維持することができる。   According to the present invention, in a scene where the input voltage is lower than the determination voltage, the supply voltage is controlled based on the voltage generated by the switching operation of the power converter, and the supply voltage can be maintained at the determination voltage. it can. For this reason, the supply voltage can be maintained at a constant voltage value regardless of the decrease in the input voltage.

車両用前照灯装置の構成を模式的に示す説明図Explanatory drawing which shows typically the structure of the vehicle headlamp apparatus 電圧供給部の構成を模式的に示す説明図Explanatory diagram schematically showing the configuration of the voltage supply unit 電圧波形の推移を示す説明図Explanatory diagram showing transition of voltage waveform 負荷の故障検知の概念を示す説明図Explanatory diagram showing the concept of load failure detection

図1は、本実施形態にかかる車両用前照灯装置の構成を模式的に示す説明図である。車両用前照灯装置は、自動車等の車両の前照灯に適用される照明装置であり、車両前方に所定の配光パターンを形成する。車両用前照灯装置は、負荷1と、DC/DCコンバータ2と、制御部3と、電圧供給部4とを主体に構成されている。車両用前照灯装置には、車両に搭載されたバッテリ(図示せず)等の電源から電力が供給されている。   FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a vehicle headlamp device according to the present embodiment. A vehicle headlamp device is a lighting device applied to a headlamp of a vehicle such as an automobile, and forms a predetermined light distribution pattern in front of the vehicle. The vehicular headlamp apparatus is mainly configured by a load 1, a DC / DC converter 2, a control unit 3, and a voltage supply unit 4. Electric power is supplied to the vehicle headlamp device from a power source such as a battery (not shown) mounted on the vehicle.

負荷1は、DC/DCコンバータ2の出力端子に接続されており、DC/DCコンバータ2から供給される電流により作動する。例えば、負荷1は、互いに直列接続された複数の発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)から構成されている。   The load 1 is connected to the output terminal of the DC / DC converter 2 and is operated by a current supplied from the DC / DC converter 2. For example, the load 1 is composed of a plurality of light emitting diodes (LEDs) connected in series with each other.

DC/DCコンバータ2は、スイッチング動作を通じて、入力電圧Vinを所定電圧の出力電圧Voutに昇降圧(変換)して負荷1に出力する電力変換部である。バッテリ(図示せず)等の電源が接続される一対の入力端子には、入力電圧Vinが印加される。一方の入力端子は電源の正極側に対応し、他方の入力端子はグランド側に対応している。一対の出力端子には、負荷1が接続され、この負荷1に出力電圧Voutが印加される。一方の出力端子は電源の正極側に対応し、他方の出力端子はグランド側に対応している。   The DC / DC converter 2 is a power conversion unit that steps up and down (converts) the input voltage Vin to an output voltage Vout of a predetermined voltage and outputs it to the load 1 through a switching operation. An input voltage Vin is applied to a pair of input terminals to which a power source such as a battery (not shown) is connected. One input terminal corresponds to the positive side of the power supply, and the other input terminal corresponds to the ground side. A load 1 is connected to the pair of output terminals, and an output voltage Vout is applied to the load 1. One output terminal corresponds to the positive side of the power supply, and the other output terminal corresponds to the ground side.

DC/DCコンバータ2は、例えば昇降圧チョッパ回路であり、インダクタL1,L2、MOSFET等のスイッチング素子FET、ダイオードD11、キャパシタC11,C21,C22,C31,C32を主体に構成されている。   The DC / DC converter 2 is, for example, a step-up / step-down chopper circuit, and mainly includes inductors L1 and L2, a switching element FET such as a MOSFET, a diode D11, and capacitors C11, C21, C22, C31, and C32.

