JP6932500B2 - 点灯回路および車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などに用いられる灯具に関する。

車両用灯具、プロジェクタ、液晶パネルのバックライト、照明装置、光通信技術などさまざまな用途に、ＬＤ（レーザダイオード）やＬＥＤ（発光ダイオード）などの光源が利用される。

図１は、車両用灯具の回路図である。車両用灯具２は、光源４および点灯回路１０を備える。光源４は、直列に接続された複数（Ｎ個）の発光素子（たとえばＬＥＤ）６を含むＬＥＤバーである。複数の発光素子６＿１〜６＿Ｎは、車両前方の異なる位置を照射するように設けられている。

点灯回路１０は、昇圧コンバータ１２、スイッチングコンバータ１４およびバイパス回路１８を備える。昇圧コンバータ１２は、バッテリ１からバッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴを受け、それを昇圧して直流電圧Ｖ_ＤＣを生成する。直流電圧Ｖ_ＤＣは、光源４のすべての発光素子６を同時に点灯しうる電圧であり、発光素子６の順方向電圧をＶ_Ｆとするとき、Ｖ_ＤＣ＞Ｖ_Ｆ×Ｎを満たす。

スイッチングコンバータ１４は定電流出力を有し、所定の電流量に安定化された出力電流Ｉ_ＯＵＴを生成する。たとえばスイッチングコンバータ１４は、バックコンバータ（降圧コンバータ）である。

バイパス回路１８は、光源４を構成する複数の発光素子６＿１〜６＿Ｎを個別にオン、オフする。バイパス回路１８は、複数のバイパススイッチ２０＿１〜２０＿Ｎを含む。各バイパススイッチ２０＿ｉ（ｉ＝１，２…Ｎ）は、複数の発光素子６＿１〜６＿Ｎの対応する一つと並列に接続される。

バイパススイッチ２０＿ｉがオフのとき、スイッチングコンバータ１４が生成する出力電流Ｉ_ＯＵＴは、対応する発光素子６＿ｉに流れ、したがって発光素子６＿ｉは点灯する。バイパススイッチ２０＿ｉがオンのとき、スイッチングコンバータ１４が生成する出力電流Ｉ_ＯＵＴは、対応する発光素子６＿ｉを迂回してバイパススイッチ２０＿ｉに流れるため、発光素子６＿ｉは消灯する。

バイパスコントローラ２２は、図示しないマイコンなどからの指令にもとづいて、複数のバイパススイッチ２０＿１〜２０＿Ｎそれぞれのオン、オフを制御する。複数の発光素子６＿１〜６＿Ｎのオン、オフの組み合わせによって、配光パターンを切りかえることが可能となっている。

スイッチングコンバータ１４の出力電圧Ｖ_ＯＵＴに着目する。スイッチングコンバータ１４は定電流出力であり、その出力電圧Ｖ_ＯＵＴは、負荷すなわち、光源４およびバイパス回路１８の並列接続回路の状態に応じて動的に変化する。具体的には、出力電圧Ｖ_ＯＵＴは、点灯状態にある発光素子６の個数をＫ（０≦Ｋ≦Ｎ）とするとき、
Ｖ_ＯＵＴ＝Ｖ_Ｆ×Ｋ
となる。したがって配光パターンを変化させると、出力電圧Ｖ_ＯＵＴは変化する。

高速な負荷変動に対応するために、スイッチングコンバータ１４のコンバータコントローラ１６に、リップル制御が採用される。コンバータコントローラ１６は、スイッチングコンバータ１４に流れる電流Ｉ_ＯＵＴ（あるいはコイル電流Ｉ_Ｌ）を、上側しきい値と下側しきい値の間に安定化する。リップル制御のスイッチングコンバータ１４の出力電流Ｉ_ＯＵＴには、リップルが重畳される。リップルが重畳された出力電流Ｉ_ＯＵＴが、点灯回路１０と光源４の間のハーネス３を往復すると、電磁ノイズが放射される。

図２は、車両用灯具の別の例の回路図である。図２の点灯回路１０は、図１のそれに加えて、電流平滑回路３０をさらに備える。電流平滑回路３０はＬＣフィルタであり、スイッチングコンバータ１４の出力側に挿入される。電流平滑回路３０によって、出力電流Ｉ_ＯＵＴからリップルが除去されるため、ハーネス３を往復する駆動電流Ｉ_ＤＲＶには、リップルが含まれず、したがって電磁ノイズを抑制できる。

