JP6799939B2 - 発光素子駆動用半導体集積回路、発光素子駆動装置、発光装置、車両 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子駆動用半導体集積回路に関する。また、本発明は、発光素子駆動装置並びにこれを用いた発光装置及び車両に関する。

自動車のヘッドランプは、ロービームを照射するすれ違い用前照灯になっている状態と、ロービームよりも前方遠方まで届くハイビームを照射する走行用前照灯になっている状態とを切り替えることができる構成である。

自動車のヘッドランプとして用いられる発光装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている発光装置（ＬＥＤ点灯回路）は、複数の発光素子を直列に接続し、走行用前照灯になっている状態では全ての発光素子を点灯させ、すれ違い用前照灯になっている状態では一部の発光素子を短絡させ残りの発光素子のみを点灯させる構成である。

特開２０１３−４７０４７号公報（段落００２９乃至００３３）

特許文献１で開示されている発光装置（ＬＥＤ点灯回路）は、走行用前照灯になっている状態からすれ違い用前照灯になっている状態に切り替えるときに、発光素子を駆動するＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧が低下する。この出力電圧の低下により、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力コンデンサに蓄えられていた電荷が出力コンデンサから放出され、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電流が一時的に過電流になり、短絡されていないＬＥＤに一時的に過電流が流れる。すなわち、走行用前照灯になっている状態からすれ違い用前照灯になっている状態に切り替えるときに、短絡されていないＬＥＤはダメージを受ける。

特許文献１では、走行用前照灯になっている状態からすれ違い用前照灯になっている状態に切り替えるときに、ＬＥＤの短絡を２段階で実施することで、上述したＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を２段階で低下させ、過電流を小さくしている。

しかしながら、特許文献１で開示されている発光装置（ＬＥＤ点灯回路）は、過電流の程度を小さくしているだけであり、過電流の根本的な解決には至っていない。このため、１段階目の出力電圧低下で得られる所定の出力電圧Ｖａの値および所定の出力電圧Ｖａを維持する維持時間ｔ１の値は、過電流を所望値まで確実に小さくできるようにカット・アンド・トライにより実験的に最適値を見つける必要がある。ＬＥＤの仕様変更あるいはＬＥＤの個体ばらつきによって上記Ｖａおよび上記ｔ１の最適値が変わるため、特許文献１で開示されている発光装置（ＬＥＤ点灯回路）では、過電流を所望値まで小さくできていると保証することは困難であった。

本発明は、上記の状況に鑑み、発光素子の点灯個数を減らしたときに発光素子に大電流が流れることを抑えることができる発光素子駆動用半導体集積回路を提供することを目的とする。また、本発明は、上記の状況に鑑み、発光素子の点灯個数を減らしたときに発光素子に大電流が流れることを抑えることができる発光素子駆動装置並びにこれを用いた発光装置及び車両を提供することを目的とする。

本明細書中に開示されている第１の構成の発光素子駆動用半導体集積回路は、少なくとも一つの発光素子を含む第１光源と少なくとも一つの発光素子を含み前記第１光源に直列接続される第２光源とを前記第１光源が短絡されていないときに駆動し、前記第１光源が短絡されているときに前記２光源を駆動し、且つ出力コンデンサを有する発光素子駆動装置の少なくとも一部を構成する発光素子駆動用半導体集積回路であって、前記第１光源及び前記第２光源に直列接続される抵抗の両端電圧に応じて、前記第１光源及び前記第２光源に直列接続される可変抵抗の抵抗値を制御する制御部を有する構成である。

本明細書中に開示されている第２の構成の発光素子駆動用半導体集積回路は、少なくとも一つの発光素子を含む第１光源と少なくとも一つの発光素子を含み前記第１光源に直列接続される第２光源とを前記第１光源が短絡されていないときに駆動し、前記第１光源が短絡されているときに前記２光源を駆動し、且つ出力コンデンサを有する発光素子駆動装置の少なくとも一部を構成する発光素子駆動用半導体集積回路であって、前記第１光源及び前記第２光源に直列接続される抵抗の両端電圧に応じて、前記第１光源を短絡する短絡経路に設けられる可変抵抗の抵抗値を制御する制御部を有する構成である。

また、上記第２の構成の発光素子駆動用半導体集積回路において、前記制御部は、前記第１光源を短絡させないことを指示する信号を受け取った場合に、前記抵抗の両端電圧に応じて前記可変抵抗の抵抗値を制御する動作を停止し、前記可変抵抗の抵抗値を前記短絡経路が前記可変抵抗によって遮断状態になる値に制御する構成（第３の構成）であってもよい。