キャパシタC11は、一方の端子が正極側の入力端子に接続し、他方の端子がグランド側の入力端子に接続している。インダクタL1は、一方の端子が正極側の入力端子とキャパシタC11との接続点に接続し、直列接続された一対のキャパシタC21,C22を介して他方の端子がダイオードD11のアノードに接続している。このダイオードD1のカソードは、正極側の出力端子に接続している。キャパシタC31,C32のそれぞれは、一方の端子が正極側の出力端子に接続し、他方の端子がグランド側の出力端子に接続している。これらのキャパシタC31,C32は、ダイオードD1よりも出力端子側に位置付けられている。スイッチング素子FETは、ドレインがインダクタL1とキャパシタC21との接続点に接続し、ソースがグランド側に接続している。また、スイッチング素子FETのゲートは、制御部3に接続している。インダクタL2は、一方の端子がダイオードD11とキャパシタC22との接続点に接続し、他方の端子がグランド側に接続している。   The capacitor C11 has one terminal connected to the positive input terminal and the other terminal connected to the ground input terminal. The inductor L1 has one terminal connected to the connection point between the positive input terminal and the capacitor C11, and the other terminal connected to the anode of the diode D11 via a pair of capacitors C21 and C22 connected in series. . The cathode of this diode D1 is connected to the positive output terminal. Each of the capacitors C31 and C32 has one terminal connected to the positive output terminal and the other terminal connected to the ground output terminal. These capacitors C31 and C32 are positioned closer to the output terminal than the diode D1. The switching element FET has a drain connected to a connection point between the inductor L1 and the capacitor C21, and a source connected to the ground side. The gate of the switching element FET is connected to the control unit 3. The inductor L2 has one terminal connected to the connection point between the diode D11 and the capacitor C22, and the other terminal connected to the ground side.

このDC/DCコンバータ2において、キャパシタC11と正極側の入力端子との接続点は電圧供給部4と接続している。これにより、電圧供給部4に入力電圧Vinが印加される。また、インダクタL1とキャパシタC21との接続点は電圧供給部4に接続している。これにより、DC/DCコンバータ2のスイッチング動作により発生する電圧Vaが電圧供給部4に印加される。   In the DC / DC converter 2, the connection point between the capacitor C <b> 11 and the positive input terminal is connected to the voltage supply unit 4. As a result, the input voltage Vin is applied to the voltage supply unit 4. The connection point between the inductor L1 and the capacitor C21 is connected to the voltage supply unit 4. Thereby, the voltage Va generated by the switching operation of the DC / DC converter 2 is applied to the voltage supply unit 4.

制御部3は、車両用前照灯装置を制御する機能を担っている。制御部3には、動作用の電力を得るために、電圧供給部4から供給電圧Vicが印加されている。   The control unit 3 has a function of controlling the vehicle headlamp device. A supply voltage Vic is applied to the control unit 3 from the voltage supply unit 4 in order to obtain power for operation.

制御部3は、第1の機能として、スイッチング素子FETのゲート電圧を制御して、スイッチング素子FETをスイッチング動作させる。そして、制御部3は、DC/DCコンバータ2のスイッチング動作を通じて、負荷1の出力制御を行う。   As a first function, the control unit 3 controls the gate voltage of the switching element FET to perform the switching operation of the switching element FET. Then, the control unit 3 controls the output of the load 1 through the switching operation of the DC / DC converter 2.

この制御部3には、負荷1の故障検知部としてのコンパレータCOMPから出力電圧が入力されている。コンパレータCOMPには、DC/DCコンバータ2の出力電圧Voutを抵抗R11と抵抗R12によって分圧した参照電圧が入力されるとともに、制御部3から出力される基準電圧Vccを抵抗R21と抵抗R22によって分圧した電圧が入力される。コンパレータCOMPは、入力される2つの電圧を比較し、どちらの電圧が大きいかでその出力が切り替わる。すなわち、コンパレータCOMPは、入力される2つの電圧を比較し、負荷1が故障しているのか、それとも故障していないのかを判断し、その結果を出力電圧の相違として制御部3に通知する。そして、制御部3は、コンパレータCOMPからの出力電圧に基づいて、負荷1への出力電流を継続するのか、それとも停止するのかを判断する。   The control unit 3 receives an output voltage from a comparator COMP as a failure detection unit of the load 1. A reference voltage obtained by dividing the output voltage Vout of the DC / DC converter 2 by the resistors R11 and R12 is input to the comparator COMP, and the reference voltage Vcc output from the control unit 3 is divided by the resistors R21 and R22. The pressed voltage is input. The comparator COMP compares two input voltages, and the output is switched depending on which voltage is larger. That is, the comparator COMP compares the two input voltages, determines whether the load 1 is faulty or not, and notifies the control unit 3 of the result as a difference in output voltage. And the control part 3 judges whether the output current to the load 1 is continued or stopped based on the output voltage from the comparator COMP.