特開２００８−２０５３５７号公報

本発明者は、図２の点灯回路１０について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。なおこの課題を当業者の一般的な認識として捉えてはならず、本発明者が同時に認識したものである。

上述のように、光源４の両端間電圧（負荷電圧ともいう）は、点灯状態である発光素子６の個数Ｋに応じてダイナミックに変化する。いま、点灯状態である発光素子６の個数Ｋが、あるタイミングで減少したとする。このとき、光源４のアノードの電位Ｖ_ＬＯＡＤは急峻に低下するが、スイッチングコンバータ１４の出力電圧Ｖ_ＯＵＴは電流平滑回路３０のキャパシタＣ_２の影響を受けるため、遅れて低下する。これにより、電流平滑回路３０のインダクタＬ_２の両端間に、電位差Ｖ_ＯＵＴ−Ｖ_ＬＯＡＤが発生し、この電位差によってインダクタＬ_２に過渡電流が流れる。この過渡電流は、スイッチングコンバータ１４が生成する出力電流Ｉ_ＯＵＴに重畳されて、光源４の一部の発光素子６に流れる。したがって、過渡電流の振幅が大きいと、発光素子６に過電流が流れることとなり回路の信頼性が低下する。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、過電流を抑制した点灯回路の提供にある。

本発明のある態様は、点灯回路に関する。点灯回路は、リップル制御される定電流出力のスイッチングコンバータと、スイッチングコンバータの出力電流を平滑化し、光源に供給する電流平滑回路と、光源の両端間の負荷電圧の急峻な低下を検出すると、スイッチングコンバータの出力電流の目標値を一時的に低下させる保護回路と、を備える。

この態様によると、負荷電圧の急峻な低下を検出すると、スイッチングコンバータの出力電流を減少させることにより、電流平滑回路からの過渡電流の増加と相殺することができ、光源に過電流が流れるのを抑制でき、ひいては信頼性を高めることができる。

スイッチングコンバータは、スイッチングコンバータの出力電流の目標値を規定する基準電圧を生成する電圧源を含んでもよい。保護回路は、負荷電圧を微分するハイパスフィルタを含み、ハイパスフィルタの出力に応じて、基準電圧を強制的に低下させてもよい。
これにより、負荷電圧の急峻な低下が発生すると、瞬時にコンバータの出力電流の目標値を低下させることができる。

本発明の別の態様もまた、点灯回路である。この点灯回路は、リップル制御される定電流出力のスイッチングコンバータと、スイッチングコンバータの出力電流を平滑化し、光源に供給する電流平滑回路と、光源の両端間の負荷電圧の急峻な低下を検出すると活性化し、スイッチングコンバータから光源に流れる電流の一部を光源とは別経路にシンクする保護回路と、を備える。

この態様によると、負荷電圧の急峻な低下にともない電流平滑回路が発生する過渡電流を別経路に逃がすことができ、光源に過電流が流れるのを抑制できる。

保護回路は、電流平滑回路のインダクタの両端間の電圧が第１しきい値を超えると活性化してもよい。

保護回路は、電流平滑回路のキャパシタと並列な経路の上に設けられ、電流平滑回路のインダクタの両端間の電圧が第１しきい値を超えるとオンする第１スイッチを含んでもよい。

保護回路は、電流平滑回路のキャパシタと並列な経路の上に、第１スイッチと直列に設けられ、負荷電圧の微分信号に応答してオンする第２スイッチをさらに含んでもよい。

光源は、直列接続された複数の発光素子を含んでもよい。点灯回路は、それぞれが複数の発光素子の対応するひとつと並列に接続される複数のバイパススイッチをさらに備えてもよい。点灯回路は、バイパス制御による調光に起因する過電流を抑制できる。

本発明の別の態様は、車両用灯具に関する。車両用灯具は、光源と、上述のいずれかの点灯回路と、を備えてもよい。

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、方法、装置、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。

さらに、この項目（課題を解決するための手段）の記載は、本発明の欠くべからざるすべての特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。