また、上記第１〜第３いずれかの構成の発光素子駆動用半導体集積回路において、前記制御部は、エラーアンプ及び定電圧源を有し、前記抵抗の両端電圧が前記定電圧源によって補正されてから前記エラーアンプに供給される構成（第４の構成）であってもよい。

本明細書中に開示されている第５の構成の発光素子駆動装置は、少なくとも一つの発光素子を含む第１光源と少なくとも一つの発光素子を含み前記第１光源に直列接続される第２光源とを前記第１光源が短絡されていないときに駆動し、前記第１光源が短絡されているときに前記２光源を駆動する発光素子駆動装置であって、入力電圧から出力電圧を生成し、且つ出力コンデンサを含む電源回路と、前記第１光源を短絡する短絡経路と、前記短絡経路に設けられ前記短絡経路の導通状態と遮断状態とを切り替えるスイッチと、前記第１光源及び前記第２光源に直列接続される抵抗と、前記第１光源及び前記第２光源に直列接続される可変抵抗と、前記抵抗の両端電圧に応じて、前記可変抵抗の抵抗値を制御する制御部と、を有する構成である。

本明細書中に開示されている第６の構成の発光素子駆動装置は、少なくとも一つの発光素子を含む第１光源と少なくとも一つの発光素子を含み前記第１光源に直列接続される第２光源とを前記第１光源が短絡されていないときに駆動し、前記第１光源が短絡されているときに前記２光源を駆動する発光素子駆動装置であって、入力電圧から出力電圧を生成し、且つ出力コンデンサを含む電源回路と、前記第１光源を短絡する短絡経路と、前記短絡経路に設けられる可変抵抗と、前記第１光源及び前記第２光源に直列接続される抵抗と、前記抵抗の両端電圧に応じて、前記可変抵抗の抵抗値を制御する制御部と、を有する構成である。

本明細書中に開示されている発光装置は、少なくとも一つの発光素子を含む第１光源と、少なくとも一つの発光素子を含み前記第１光源に直列接続される第２光源と、前記第１光源が短絡されていないときに前記１光源及び前記２光源駆動し、前記第１光源が短絡されているときに前記２光源を駆動する上記第５または上記第６の構成の発光素子駆動装置と、を有する構成（第７の構成）である。

また、上記第７の構成の発光装置において、前記発光素子は、発光ダイオード、または、有機ＥＬ素子である構成（第８の構成）であってもよい。

本明細書中に開示されている車両は、上記第７または上記第８の構成の発光装置を有し、前記発光装置がヘッドライトとして用いられる構成（第９の構成）である。

本明細書中に開示されている発光素子駆動用半導体集積回路、発光素子駆動装置、発光装置、及び車両によれば、発光素子の点灯個数を減らしたときに発光素子に大電流が流れることを抑えることができる。

発光装置の第１構成例を示す図 比較例におけるセンス抵抗の両端電圧及び出力電流を示すタイムチャート 図１に示す発光装置におけるセンス抵抗の両端電圧及び出力電流を示すタイムチャート 発光装置の第２構成例を示す図 図４に示す発光装置におけるセンス抵抗の両端電圧及び出力電流を示すタイムチャート 発光装置の第３構成例を示す図 図６に示す発光装置におけるセンス抵抗の両端電圧及び出力電流を示すタイムチャート 発光装置が搭載される車両の外観図 ＬＥＤヘッドライトモジュールの外観図 発光装置の変形例を示す図 図１０に示す発光装置におけるセンス抵抗の両端電圧及び出力電流を示すタイムチャート

＜第１構成例＞
図１は、発光装置の第１構成例を示す図である。図１に示す発光装置は、発光素子駆動用ＩＣ１００と、コイルＬ１と、Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ（以下、ＮＭＯＳトランジスタと称す）Ｑ１と、ダイオードＤ１と、出力コンデンサＣ１と、センス抵抗Ｒｓと、Ｐチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ（以下、ＰＭＯＳトランジスタと称す）Ｑ２と、短絡経路ＳＰ１と、ＰＭＯＳトランジスタＱ３と、を有する発光素子駆動装置を備える。また、図１に示す発光装置は、当該発光素子駆動装置の駆動対象である光源Ｚ１及びＺ２を備える。なお、図１の構成例では、光源Ｚ１を３個の発光ダイオードによって構成しているが、発光ダイオードの個数は３個に限定されることはなく１個または３個以上であってもよい。光源Ｚ２についても同様である。