電圧供給部4は、入力電圧Vinを入力として、制御部3に印加する供給電圧Vicを出力する。また、電圧供給部4は、予め設定された判定電圧Vthよりも入力電圧Vinが低下した場合には、供給電圧Vicが判定電圧Vthを維持するように、DC/DCコンバータ2のスイッチング動作により発生する電圧を入力として、供給電圧Vicの出力制御を行うこととしている。   The voltage supply unit 4 receives the input voltage Vin and outputs a supply voltage Vic applied to the control unit 3. Further, the voltage supply unit 4 is generated by the switching operation of the DC / DC converter 2 so that the supply voltage Vic maintains the determination voltage Vth when the input voltage Vin is lower than the predetermined determination voltage Vth. The output voltage of the supply voltage Vic is controlled by using the input voltage as input.

図2は、電圧供給部4の構成を模式的に示す説明図である。電圧供給部4は、ダイオードD1,D2,D3と、キャパシタC1,C2と、抵抗Rと、トランジスタTrと、ツェナーダイオードZDとで構成されている。   FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the voltage supply unit 4. The voltage supply unit 4 includes diodes D1, D2, and D3, capacitors C1 and C2, a resistor R, a transistor Tr, and a Zener diode ZD.

ダイオードD1は、アノードにDC/DCコンバータ2において発生する電圧Vaが入力される(第1ダイオード)。キャパシタC1は、一端がグランドに接続し、他端がダイオードD1のカソードに接続している(第1キャパシタ)。トランジスタTrは、コレクタベース間に抵抗Rを接続し、コレクタと抵抗Rとの接続点と、ダイオードD1とキャパシタC1との接続点とが相互に接続している。ツェナーダイオードZDは、アノードがグランドに接続し、カソードがトランジスタTrのベースと抵抗Rとの接続点に接続している。キャパシタC2は、一端がグランドに接続し、他端がトランジスタTrのエミッタと接続している(第2キャパシタ)。ダイオードD2は、アノードがキャパシタC2とトランジスタTrとの接続点に接続し、カソードがダイオードD3のカソードに接続している。ダイオードD3は、アノードに入力電圧Vinが入力される(第3のダイオード)。ダイオードD2,D3のカソード同士の接続点は制御部3に接続し、これにより、制御部3に供給電圧Vicが印加される。   The voltage Va generated in the DC / DC converter 2 is input to the anode of the diode D1 (first diode). The capacitor C1 has one end connected to the ground and the other end connected to the cathode of the diode D1 (first capacitor). In the transistor Tr, a resistor R is connected between the collector base and a connection point between the collector and the resistor R and a connection point between the diode D1 and the capacitor C1 are connected to each other. The Zener diode ZD has an anode connected to the ground and a cathode connected to a connection point between the base of the transistor Tr and the resistor R. The capacitor C2 has one end connected to the ground and the other end connected to the emitter of the transistor Tr (second capacitor). The diode D2 has an anode connected to the connection point between the capacitor C2 and the transistor Tr, and a cathode connected to the cathode of the diode D3. The input voltage Vin is input to the anode of the diode D3 (third diode). The connection point between the cathodes of the diodes D2 and D3 is connected to the control unit 3, whereby the supply voltage Vic is applied to the control unit 3.

以下、図3を参照し、本実施形態に係る電圧供給部4の動作について説明する。ここで、図3は、電圧波形の推移を示す説明図である。同図において、(a)は電圧Vaの推移、(b)は電圧Vbの推移、(c)は入力電圧Vinの推移、(d)は供給電圧Vicの推移をそれぞれ示す。   Hereinafter, the operation of the voltage supply unit 4 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 3 is an explanatory diagram showing the transition of the voltage waveform. In this figure, (a) shows the transition of the voltage Va, (b) shows the transition of the voltage Vb, (c) shows the transition of the input voltage Vin, and (d) shows the transition of the supply voltage Vic.