本発明のある態様によれば、過電流を抑制できる。

車両用灯具の回路図である。 車両用灯具の別の例の回路図である。 第１の実施の形態に係る点灯回路を備える車両用灯具の回路図である。 図２の点灯回路の動作波形図である。 図３の点灯回路の動作波形図である。 図３の点灯回路の具体的な構成例を示す回路図である。 図３の点灯回路の具体的な構成例を示す回路図である。 第２の実施の形態に係る点灯回路を備える車両用灯具の回路図である。 図８の点灯回路の動作波形図である。 図１０（ａ）、（ｂ）は、保護回路の構成例を示す回路図である。 車両用灯具を備えるランプユニットの斜視図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、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、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

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、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その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、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

また本明細書において、電圧信号、電流信号などの電気信号、あるいは抵抗、キャパシタなどの回路素子に付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値、あるいは抵抗値、容量値を表すものとする。

（第１の実施の形態）
図３は、第１の実施の形態に係る点灯回路１０Ａを備える車両用灯具２Ａの回路図である。車両用灯具２Ａは、点灯回路１０Ａおよび光源４を備える。光源４は、図１や図２と同様に、直列に接続された複数の発光素子６＿１〜６＿Ｎを備える。

点灯回路１０Ａは、スイッチングコンバータ１４、電流平滑回路３０、バイパス回路１８、保護回路４０を備える。スイッチングコンバータ１４の前段には、昇圧コンバータが挿入されてもよい。

スイッチングコンバータ１４は、定電流出力を有する降圧（Buck）コンバータであり、スイッチングトランジスタＭ_１、整流素子であるショットキーダイオードＤ_１、インダクタＬ_１を含む。コンバータコントローラ１６はリップル制御のコントローラである。本実施の形態ではコンバータコントローラ１６は、ヒステリシス制御（Bang-Bang制御）のコントローラであり、スイッチングコンバータ１４の出力電流Ｉ_ＯＵＴ（もしくはインダクタＬ_１に流れるコイル電流Ｉ_Ｌ）を、その目標値Ｉ_ＲＥＦを挟むように規定された上側しきい値Ｉ_{ＵＰＰＥＲ}および下側しきい値Ｉ_{ＢＯＴＴＯＭ}と交互に比較し、比較結果に応じたパルス信号を用いて、スイッチングコンバータ１４のスイッチングトランジスタＭ_１を駆動する。

たとえばコンバータコントローラ１６は、電圧源５０、ヒステリシスコンパレータ５２、ドライバ５４を含む。電圧源５０は、出力電流Ｉ_ＯＵＴの目標値を規定する基準電圧Ｖ_ＲＥＦを生成する。ヒステリシスコンパレータ５２は、出力電流Ｉ_ＯＵＴを示す電流検出信号Ｖ_ＣＳを、基準電圧Ｖ_ＲＥＦにもとづく２つのしきい値電圧Ｖ_{ＵＰＰＥＲ}，Ｖ_{ＢＯＴＴＯＭ}と交互に比較し、比較結果を示すパルス信号（制御パルス）Ｓ_ＣＮＴを生成する。ドライバ５４は、制御パルスＳ_ＣＮＴにもとづいてスイッチングトランジスタＭ_１を駆動する。

電流平滑回路３０は、スイッチングコンバータ１４の出力電流Ｉ_ＯＵＴを平滑化し、光源４に供給する。バイパス回路１８は、光源４を構成する複数の発光素子６＿１〜６＿Ｎを個別にオン、オフする。バイパス回路１８は、複数のバイパススイッチ２０＿１〜２０＿Ｎを含む。各バイパススイッチ２０＿ｉ（ｉ＝１，２…Ｎ）は、複数の発光素子６＿１〜６＿Ｎの対応する一つと並列に接続される。バイパスコントローラ２２は、図示しないマイコンなどからの指令にもとづいて、複数のバイパススイッチ２０＿１〜２０＿Ｎそれぞれのオン、オフを制御する。複数の発光素子６＿１〜６＿Ｎのオン、オフの組み合わせによって、配光パターンが切りかえられる。

保護回路４０は、光源４の両端間の負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤを監視し、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤの急峻な低下を検出すると、スイッチングコンバータ１４の出力電流Ｉ_ＯＵＴの目標値を一時的に低下させる。なお「急峻な低下」とは、電流平滑回路３０のキャパシタＣ_２の電荷が、有害な過渡電流Ｉ_ＴＲＮとして放出しうる程度の速度をいう。