発光素子駆動用ＩＣ１００は、基準電圧生成部１と、電流検出部２と、定電圧源３及び１０と、エラーアンプ４及び１１と、発振回路５と、スロープ電圧生成部６と、コンパレータ７と、ドライバ制御部８と、ドライバ９と、を集積化した半導体集積回路装置（いわゆるＬＥＤドライバＩＣ）である。また、発光素子駆動用ＩＣ１００は、外部との電気的な接続を確立するために外部端子Ｔ１〜Ｔ７を有する。

コイルＬ１と、ＮＭＯＳトランジスタＱ１と、ダイオードＤ１と、出力コンデンサＣ１と、センス抵抗Ｒｓと、ＰＭＯＳトランジスタＱ２及びＱ３と、短絡経路ＳＰ１と、光源Ｚ１及びＺ２とが、発光素子駆動用ＩＣ１００に外部接続される。

電源電圧Ｖｃｃが外部端子Ｔ１に印加され、外部端子Ｔ２が接地される。電源電圧ＶｃｃがコイルＬ１の第１端に印加され、コイルＬ１の第２端はＮＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン及びダイオードＤ１のアノードに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＱ１のソースは接地され、ＮＭＯＳトランジスタＱ１のゲートは外部端子Ｔ５に接続される。

ダイオードＤ１のカソードは、出力コンデンサＣ１の第１端、センス抵抗Ｒｓの第１端、及び外部端子Ｔ３に接続される。出力コンデンサＣ１の第２端は接地される。センス抵抗Ｒｓの第２端は外部端子Ｔ４及びＰＭＯＳトランジスタＱ２のソースに接続される。ＰＭＯＳトランジスタＱ２のゲートは外部端子Ｔ６に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ２のドレインは光源Ｚ１のアノード及び短絡経路ＳＰ１の第１端に接続される。短絡経路ＳＰ１にはＰＭＯＳトランジスタＱ３が設けられる。

ＰＭＯＳトランジスタＱ３は、ゲート信号Ｇ３によってオン状態又はオフ状態に制御される。ＰＭＯＳトランジスタＱ３のゲート信号Ｇ３としては、例えばマイクロコンピュータ（不図示）、カメラモジュール（不図示）などから供給される信号を用いることができる。また、ＰＭＯＳトランジスタＱ３のゲートとハイレベルの電圧を出力する第１電圧出力部とを接続するかＰＭＯＳトランジスタＱ３のゲートとローレベルの電圧を出力する第２電圧出力部とを接続するかを切り替えるスイッチを設け、当該スイッチが例えばマイクロコンピュータ（不図示）、カメラモジュール（不図示）などから出力される信号によって制御される構成であってもＰＭＯＳトランジスタＱ３のゲートにハイレベル又はローレベルのゲート信号Ｇ３を供給することができる。

ＰＭＯＳトランジスタＱ３がオン状態であるときに、短絡経路ＳＰ１は導通状態になり光源Ｚ１を短絡する。一方、ＰＭＯＳトランジスタＱ３がオフ状態であるときに、短絡経路ＳＰ１は遮断状態になり光源Ｚ１を短絡しない。光源Ｚ１のカソード及び短絡経路ＳＰ１の第２端は光源Ｚ２のアノードに接続され、光源Ｚ２のカソードは接地される。

続いて、発光素子駆動用ＩＣ１００に集積化された回路ブロック毎の概要を説明する。

基準電圧生成部１は、外部端子Ｔ１に印加される電源電圧Ｖｃｃから基準電圧Ｖ_ＲＥＧを生成する。基準電圧Ｖ_ＲＥＧは他の回路ブロックの駆動電圧として用いられる。

電流検出部２は、外部端子Ｔ３と外部端子Ｔ４との端子間電圧すなわちセンス抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖｓを監視して、センス抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖｓに応じた帰還電圧Ｖ_ＦＢを生成する。定電圧源３は、参照電圧Ｖ_ＲＥＦを生成する。

エラーアンプ４は、非反転入力端（＋）に印加される参照電圧Ｖ_ＲＥＦと、反転入力端（−）に印加される帰還電圧Ｖ_ＦＢとの差分に応じた誤差電圧Ｖ_ＥＲＲを生成する。 また、エラーアンプ４は、発光素子駆動用ＩＣ１００の外部から外部端子Ｔ７を介して入力されるＰＷＭ調光信号Ｓ１に応じてその出力動作が許可／禁止される。具体的に述べると、エラーアンプ４の出力動作は、ＰＷＭ調光信号Ｓ１がハイレベルであるときに許可され、ＰＷＭ調光信号Ｓ１がローレベルであるときに禁止される。