ここで、電圧Vaは、DC/DCコンバータ2のスイッチング動作により発生する電圧であり、電圧Vbは、ダイオードD1とキャパシタC1との接続点における電圧である(図2参照)。また、電圧Vcは、抵抗RとツェナーダイオードZDとの接続点における電圧であり、電圧Vdは、ダイオードD2,D3のカソード同士の接続点における電圧である(図2参照)。   Here, the voltage Va is a voltage generated by the switching operation of the DC / DC converter 2, and the voltage Vb is a voltage at a connection point between the diode D1 and the capacitor C1 (see FIG. 2). The voltage Vc is a voltage at the connection point between the resistor R and the Zener diode ZD, and the voltage Vd is a voltage at the connection point between the cathodes of the diodes D2 and D3 (see FIG. 2).

図2に示す回路において、電圧Vcは、ツェナーダイオードZDのツェナー電圧に固定される。このツェナーダイオードZDのツェナー電圧の選択により、判定電圧Vth、すなわち、どのような電圧を供給電圧Vicとして定電圧出力するのかを決定することができる。   In the circuit shown in FIG. 2, the voltage Vc is fixed to the Zener voltage of the Zener diode ZD. By selecting the Zener voltage of the Zener diode ZD, it is possible to determine the determination voltage Vth, that is, what voltage is to be output as a constant voltage as the supply voltage Vic.

まず、入力電圧Vinが電圧Vc以上の場合には、入力電圧Vinが電圧Vdより大きく、この電圧Vdが電圧Vcよりも大きいという関係が成立する。この場合、電圧供給部4は実質的に機能せず、供給電圧Vicは入力電圧Vinに依存することとなる。ダイオードD2は、入力電圧VinがトランジスタTr側に向かわないようにとの観点から設定されている。   First, when the input voltage Vin is equal to or higher than the voltage Vc, the relationship that the input voltage Vin is larger than the voltage Vd and the voltage Vd is larger than the voltage Vc is established. In this case, the voltage supply unit 4 does not substantially function, and the supply voltage Vic depends on the input voltage Vin. The diode D2 is set from the viewpoint that the input voltage Vin does not go to the transistor Tr side.

次に、入力電圧Vinが電圧Vcより低い場合について検討する。まず、図3(a)に示すように、スイッチング素子FETのスイッチング動作により、電圧Vaには、所定電圧が周期的に発生する。すなわち、電圧Vaには、0V(期間(a))と、所定電圧(期間(b))とが繰り返し現れる。期間(b)に対応する所定電圧は、入力電圧Vinと出力電圧Voutとを加算した電圧(Vin+Vout)として考えることができる。   Next, consider the case where the input voltage Vin is lower than the voltage Vc. First, as shown in FIG. 3A, a predetermined voltage is periodically generated in the voltage Va by the switching operation of the switching element FET. That is, 0V (period (a)) and a predetermined voltage (period (b)) appear repeatedly in the voltage Va. The predetermined voltage corresponding to the period (b) can be considered as a voltage (Vin + Vout) obtained by adding the input voltage Vin and the output voltage Vout.

電圧Vaが周期的に切り替わるところ、期間(a)の間には、この回路に電流が流れないこととなる。このため、キャパシタC1により、期間(b)に対応してキャパシタC1を充電し、期間(a)に対応してキャパシタCを放電し、電流が流れるようにされている。   When the voltage Va is periodically switched, no current flows in this circuit during the period (a). For this reason, the capacitor C1 charges the capacitor C1 corresponding to the period (b) and discharges the capacitor C corresponding to the period (a) so that a current flows.

キャパシタC1は、期間(a)においてもトランジスタTrが正常に動作するように、その容量が設定されている。具体的には、キャパシタC1は、電圧Vbが電圧Vc以上となるように設定されている。ダイオードD1は、キャパシタC1からの電流がDC/DCコンバータ2側のスイッチング素子FETのドレインに向かって流れないようにとの観点から設定されている。   The capacitance of the capacitor C1 is set so that the transistor Tr operates normally even during the period (a). Specifically, the capacitor C1 is set so that the voltage Vb is equal to or higher than the voltage Vc. The diode D1 is set from the viewpoint of preventing the current from the capacitor C1 from flowing toward the drain of the switching element FET on the DC / DC converter 2 side.