以上が点灯回路１０Ａの構成である。続いてその動作を説明する。点灯回路１０Ａの利点は、図２の点灯回路１０の動作との対比によって明確となる。そこで初めに、図２の点灯回路１０の動作を説明する。

図４は、図２の点灯回路１０の動作波形図である。時刻ｔ_０より前において、出力電流Ｉ_ＯＵＴは、目標値Ｉ_ＲＥＦの近傍の２つのしきい値Ｉ_{ＵＰＰＥＲ}およびＩ_{ＢＯＴＴＯＭ}の間に安定化されている。すべてのバイパススイッチ２０＿１〜２０＿Ｎがオフであり、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤは、Ｎ×Ｖ_Ｆである。

時刻ｔ_０に、半分のバイパススイッチ２０が同時にオンすると、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤは、瞬時にＮ／２×Ｖ_Ｆにドロップする。一方、スイッチングコンバータ１４の出力電圧Ｖ_ＯＵＴは負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤに遅れてドロップする。このとき、電流平滑回路３０のインダクタＬ_２の両端間に電位差が発生し、過渡電流Ｉ_ＴＲＮが誘起される。駆動電流Ｉ_ＤＲＶは、スイッチングコンバータ１４の出力電流Ｉ_ＯＵＴに過渡電流Ｉ_ＴＲＮを加算した電流となる。したがって、駆動電流Ｉ_ＤＲＶが過電流となる。これが図２の点灯回路１０で生ずる問題である。

続いて図３の点灯回路１０Ａの動作に戻る。図５は、図３の点灯回路１０Ａの動作波形図である。時刻ｔ_０より前において、出力電流Ｉ_ＯＵＴは、目標値Ｉ_ＲＥＦの近傍の２つのしきい値Ｉ_{ＵＰＰＥＲ}およびＩ_{ＢＯＴＴＯＭ}の間に安定化されている。すべてのバイパススイッチ２０＿１〜２０＿Ｎがオフであり、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤは、Ｎ×Ｖ_Ｆである。

時刻ｔ_０に、半分のバイパススイッチ２０が同時にオンすると、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤは、瞬時にＮ／２×Ｖ_Ｆにドロップし、電流平滑回路３０のインダクタＬ_２の両端間に電位差が発生し、過渡電流Ｉ_ＴＲＮが誘起される。

それと同時に保護回路４０は、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤの急峻な低下を検出すると、出力電流Ｉ_ＯＵＴの目標値Ｉ_ＲＥＦを一時的に低下させる。これにより出力電流Ｉ_ＯＵＴの低下と、過渡電流Ｉ_ＴＲＮが相殺し、駆動電流Ｉ_ＤＲＶの上昇を抑制できる。

続いて、点灯回路１０Ａのより具体的な構成例を説明する。

図６は、図３の点灯回路１０Ａの具体的な構成例を示す回路図である。図６には主として、保護回路４０の構成が示される。分圧回路４２は、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤを分圧する。ハイパスフィルタ４４は、分圧回路４２の出力を微分する微分器であり、エミッタフォロアの出力を有する。

電圧源５０は、キャパシタＣ_３、抵抗Ｒ_３、バッファ５６を含む。負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤの変動が発生しない定常状態において、キャパシタＣ_３は、抵抗Ｒ_３を介して電源電圧Ｖ_ＣＣに充電される。キャパシタＣ_３の電圧は、バッファ５６を介して基準電圧Ｖ_ＲＥＦとして出力される。

負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤが急峻に低下すると、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤの微分波形にしたがってバイポーラトランジスタＱ_３のベース電位が低下し、それにともなってキャパシタＣ_３の電圧が低下し、基準電圧Ｖ_ＲＥＦすなわちスイッチングコンバータ１４の出力電流Ｉ_ＯＵＴの目標値が一時的に低下する。

図７は、図３の点灯回路１０Ａの具体的な構成例を示す回路図である。図７には主としてヒステリシスコンパレータ５２の構成が示される。ヒステリシスコンパレータ５２は、コンパレータ６０、しきい値電圧生成回路６２、周波数検出回路７０、エラーアンプ７２を備える。