発振回路５はクロック信号ＣＫを生成する。スロープ電圧生成部６は、クロック信号ＣＫを用いて三角波状または鋸波状のスロープ電圧Ｖ_ＳＬＰを生成する。

コンパレータ７は、反転入力端（−）に印加される誤差電圧Ｖ_ＥＲＲと非反転入力端（＋）に印加されるスロープ電圧Ｖ_ＳＬＰとを比較し、その比較結果に応じた比較信号Ｓ２を生成する。

ドライバ制御部８は、比較信号Ｓ２に応じてドライバ９を駆動することによりＮＭＯＳトランジスタＱ１のオン／オフ制御を行う。なお、ドライバ制御部８は、ＰＷＭ調光信号Ｓ１に応じてその出力動作が許可／禁止される。具体的に述べると、ドライバ制御部８の出力動作は、ＰＷＭ調光信号Ｓ１がハイレベルであるときに許可され、ＰＷＭ調光信号Ｓ１がローレベルであるときに禁止される。したがって、発光素子駆動用ＩＣ１００は、ＰＷＭ調光信号Ｓ１がハイレベルであるときに点灯制御を行い、ＰＷＭ調光信号Ｓ１がローレベルであるときに消灯制御を行う。

ドライバ９は、ドライバ制御部８からの指示に応じてＮＭＯＳトランジスタＱ１のゲート信号Ｇ１を生成し外部端子Ｔ５に出力する。

定電圧源１０はバイアス電圧Ｖ_Ｂを生成する。外部端子Ｔ３と外部端子Ｔ４との端子間電圧すなわちセンス抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖｓは、定電圧源１０によってバイアス電圧Ｖ_Ｂだけ差し引かれてからエラーアンプ１１に供給される。エラーアンプ１１は、非反転入力端（＋）と反転入力端（−）の間に印加される入力電圧（Ｖｓ−Ｖ_Ｂ）に応じた誤差信号を生成し外部端子Ｔ６に出力する。外部端子Ｔ６から出力されるエラーアンプ１１の誤差信号はＰＭＯＳトランジスタＱ２のゲート信号Ｇ２になる。バイアス電圧Ｖ_Ｂの値は、ＰＭＯＳトランジスタＱ３がオン状態又はオフ状態のいずれかに固定されている場合におけるセンス抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖｓの平均的な値（例えば０．２Ｖ）に所定値（例えば０．０１Ｖ）を加えた値である。センス抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖｓがバイアス電圧Ｖ_Ｂ以下であれば、エラーアンプ１１の入力電圧（Ｖｓ−Ｖ_Ｂ）が０以下になり、ＰＭＯＳトランジスタＱ２は飽和特性領域で動作しドレイン−ソース間の抵抗は略一定になる。一方、センス抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖｓがバイアス電圧Ｖ_Ｂより大きければ、エラーアンプ１１の入力電圧（Ｖｓ−Ｖ_Ｂ）が０より大きくなり、ＰＭＯＳトランジスタＱ２は線形（非飽和）特性領域で動作しエラーアンプ１１の誤差信号のレベルが大きいほどドレイン−ソース間の抵抗が大きくなる。

ここで、ゲート信号Ｇ３によってＰＭＯＳトランジスタＱ３がオフ状態からオン状態に切り替わると、光源Ｚ１のアノード電圧が光源Ｚ１及びＺ２の順方向電圧の総和から光源Ｚ２のみの順方向電圧に急激に低下する。

もしＰＭＯＳトランジスタＱ２を設けない構成（比較例の構成）にすれば、センス抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖｓ及び光源を駆動する発光素子駆動装置（スイッチング電源装置）の出力電流Ｉ_ＯＵＴは次のように変化する。光源を駆動する発光素子駆動装置（スイッチング電源装置）の出力電圧Ｖ_ＯＵＴである出力コンデンサＣ１の第１端の電圧と光源Ｚ１のアノード電圧との電位差が全てセンス抵抗Ｒｓの両端にかかり、出力電流Ｉ_ＯＵＴは一時的に大電流になる（図２参照）。その後、出力コンデンサＣ１に蓄えられていた電荷が放出され、出力電圧Ｖ_ＯＵＴが低下するにつれて出力電流Ｉ_ＯＵＴは光源を駆動する発光素子駆動装置（スイッチング電源装置）による定電流制御の目標値Ｉ_ＴＧに近づく。

一方、本構成例では、ＰＭＯＳトランジスタＱ２を設けており、センス抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖｓが大きいほど、ＰＭＯＳトランジスタＱ２におけるドレイン−ソース間の抵抗が大きくなり出力コンデンサＣ１の第１端と光源Ｚ１のアノードとの間の抵抗が大きくなる。したがって、光源Ｚ１のアノード電圧が光源Ｚ１及びＺ２の順方向電圧の総和から光源Ｚ２のみの順方向電圧に急激に低下するときに出力電流Ｉ_ＯＵＴが増加することを抑制することができる。