入力電圧Vinが電圧Vcより低い場合には、電圧Vcが入力電圧Vinよりも大きく、この入力電圧Vinが電圧Vdよりも大きいという関係が成立する。この場合、トランジスタTrのベースエミッタ間電圧が確保され、トランジスタTrがオンする。この結果、電圧Vdには、電圧VcからトランジスタTrのベースエミッタ間電圧を引いた電圧が確保されることとなる。すなわち、電圧Vcが電圧Vdよりも大きく、この電圧Vdが入力電圧Vinよりも大きいという関係が成立する。これにより、定電圧化された電圧Vd(=判定電圧Vth)により、供給電圧Vicが保証される。   When the input voltage Vin is lower than the voltage Vc, the relationship that the voltage Vc is larger than the input voltage Vin and the input voltage Vin is larger than the voltage Vd is established. In this case, the base-emitter voltage of the transistor Tr is secured, and the transistor Tr is turned on. As a result, a voltage obtained by subtracting the base-emitter voltage of the transistor Tr from the voltage Vc is secured as the voltage Vd. That is, the relationship that the voltage Vc is larger than the voltage Vd and the voltage Vd is larger than the input voltage Vin is established. Thus, the supply voltage Vic is guaranteed by the constant voltage Vd (= determination voltage Vth).

図4は、負荷1の故障検知の概念を示す説明図である。同図において、(a)は出力電圧Voutの推移を示し、(b)は出力電圧Voutと正常な基準電圧Vccとの関係を示し、(c)は、出力電圧Voutと低下した基準電圧Vccとの関係を示す。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing the concept of load 1 failure detection. In the figure, (a) shows the transition of the output voltage Vout, (b) shows the relationship between the output voltage Vout and the normal reference voltage Vcc, and (c) shows the output voltage Vout and the lowered reference voltage Vcc. The relationship is shown.

DC/DCコンバータ2に対する入力電圧Vinがオンされると、負荷1に印加される出力電圧Voutはほぼ一定の値にて推移する。この際、断線といった負荷1の故障が発生した場合に、同図(a)に示すように、出力電圧Voutが上昇する。   When the input voltage Vin for the DC / DC converter 2 is turned on, the output voltage Vout applied to the load 1 changes at a substantially constant value. At this time, when a failure of the load 1 such as disconnection occurs, the output voltage Vout increases as shown in FIG.

そこで、同図(b)に示すように、出力電圧Voutの異常な上昇を検知する電圧値に設定された基準電圧Vccと、その出力電圧Voutとを比較することにより、故障検知を行うことができる。すなわち、出力電圧Voutが基準電圧Vcc以上の場合には、負荷1が故障していると判断し、出力電圧Voutが基準電圧Vccよりも低い場合には、負荷1が故障していないと判断することができる。なお、上述の回路構成においては、出力電圧Voutを分圧した参照電圧と、基準電圧Vccを分圧した電圧とがコンパレータCOMPにより比較されている。   Therefore, as shown in FIG. 6B, failure detection can be performed by comparing the reference voltage Vcc set to a voltage value for detecting an abnormal increase in the output voltage Vout with the output voltage Vout. it can. That is, when the output voltage Vout is equal to or higher than the reference voltage Vcc, it is determined that the load 1 has failed. When the output voltage Vout is lower than the reference voltage Vcc, it is determined that the load 1 has not failed. be able to. In the circuit configuration described above, the reference voltage obtained by dividing the output voltage Vout and the voltage obtained by dividing the reference voltage Vcc are compared by the comparator COMP.

ところで、ICなどで構成される制御部3は、入力電圧Vinが印加されて動作するものであるが、バッテリ残量などの電源状態に起因して入力電圧Vinが低下することがある。入力電圧Vinが所定電圧以下に低下した場合には、制御部3から出力される基準電圧Vccもこれに合わせて低下する。この場合、同図(c)に示すように、故障検知の判断閾値となる基準電圧Vccにずれが生じることとなり、故障検知を適切に実行することが困難となる。   By the way, although the control part 3 comprised by IC etc. operate | moves by applying the input voltage Vin, the input voltage Vin may fall due to power supply states, such as a battery remaining charge. When the input voltage Vin falls below a predetermined voltage, the reference voltage Vcc output from the control unit 3 also falls accordingly. In this case, as shown in FIG. 6C, a deviation occurs in the reference voltage Vcc serving as a failure detection determination threshold value, and it is difficult to appropriately execute the failure detection.