しきい値電圧生成回路６２は、制御パルスＳ_ＣＮＴに応じて、２つのしきい値電圧Ｖ_{ＵＰＰＥＲ}，Ｖ_{ＢＯＴＴＯＭ}を交互に出力する。コンパレータ６０は、しきい値電圧生成回路６２が出力するしきい値電圧Ｖ_{ＵＰＰＥＲ}，Ｖ_{ＢＯＴＴＯＭ}の一方を、電流検出信号Ｖ_ＣＳと比較し、制御パルスＳ_ＣＮＴを生成する。

しきい値電圧Ｖ_{ＵＰＰＥＲ}，Ｖ_{ＢＯＴＴＯＭ}は、それらの平均値が、上述の電圧源５０が生成する基準電圧Ｖ_ＲＥＦに応じており、それらの差分すなわちヒステリシス幅が、ヒステリシス幅設定電圧Ｖ_ＨＹＳに応じるように生成される。

オペアンプ６４、トランジスタＭ_１１、抵抗Ｒ_１１，Ｒ_１２は、２つの電圧Ｖ_Ｈ，Ｖ_Ｌを生成する。Ｒ_１１＝Ｒ_１２であるとき、
Ｖ_Ｈ＝Ｖ_ＲＥＦ−Ｖ_ＨＹＳ×Ｒ_１１／Ｒ_１２＝Ｖ_ＲＥＦ−Ｖ_ＨＹＳ
Ｖ_Ｌ＝Ｖ_ＨＹＳ
が成り立つ。２つの電圧の平均値（Ｖ_Ｈ＋Ｖ_Ｌ）／２＝Ｖ_ＲＥＦ／２であり、基準電圧Ｖ_ＲＥＦに応じている。また２つの電圧の差分（ヒステリシス幅）ΔＶは、ΔＶ＝Ｖ_Ｈ−Ｖ_Ｌ＝Ｖ_ＲＥＦ−２Ｖ_ＨＹＳであり、ヒステリシス幅設定電圧Ｖ_ＨＹＳに対して負の相関を有する。

セレクタ６６は、２つの電圧Ｖ_Ｈ，Ｖ_Ｌを受け、制御パルスＳ_ＣＮＴに応じた一方を選択する。セレクタ６６の出力電圧と基準電圧Ｖ_ＲＥＦが、抵抗ネットワークＲ_２１〜Ｒ_２３によって合成される。コンパレータ６０の非反転入力端子には、制御パルスＳ_ＣＮＴに応じて、２値で変化するしきい値電圧Ｖ_{ＵＰＰＥＲ}，Ｖ_{ＢＯＴＴＯＭ}が発生する。

ヒステリシス幅設定電圧Ｖ_ＨＹＳは一定としてもよいが、この場合、スイッチングコンバータ１４の入力電圧Ｖ_ＤＣや出力電圧Ｖ_ＬＯＡＤに応じてスイッチング周波数が変動することとなる。そこで、スイッチング周波数が一定となるように、ヒステリシス幅設定電圧Ｖ_ＨＹＳをフィードバック制御してもよい。このために、周波数検出回路７０およびエラーアンプ７２が設けられる。周波数検出回路７０は、制御パルスＳ_ＣＮＴの周波数、すなわちスイッチング周波数を示す周波数検出信号Ｖ_{Ｆ＿ＤＥＴ}を生成する。エラーアンプ７２は、周波数検出信号Ｖ_{Ｆ＿ＤＥＴ}と周波数の基準値Ｖ_{Ｆ＿ＲＥＦ}の誤差に応じたヒステリシス幅設定電圧Ｖ_ＨＹＳを出力する。これにより、スイッチング周波数の変動が抑制される。

なおしきい値電圧生成回路６２の構成は図７のそれに限定されず、公知の、あるいはその他の回路形式を用いてもよい。

（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態に係る点灯回路１０Ｂを備える車両用灯具２Ｂの回路図である。点灯回路１０Ｂは、図３の点灯回路１０Ａの保護回路４０に代えて保護回路８０を備える。

保護回路８０は、光源４の両端間の負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤの急峻な低下を検出すると活性化し、スイッチングコンバータ１４から光源４に流れる電流の一部Ｉ_ＳＩＮＫを、光源４とは別経路にシンクするよう構成される。