＜第２構成例＞
図４は、発光装置の第２構成例を示す図である。図４に示す発光装置は、ＰＭＯＳトランジスタＱ２を短絡経路ＳＰ１に設けた点で図１に示す発光装置と異なっており、それ以外の点で図１に示す発光装置と同一の構成である。図５は、図４に示す発光装置におけるセンス抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖｓ及び出力電流Ｉ_ＯＵＴを示すタイムチャートである。

図１に示す発光装置では、ゲート信号Ｇ３によってＰＭＯＳトランジスタＱ３がオフ状態からオン状態に切り替わると、直ちに短絡経路ＳＰ１が遮断状態から導通状態に切り替わっている。このため、エラーアンプ１１が高速応答でないアンプである場合には、出力電流Ｉ_ＯＵＴが増加することを抑制する動作が遅れ、その遅延期間に出力電流Ｉ_ＯＵＴが大電流になるおそれがある。

これに対して、図４に示す発光装置では、ゲート信号Ｇ３によってＰＭＯＳトランジスタＱ３がオフ状態からオン状態に切り替わっても、ＰＭＯＳトランジスタＱ２のゲート信号Ｇ２がハイレベルから緩やかにローレベルに移行し（図５参照）、ＰＭＯＳトランジスタＱ２におけるソース−ドレイン間の抵抗が緩やかに減少するため、短絡経路ＳＰ１が遮断状態から緩やかに導通状態に移行する。このため、エラーアンプ１１が高速応答でないアンプである場合でも、出力電流Ｉ_ＯＵＴが増加することを抑制する動作が遅れない。したがって、図４に示す発光装置は、エラーアンプ１１が高速応答でないアンプである場合でも、ＰＭＯＳトランジスタＱ３がオフ状態からオン状態に切り替わった直後に出力電流Ｉ_ＯＵＴが増加することを抑制することができる。

＜第３構成例＞
図６は、発光装置の第３構成例を示す図である。図６に示す発光装置は、ＰＭＯＳトランジスタＱ３を取り除き尚且つ発光素子駆動用ＩＣ１００に外部端子Ｔ８を設けた点で図４に示す発光装置と異なっており、それ以外の点で図４に示す発光装置と同一の構成である。図７は、図６に示す発光装置におけるセンス抵抗Ｒｓの両端電圧Ｖｓ及び出力電流Ｉ_ＯＵＴを示すタイムチャートである。

外部端子Ｔ８は、第１光源Ｚ１を短絡させないことを指示する信号Ｓ３、すなわち短絡経路ＳＰ１を遮断状態にすることを指示する信号Ｓ３を発光素子駆動用ＩＣ１００の外部から入力するための端子である。

第１光源Ｚ１を短絡させないことを指示する信号Ｓ３としては、例えばマイクロコンピュータ（不図示）、カメラモジュール（不図示）などから供給される信号を用いることができる。また、外部端子Ｔ８とハイレベルの電圧を出力する第１電圧出力部とを接続するか外部端子Ｔ８とローレベルの電圧を出力する第２電圧出力部とを接続するかを切り替えるスイッチを発光素子駆動用ＩＣ１００の外部に設け、当該スイッチが例えばマイクロコンピュータ（不図示）、カメラモジュール（不図示）などから出力される信号によって制御される構成であっても、第１光源Ｚ１を短絡させないことを指示する信号Ｓ３の外部端子Ｔ８への供給／非供給を切り替えることができる。この場合、外部端子Ｔ８に供給されるハイレベルの電圧信号、ローレベルの電圧信号のいずれ一方が第１光源Ｚ１を短絡させないことを指示する信号Ｓ３となる。

第１光源Ｚ１を短絡させないことを指示する信号Ｓ３が外部端子Ｔ８に入力されると、エラーアンプ１１は、非反転入力端（＋）と反転入力端（−）の間に印加される入力電圧（Ｖｓ−Ｖ_Ｂ）に応じた誤差信号を生成する動作を停止し、ハイレベルの信号を外部端子Ｔ６に出力する。これにより、ＰＭＯＳトランジスタＱ２のゲート信号Ｇ２がハイレベルになるのでＰＭＯＳトランジスタＱ２がオフ状態になり短絡経路ＳＰ１が遮断状態になる。