その点本実施形態の車両用前照灯装置は、電流により作動する負荷1と、スイッチング動作を通じて、入力電圧Vinを所定電圧の出力電圧Voutに昇降圧して負荷1に出力するDC/DCコンバータ2(電力変換部)と、DC/DCコンバータ2のスイッチング動作を制御して、負荷1の出力制御を行う制御部3と、出力電圧Voutと制御部3から印加される基準電圧Vccとの比較に基づいて負荷1の故障検知を行うコンパレータCOMP(故障検知部)と、入力電圧Vinに基づいて、制御部3が動作するための供給電圧Vicを当該制御部3に印加する電圧供給部4と、を有している。そして、電圧供給部4は、予め設定された判定電圧Vthよりも入力電圧Vinが低下した場合には、供給電圧Vicが判定電圧Vthを維持するように、DC/DCコンバータ2のスイッチング動作により発生する電圧Vaに基づいて供給電圧Vicを制御する。   In that respect, the vehicle headlamp device of the present embodiment includes a load 1 that operates by current, and a DC / DC converter 2 that steps up and down the input voltage Vin to a predetermined output voltage Vout and outputs it to the load 1 through a switching operation. (Power conversion unit), the control unit 3 that controls the switching operation of the DC / DC converter 2 to control the output of the load 1, and the comparison between the output voltage Vout and the reference voltage Vcc applied from the control unit 3 A comparator COMP (failure detection unit) that detects a failure of the load 1 based on the voltage supply unit 4 that applies a supply voltage Vic for operating the control unit 3 to the control unit 3 based on the input voltage Vin; have. The voltage supply unit 4 is generated by the switching operation of the DC / DC converter 2 so that the supply voltage Vic maintains the determination voltage Vth when the input voltage Vin is lower than the predetermined determination voltage Vth. The supply voltage Vic is controlled based on the voltage Va.

この構成によれば、入力電圧Vinが判定電圧Vthよりも低下するようなシーンにおいては、電圧Vaに基づいて供給電圧Vicが制御され、供給電圧Vicを判定電圧Vthに維持することができる。このため、入力電圧Vinの低下に関わらず、供給電圧Vicを一定の電圧値で維持することができる。これにより、供給電圧Vicが基準電圧Vccの低下を招くような電圧にまで低下することがなく、基準電圧Vccも一定に維持されることとなる。その結果、入力電圧Vinの変動に関わらず、負荷1の故障検知を正確に行うことができる。   According to this configuration, in a scene where the input voltage Vin is lower than the determination voltage Vth, the supply voltage Vic is controlled based on the voltage Va, and the supply voltage Vic can be maintained at the determination voltage Vth. For this reason, the supply voltage Vic can be maintained at a constant voltage value regardless of the decrease in the input voltage Vin. As a result, the supply voltage Vic does not decrease to a voltage that causes a decrease in the reference voltage Vcc, and the reference voltage Vcc is also maintained constant. As a result, it is possible to accurately detect the failure of the load 1 regardless of fluctuations in the input voltage Vin.