以上が点灯回路１０Ｂの基本構成である。続いてその動作を説明する。図９は、図８の点灯回路１０Ｂの動作波形図である。時刻ｔ_０より前において、出力電流Ｉ_ＯＵＴは、目標値Ｉ_ＲＥＦの近傍の２つのしきい値Ｉ_{ＵＰＰＥＲ}およびＩ_{ＢＯＴＴＯＭ}の間に安定化されている。すべてのバイパススイッチ２０＿１〜２０＿Ｎがオフであり、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤは、Ｎ×Ｖ_Ｆである。

時刻ｔ_０に、半分のバイパススイッチ２０が同時にオンすると、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤは、瞬時にＮ／２×Ｖ_Ｆにドロップし、電流平滑回路３０のインダクタＬ_２の両端間に電位差が発生し、過渡電流Ｉ_ＴＲＮが誘起される。

保護回路８０は、時刻ｔ_０における負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤの急峻な低下を検出すると活性化状態となる。そして、スイッチングコンバータ１４から光源４を経てスイッチングコンバータ１４に戻る主電流経路に流れる電流の一部Ｉ_ＳＩＮＫをシンクする。保護回路８０がシンクする電流量Ｉ_ＳＩＮＫを、過渡電流Ｉ_ＴＲＮと同程度とすることにより、光源４に流れる駆動電流Ｉ_ＤＲＶの上昇を抑制できる。

図１０（ａ）、（ｂ）は、保護回路８０の構成例を示す回路図である。図１０（ａ）を参照する。保護回路８０は、判定回路８２およびスイッチ８４を含む。スイッチ８４は、電流平滑回路３０のキャパシタＣ_３と並列なシャント経路８６の上に設けられる。スイッチ８４のオン状態が、保護回路８０の活性化状態に対応する。判定回路８２は、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤにもとづいて、スイッチ８４のオン、オフを制御する。活性化状態においてスイッチ８４がオンすると、キャパシタＣ_２から流出する電荷が、インダクタＬ_２ではなく、シャント経路８６に引き込まれる。

図１０（ｂ）を参照する。この保護回路８０は、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤが急峻に低下し、かつ電流平滑回路３０のインダクタＬ_２の両端間の電圧Ｖ_Ｌ１が第１しきい値Ｖ_ＴＨ１を超えると活性化する。

シャント経路８６の上には、第１トランジスタＭ_３１、第２トランジスタＭ_３２が直列に設けられる。第１トランジスタＭ_３１のソースはインダクタＬ_２の一端と接続され、第１トランジスタＭ_３１のゲートは抵抗Ｒ_３１を介して、インダクタＬ_２の他端と接続されており、したがって第１トランジスタＭ_３１のゲートソース間には、インダクタＬ_２の両端間電圧ＶＬ_１が印加されている。第１トランジスタＭ_３１は、電流平滑回路３０のインダクタＬ_２の両端間の電圧Ｖ_Ｌ１が第１しきい値（ゲートソース間しきい値Ｖ_{ＧＳ（ｔｈ）}）を超えたときにオンとなる。

判定回路８２は、負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤの微分信号に応じたゲート信号を、第２トランジスタＭ_３２のゲートに供給する。キャパシタＣ_３１および抵抗Ｒ_３２はハイパスフィルタであり、微分器を形成している。ハイパスフィルタの出力は、バイポーラトランジスタＱ_３３のベースに入力される。バイポーラトランジスタＱ_３３および抵抗Ｒ_３３は、インバータ（反転器）と把握される。負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤが急峻に低下すると、トランジスタＱ_３３がターンオンし、第２トランジスタＭ_３２がターンオンする。

シャント経路８６は、インダクタＬ２よりも光源４側に設けられてもよい。シャント経路８６は、導通、遮断が切りかえ可能な電流源やインピーダンス回路で形成してもよい。

最後に、車両用灯具２の用途を説明する。図１１は、図３もしくは図８の車両用灯具を備えるランプユニット（ランプアッシー）５００の斜視図である。ランプユニット５００は、透明のカバー５０２、ハイビームユニット５０４、ロービームユニット５０６、筐体５０８を備える。上述の車両用灯具２は、たとえばハイビームユニット５０４に用いることができる。複数の発光素子６は、それぞれが異なる領域を照射するように、たとえば横方向に一列に配置される。そして、車両の走行状態において、車両側のコントローラ、たとえばＥＣＵ（電子制御ユニット）により、照射すべき領域が適応的に選択される。車両用灯具２には、照射すべき領域を指示するデータが入力され、車両用灯具２は、指示された領域に対応する発光素子６を点灯させる。