図６に示す発光装置は、図４に示す発光装置と同様に、エラーアンプ１１が高速応答でないアンプである場合でも、ＰＭＯＳトランジスタＱ３がオフ状態からオン状態に切り替わった直後に出力電流Ｉ_ＯＵＴが増加することを抑制することができる。また、図６に示す発光装置は、図４に示す発光装置と比較して発光素子駆動用ＩＣ１００に外付けされる部品を減らすことができる。

＜用途＞
上記した発光装置は、例えば、図８で示す車両Ｘ１０のヘッドライトＸ１１として好適に用いることができる。

なお、上述した発光装置は、図９のＬＥＤヘッドライトモジュールＹ１０として提供されるものであってもよい。また、上述した発光装置から発光ダイオード及び発光素子駆動用ＩＣの外付け部品などを取り除いた半製品である駆動装置の形態で提供されてもよい。

＜その他の変形例＞
なお、上記の実施形態では、発光素子として発光ダイオードを用いた構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、発光素子として有機ＥＬ［electro-luminescence］素子を用いることも可能である。

また、図１に示す発光装置にＮＭＯＳトランジスタＱ４及び逆流防止用のダイオードＤ２を追加して図１０に示す構成にしてもよい。ＮＭＯＳトランジスタＱ４のドレインは光源Ｚ２のカソード及びダイオードＤ２のアノードに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＱ４のソースは接地される。ダイオードＤ２のカソードに電源電圧Ｖｃｃが供給される。図１１に示す通り、ＰＭＯＳトランジスタＱ３がオフ状態からオン状態に切り替わる直前にＮＭＯＳトランジスタＱ４がオン状態からオフ状態に切り替わる。これにより、短絡経路ＳＰ１が導通状態であるときの光源Ｚ２のカソード電圧を高くすることができるため、短絡経路ＳＰ１が導通状態であるときの出力電圧Ｖ_ＯＵＴの減少を抑えることができる。

ＮＭＯＳトランジスタＱ４は、ゲート信号Ｇ４によってオン状態又はオフ状態に制御される。ＮＭＯＳトランジスタＱ４のゲート信号Ｇ４としては、例えばマイクロコンピュータ（不図示）、カメラモジュール（不図示）などから供給される信号を用いることができる。また、ＮＭＯＳトランジスタＱ４のゲートとハイレベルの電圧を出力する第１電圧出力部とを接続するかＮＭＯＳトランジスタＱ４のゲートとローレベルの電圧を出力する第２電圧出力部とを接続するかを切り替えるスイッチを設け、当該スイッチが例えばマイクロコンピュータ（不図示）、カメラモジュール（不図示）などから出力される信号によって制御される構成であってもＮＭＯＳトランジスタＱ４のゲートにハイレベル又はローレベルのゲート信号Ｇ４を供給することができる。

なお、図４に示す発光装置又は図６に示す発光装置に対しても、図１に示す発光装置と同様に、ＮＭＯＳトランジスタＱ４及び逆流防止用のダイオードＤ２を追加する変形が可能である。

また、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、スイッチング電源回路の出力段を昇圧型とした構成を例に挙げたが、出力段の構成はこれに限定されるものではなく、降圧型、昇降圧型、ＳＥＰＩＣ型のいずれにも容易に対応することが可能である。また、センス抵抗Ｒｓを光源Ｚ２のカソード側に設けてもよい。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

１ 基準電圧生成部
２ 電流検出部
３、１０ 定電圧源
４、１１ エラーアンプ
５ 発振回路
６ スロープ電圧生成部
７ コンパレータ
８ ドライバ制御部
９ ドライバ
１００ 発光素子駆動用ＩＣ
Ｃ１ 出力コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード
Ｌ１ コイル
Ｑ１、Ｑ４ ＮＭＯＳトランジスタ
Ｑ２、Ｑ３ ＰＭＯＳトランジスタ
Ｒｓ センス抵抗
ＳＰ１ 短絡経路
Ｔ１〜Ｔ８ 外部端子
Ｚ１、Ｚ２ 光源
Ｘ１０ 車両
Ｘ１１ ヘッドライト
Ｙ１０ ＬＥＤヘッドライトモジュール

Claims (15)