また、本実施形態において、電圧供給部4は、アノードにDC/DCコンバータ2のスイッチング動作により発生する電圧Vaが入力するダイオードD1(第1ダイオード)と、一端がグランドに接続して他端がダイオードD1のカソードに接続するキャパシタC1(第1キャパシタ)と、ダイオードD1とキャパシタC1との接続点にコレクタを接続するトランジスタTrと、トランジスタTrのコレクタベース間に接続する抵抗Rと、アノードがグランドに接続してカソードがトランジスタTrのベースと抵抗Rとの接続点に接続するツェナーダイオードZDと、一端がグランドに接続して他端がトランジスタTrのエミッタに接続するキャパシタC2(第2キャパシタ)と、アノードにキャパシタC2とトランジスタTrとの接続点が接続するダイオードD2(第2ダイオード)と、カソードにダイオードD2のカソードが接続するとともにアノードに入力電圧Vinが入力するダイオードD3(第3のダイオード)と、を有している。   Further, in the present embodiment, the voltage supply unit 4 includes a diode D1 (first diode) in which the voltage Va generated by the switching operation of the DC / DC converter 2 is input to the anode, one end connected to the ground, and the other end The capacitor C1 (first capacitor) connected to the cathode of the diode D1, the transistor Tr connecting the collector to the connection point between the diode D1 and the capacitor C1, the resistor R connected between the collector base of the transistor Tr, and the anode being grounded A Zener diode ZD whose cathode is connected to the connection point between the base of the transistor Tr and the resistor R, and a capacitor C2 (second capacitor) whose one end is connected to the ground and the other end is connected to the emitter of the transistor Tr. The connection point between the capacitor C2 and the transistor Tr is on the anode. A diode connection D2 (second diode), the cathode of the diode D2 to the cathode has a diode D3 to the input voltage Vin to the anode is inputted (third diode) with connecting.

この構成によれば、入力電圧Vinが判定電圧Vthよりも低下するようなシーンにおいては、電圧Vaに基づいて供給電圧Vicを判定電圧Vthに維持することができる。これにより、供給電圧Vicが基準電圧Vccの低下を招くような電圧にまで低下することがなく、基準電圧Vccも一定に維持されることとなる。その結果、入力電圧Vinの変動に関わらず、負荷1の故障検知を正確に行うことができる。   According to this configuration, in a scene where the input voltage Vin is lower than the determination voltage Vth, the supply voltage Vic can be maintained at the determination voltage Vth based on the voltage Va. As a result, the supply voltage Vic does not decrease to a voltage that causes a decrease in the reference voltage Vcc, and the reference voltage Vcc is also maintained constant. As a result, it is possible to accurately detect the failure of the load 1 regardless of fluctuations in the input voltage Vin.

以上、本発明の実施形態にかかる車両用前照灯装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。また、上述した実施形態に示すような、電力変換部と、電圧供給部とからなる定電圧供給装置も本発明の一部として機能する。   As mentioned above, although the vehicle headlamp apparatus concerning embodiment of this invention was demonstrated, it is said that this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible within the scope of the invention. Not too long. Moreover, the constant voltage supply apparatus which consists of an electric power conversion part and a voltage supply part as shown to embodiment mentioned above functions as a part of this invention.

1 負荷
2 DC/DCコンバータ
3 制御部
4 電圧供給部
D1 ダイオード
D2 ダイオード
D3 ダイオード
C1 キャパシタ
C2 キャパシタ
R 抵抗
ZD ツェナーダイオード
Tr トランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Load 2 DC / DC converter 3 Control part 4 Voltage supply part D1 Diode D2 Diode D3 Diode C1 Capacitor C2 Capacitor R Resistance ZD Zener diode Tr Transistor

Claims (4)