以上、本発明について実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセス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。以下、こうした変形例について説明する。

（変形例１）
光源４としては、ＬＥＤの他にＬＤ（レーザダイオード）や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などの半導体光源を用いてもよい。

（変形例２）
実施の形態では、バイパス制御方式にともなう負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤの変動を説明したがその限りではない。たとえば光源４にショート異常が発生した場合にも負荷電圧Ｖ_ＬＯＡＤは急峻に低下し、過渡電流Ｉ_ＴＲＮが流れるおそれがある。本発明はこのようなショート対策にも有効である。

（変形例３）
実施の形態では、リップル制御の一例としてヒステリシス制御を説明したがその限りではなく、アッパー検出オフ時間固定方式、あるいはボトム検出オン時間固定方式を採用してもよい。

（変形例４）
図１１のランプユニット５００では、ハイビームユニット５０４に車両用灯具２を使用する場合を説明したが、それに代えて、あるいはそれに加えて、ロービームユニット５０６に車両用灯具２を用いてもよい。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

１…バッテリ、２…車両用灯具、３…ハーネス、４…光源、６…発光素子、１０…点灯回路、１２…昇圧コンバータ、１４…スイッチングコンバータ、１６…コンバータコントローラ、１８…バイパス回路、２０…バイパススイッチ、２２…バイパスコントローラ、３０…電流平滑回路、４０…保護回路、５０…電圧源、５２…ヒステリシスコンパレータ、５４…ドライバ、６０…コンパレータ、６２…しきい値電圧生成回路、６４…オペアンプ、６６…セレクタ、７０…周波数検出回路、７２…エラーアンプ、８０…保護回路、８２…判定回路、８４…スイッチ。

Claims (7)

1. リップル制御される定電流出力のスイッチングコンバータと、
   前記スイッチングコンバータの出力電流を平滑化し、光源に供給する電流平滑回路と、
   前記光源の両端間の負荷電圧の急峻な低下を検出すると、前記スイッチングコンバータのリップルを有する出力電流の平均値を規定する目標値を一時的に低下させ、その後、元の値に戻す保護回路と、
   を備えることを特徴とする点灯回路。
2. 前記スイッチングコンバータは、前記スイッチングコンバータの出力電流の目標値を規定する基準電圧を生成する電圧源を含み、
   前記保護回路は、前記負荷電圧を微分するハイパスフィルタを含み、前記ハイパスフィルタの出力に応じて、前記基準電圧を強制的に低下させることを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
3. リップル制御される定電流出力のスイッチングコンバータと、
   前記スイッチングコンバータの出力電流を平滑化し、光源に供給する電流平滑回路と、
   前記光源の両端間の負荷電圧の急峻な低下を検出すると活性化し、前記スイッチングコンバータから前記光源に流れる電流の一部を前記光源とは別経路にシンクする保護回路と、
   を備え、
   前記保護回路は、前記電流平滑回路のインダクタの両端間の電圧が第１しきい値を超えると活性化することを特徴とする点灯回路。
4. 前記保護回路は、前記電流平滑回路のキャパシタと並列な経路の上に設けられ、前記電流平滑回路のインダクタの両端間の電圧が前記第１しきい値を超えるとオンする第１スイッチを含むことを特徴とする請求項３に記載の点灯回路。
5. 前記保護回路は、前記電流平滑回路のキャパシタと並列な経路の上に、前記第１スイッチと直列に設けられ、前記負荷電圧の微分信号に応答してオンする第２スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の点灯回路。
6. 前記光源は、直列接続された複数の発光素子を含み、
   前記点灯回路は、それぞれが前記複数の発光素子の対応するひとつと並列に接続される複数のバイパススイッチをさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の点灯回路。
7. 光源と、
   請求項１から６のいずれかに記載の点灯回路と、
   を備えることを特徴とする車両用灯具。

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