1. 少なくとも一つの発光素子を含む第１光源と少なくとも一つの発光素子を含み前記第１光源に直列接続される第２光源とを前記第１光源が短絡されていないときに駆動し、前記第１光源が短絡されているときに前記２光源を駆動し、且つ電圧変換部と、前記電圧変換部から出力される電圧を平滑化する出力コンデンサと、を有する発光素子駆動装置の少なくとも一部を構成する発光素子駆動用半導体集積回路であって、
   前記第１光源及び前記第２光源に直列接続される第１抵抗の両端電圧に応じて、可変抵抗の抵抗値を制御する制御部を有し、
   前記第１光源が有するアノードが、前記第２光源が有するカソードに接続されるか、前記第２光源が有するアノードが、前記第１光源が有するカソード接続されるかのいずれか一方であり、
   前記制御部は、前記第１光源が有するアノードが、前記第２光源が有するカソードに接続される場合には、前記第２光源が有するアノードの電圧を調整し、前記第２光源が有するアノードが、前記第１光源が有するカソードに接続される場合には、前記第１光源が有するアノードの電圧を調整し、
   前記可変抵抗は、前記第１光源が有するアノードが、前記第２光源が有するカソードに接続される場合には、前記第１抵抗と前記第２光源が有するアノードとの間に接続され、前記第２光源が有するアノードが、前記第１光源が有するカソードに接続される場合には、前記第１抵抗と前記第１光源が有するアノードとの間に接続されるＭＯＳトランジスタであり、
   前記可変抵抗の抵抗値は、前記可変抵抗に電流が流れているときに前記第１抵抗の両端電圧に応じて前記ＭＯＳトランジスタの飽和特性領域と非飽和特性領域の両方に渡って可変し、
   前記第１抵抗は、前記可変抵抗と、前記電圧変換部及び前記出力コンデンサの接続ノードとの間に接続されることを特徴とする発光素子駆動用半導体集積回路。
2. 前記可変抵抗は、前記第１抵抗に接続される第１端子と、前記第１光源が有するアノードが、前記第２光源が有するカソードに接続される場合には、前記第２光源が有するアノードに接続され、前記第２光源が有するアノードが、前記第１光源が有するカソードに接続される場合には、前記第１光源が有するアノードに接続される第２端子と、を有する請求項１に記載の発光素子駆動用半導体集積回路。
3. 前記可変抵抗は、前記第１光源が有するアノードが、前記第２光源が有するカソードに接続される場合には、前記可変抵抗と前記第２光源が有するアノードとの間における他の素子なしに前記第２光源が有するアノードに接続され、前記第２光源が有するアノードが、前記第１光源が有するカソードに接続される場合には、前記可変抵抗と前記第１光源が有するアノードとの間における他の素子なしに前記第１光源が有するアノードに接続される請求項１または請求項２に記載の発光素子駆動用半導体集積回路。
4. 少なくとも一つの発光素子を含む第１光源と少なくとも一つの発光素子を含み前記第１光源に直列接続される第２光源とを前記第１光源が短絡されていないときに駆動し、前記第１光源が短絡されているときに前記２光源を駆動し、且つ出力コンデンサを有し、前記第１光源に並列接続される短絡経路を有し、前記短絡経路は、前記第１光源が有するアノードに接続される第１端子と、前記第１光源が有するカソードに接続される第２端子とを有する発光素子駆動装置の少なくとも一部を構成する発光素子駆動用半導体集積回路であって、
   前記第１光源及び前記第２光源に直列接続される第１抵抗の両端電圧に応じて、可変抵抗の抵抗値を制御する制御部を有し、
   前記可変抵抗は、前記短絡経路に設けられるＭＯＳトランジスタであり、
   前記可変抵抗の抵抗値は、前記可変抵抗に電流が流れているときに前記第１抵抗の両端電圧に応じて前記ＭＯＳトランジスタの飽和特性領域と非飽和特性領域の両方に渡って可変することを特徴とする発光素子駆動用半導体集積回路。
5. 前記可変抵抗は、前記第１光源が有するアノードに接続される請求項４に記載の発光素子駆動用半導体集積回路。
6. 前記可変抵抗に直列接続されるスイッチが前記短絡経路に設けられる請求項４または請求項５に記載の発光素子駆動用半導体集積回路。
7. 前記スイッチは、前記短絡経路の導通状態と遮断状態とを切り替える請求項６に記載の発光素子駆動用半導体集積回路。
8. 電源電圧を受けるカソードと、第２光源が有するカソードに接続されるアノードとを有するダイオードと、
   前記第２光源が有するカソードに接続される第３端子と、前記電源電圧よりも低い電圧を受ける第４端子とを有するスイッチング素子と、をさらに備え、