電流により作動する負荷と、
スイッチング動作を通じて、入力電圧を所定電圧の出力電圧に昇降圧して前記負荷に出力する電力変換部と、
前記電力変換部のスイッチング動作を制御して、前記負荷の出力制御を行う制御部と、
前記出力電圧と、前記制御部から印加される基準電圧との比較に基づいて、前記負荷の故障検知を行う故障検知部と、
前記入力電圧に基づいて、前記制御部が動作するための供給電圧を当該制御部に印加する電圧供給部と、を有し、
前記電圧供給部は、予め設定された判定電圧よりも前記入力電圧が低下した場合には、前記供給電圧が前記判定電圧を維持するように、前記電力変換部のスイッチング動作により発生する電圧に基づいて前記供給電圧を制御することを特徴とする車両用前照灯装置。
A load that operates with current,
A power converter that steps up and down an input voltage to an output voltage of a predetermined voltage and outputs it to the load through a switching operation;
A control unit that controls a switching operation of the power conversion unit and performs output control of the load;
A failure detection unit that detects a failure of the load based on a comparison between the output voltage and a reference voltage applied from the control unit;
A voltage supply unit that applies a supply voltage for operating the control unit to the control unit based on the input voltage;
The voltage supply unit is based on a voltage generated by a switching operation of the power conversion unit so that the supply voltage maintains the determination voltage when the input voltage is lower than a predetermined determination voltage. And controlling the supply voltage.
前記電圧供給部は、
アノードに、前記電力変換部のスイッチング動作により発生する電圧が入力する第1ダイオードと、
一端がグランドに接続し、他端が前記第1ダイオードのカソードに接続する第1キャパシタと、
前記第1ダイオードと前記第1キャパシタとの接続点にコレクタを接続するトランジスタと、
前記トランジスタのコレクタベース間に接続する抵抗と、
アノードがグランドに接続し、カソードが前記トランジスタのベースと前記抵抗との接続点に接続するツェナーダイオードと、
一端がグランドに接続し、他端が前記トランジスタのエミッタに接続する第2キャパシタと、
アノードに、前記第2キャパシタと前記トランジスタとの接続点が接続する第2ダイオードと、
カソードに前記第2ダイオードのカソードが接続するとともに、アノードに前記入力電圧が入力する第3のダイオードと、
を有することを特徴とする請求項1に記載された車両用前照灯装置。
The voltage supply unit
A first diode to which a voltage generated by a switching operation of the power converter is input to the anode;
A first capacitor having one end connected to ground and the other end connected to the cathode of the first diode;
A transistor connecting a collector to a connection point between the first diode and the first capacitor;
A resistor connected between the collector base of the transistor;
A Zener diode having an anode connected to ground and a cathode connected to a connection point between the base of the transistor and the resistor;
A second capacitor having one end connected to ground and the other end connected to the emitter of the transistor;
A second diode connected to an anode at a connection point between the second capacitor and the transistor;
A third diode connected to the cathode of the second diode and having the input voltage input to the anode;
The vehicle headlamp device according to claim 1, comprising:
スイッチング動作を通じて、入力電圧を所定電圧の出力電圧に昇降圧して出力する電力変換部と、
前記入力電圧に基づいて、所定の供給対象に印加すべき供給電圧を出力する電圧供給部と、を有し、
前記電圧供給部は、予め設定された判定電圧よりも前記入力電圧が低下した場合には、前記供給電圧が前記判定電圧を維持するように、前記電力変換部のスイッチング動作により発生する電圧に基づいて前記供給電圧を制御することを特徴とする定電圧供給装置。
A power converter that steps up and down the input voltage to a predetermined output voltage through a switching operation; and
A voltage supply unit that outputs a supply voltage to be applied to a predetermined supply target based on the input voltage, and
The voltage supply unit is based on a voltage generated by a switching operation of the power conversion unit so that the supply voltage maintains the determination voltage when the input voltage is lower than a predetermined determination voltage. And controlling the supply voltage.
前記電圧供給部は、
アノードに、前記電力変換部のスイッチング動作により発生する電圧が入力する第1ダイオードと、
一端がグランドに接続し、他端が前記第1ダイオードのカソードに接続する第1キャパシタと、
前記第1ダイオードと前記第1キャパシタとの接続点にコレクタを接続するトランジスタと、
前記トランジスタのコレクタベース間に接続する抵抗と、
アノードがグランドに接続し、カソードが前記トランジスタのベースと前記抵抗との接続点に接続するツェナーダイオードと、
一端がグランドに接続し、他端が前記トランジスタのエミッタに接続する第2キャパシタと、
アノードに、前記第2キャパシタと前記トランジスタとの接続点が接続する第2ダイオードと、
カソードに前記第2ダイオードのカソードが接続するとともに、アノードに前記入力電圧が入力する第3のダイオードと、
を有することを特徴とする請求項3に記載された定電圧供給装置。
The voltage supply unit
A first diode to which a voltage generated by a switching operation of the power converter is input to the anode;
A first capacitor having one end connected to ground and the other end connected to the cathode of the first diode;
A transistor connecting a collector to a connection point between the first diode and the first capacitor;
A resistor connected between the collector base of the transistor;
A Zener diode having an anode connected to ground and a cathode connected to a connection point between the base of the transistor and the resistor;
A second capacitor having one end connected to ground and the other end connected to the emitter of the transistor;
A second diode connected to an anode at a connection point between the second capacitor and the transistor;
A third diode connected to the cathode of the second diode and having the input voltage input to the anode;
The constant voltage supply device according to claim 3, comprising:
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