   前記スイッチング素子は、前記第１光源が短絡された状態から前記第１光源が短絡されない状態に切り替わる前にオン状態からオフ状態に切り替えられる請求項４〜７のいずれか一項に記載の発光素子駆動用半導体集積回路。
9. 少なくとも一つの発光素子を含む第１光源と少なくとも一つの発光素子を含み前記第１光源に直列接続される第２光源とを前記第１光源が短絡されていないときに駆動し、前記第１光源が短絡されているときに前記２光源を駆動し、且つ出力コンデンサを有し、前記第１光源に並列接続される短絡経路を有する発光素子駆動装置の少なくとも一部を構成する発光素子駆動用半導体集積回路であって、
   第１端子と、
   前記第１端子に供給される信号と前記第１光源及び前記第２光源に直列接続される第１抵抗の両端電圧とに基づいて、可変抵抗の抵抗値を制御する制御部と、
   を有し、
   前記可変抵抗は、前記第１光源が有するアノードに接続される第２端子と、前記第１光源が有するカソードに接続される第３端子とを有するＭＯＳトランジスタであり、
   前記可変抵抗の抵抗値は、前記可変抵抗に電流が流れているときに前記第１抵抗の両端電圧に応じて前記ＭＯＳトランジスタの飽和特性領域と非飽和特性領域の両方に渡って可変することを特徴とする発光素子駆動用半導体集積回路。
10. 前記制御部は、
    前記第１光源を短絡させないことを指示する信号が前記第１端子に供給された場合に、前記第１抵抗の両端電圧に応じて前記可変抵抗の抵抗値を制御し、
    前記第１光源を短絡させることを指示する信号が前記第１端子に供給された場合に、前記可変抵抗の抵抗値を前記短絡経路が前記可変抵抗によって遮断状態になる値に制御する請求項９に記載の発光素子駆動用半導体集積回路。
11. 少なくとも一つの発光素子を含む第１光源と少なくとも一つの発光素子を含み前記第１光源に直列接続される第２光源とを前記第１光源が短絡されていないときに駆動し、前記第１光源が短絡されているときに前記２光源を駆動し、且つ出力コンデンサを有し、前記第１光源に並列接続される短絡経路を有し、前記短絡経路は、前記第１光源が有するアノードに接続される第１端子と、前記第１光源が有するカソードに接続される第２端子とを有する発光素子駆動装置の少なくとも一部を構成する発光素子駆動用半導体集積回路であって、
    前記第１光源及び前記第２光源に直列接続される第１抵抗の両端電圧に応じて、可変抵抗の抵抗値を制御する制御部を有し、
    前記可変抵抗は、前記短絡経路に設けられ、
    前記可変抵抗の抵抗値は、前記可変抵抗に電流が流れているときに前記第１抵抗の両端電圧に応じて可変し、
    前記可変抵抗に直列接続されるスイッチが前記短絡経路に設けられることを特徴とする発光素子駆動用半導体集積回路。
12. 前記スイッチは、前記短絡経路の導通状態と遮断状態とを切り替える請求項１１に記載の発光素子駆動用半導体集積回路。
13. 少なくとも一つの発光素子を含む第１光源と少なくとも一つの発光素子を含み前記第１光源に直列接続される第２光源とを前記第１光源が短絡されていないときに駆動し、前記第１光源が短絡されているときに前記２光源を駆動し、且つ出力コンデンサを有し、前記第１光源に並列接続される短絡経路を有する発光素子駆動装置の少なくとも一部を構成する発光素子駆動用半導体集積回路であって、
    第１端子と、
    前記第１端子に供給される信号と前記第１光源及び前記第２光源に直列接続される第１抵抗の両端電圧とに基づいて、可変抵抗の抵抗値を制御する制御部と、
    を有し、
    前記可変抵抗は、前記第１光源が有するアノードに接続される第２端子と、前記第１光源が有するカソードに接続される第３端子とを有し、
    前記可変抵抗の抵抗値は、前記可変抵抗に電流が流れているときに前記第１抵抗の両端電圧に応じて可変し、
    前記制御部は、
    前記第１光源を短絡させないことを指示する信号が前記第１端子に供給された場合に、前記第１抵抗の両端電圧に応じて前記可変抵抗の抵抗値を制御し、
    前記第１光源を短絡させることを指示する信号が前記第１端子に供給された場合に、前記可変抵抗の抵抗値を前記短絡経路が前記可変抵抗によって遮断状態になる値に制御することを特徴とする発光素子駆動用半導体集積回路。
14. 少なくとも一つの発光素子を含む第１光源と、
    少なくとも一つの発光素子を含み前記第１光源に直列接続される第２光源と、
    請求項１〜１３のいずれか一項に記載の発光素子駆動用半導体集積回路と、を有することを特徴とする発光装置。
15. 請求項１４に記載の発光装置を有し、前記発光装置がヘッドライトとして用いられることを特徴とする車両。

Images