KR20090086331A - 차량용 등기구의 점등 제어 장치 - Google Patents

차량용 등기구의 점등 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 간단하고 용이한 구성에 의해 회로 소자의 고장을 방지하고, 안전성의 향상을 도모하는 것을 목적으로 한다.
점등 제어 장치(1)는 각각 LED(40-1∼40-N)에 직렬 접속되어 LED 구동 전류를 검출하는 션트 저항(RSH), 각각 상기 각 LED의 양극측에 접속된 PMOS 트랜지스터(33) 및 각각 검출된 상기 구동 전류값과 기준값을 비교한 결과에 따른 비교 출력을 송출하는 비교 증폭기(31)를 포함하고, 각 PMOS 트랜지스터(33)의 온·오프 동작을 행하는 전류 구동 수단(30-1∼30-N)과, 전류 구동 수단(30-1∼30-N)에서 발생한 이상을 검출하여 이상 검출 결과를 송출하는 제너 다이오드(ZD1) 및 제너 다이오드(ZD2)를 포함하는 제어 수단(50)을 갖는다. 제어 수단(50)은 상기 이상 검출 결과를 수신하고 나서 소정 시간이 경과한 후에 PMOS 트랜지스터(33)를 오프 동작시키도록 제어한다.

Description

차량용 등기구의 점등 제어 장치{LIGHTING CONTROL UNIT FOR VEHICLE LIGHTING FIXTURE}
본 발명은, 차량용 등기구의 점등 제어 장치에 관한 것으로서, 반도체 발광 소자로 구성된 반도체 광원의 점등을 제어하는 차량용 등기구의 점등 제어 장치에 관한 것이다.
종래, 차량용 등기구로서, 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 등의 반도체 발광 소자를 반도체 광원으로서 이용한 것이 알려져 있고, 이러한 종류의 차량용 등기구에는 LED의 점등을 제어하기 위한 점등 제어 장치가 실장되어 있다.
상기 점등 제어 장치는, 단일 스위칭 레귤레이터와, 복수개의 LED에 대응한 시리즈 레귤레이터와, 이 각 시리즈 레귤레이터에 대응하는 보호 제어 회로를 포함하고 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
단일 스위칭 레귤레이터는, 콘덴서, 트랜스, 다이오드, 제1 NMOS(Negative Channel Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터 및 제어 회로를 포함하고 있고, LED로 구동 전류를 공급하기 위한 전류 공급 수단으로서 기능하고 있다.
각 시리즈 레귤레이터는, 비교 증폭기, 제2 NMOS 트랜지스터, 션트 저항 및 기준 전압을 발생하는 기준 전원을 포함하고 있다. 각 제2 NMOS 트랜지스터는 각각 션트 저항과 함께 LED에 직렬로 접속되며, 스위치 소자로서 기능하고 있다. 비교 증폭기는 비반전 입력 단자(플러스 입력 단자)에 입력되는 기준 전압과 반전 입력 단자(마이너스 입력 단자)에 입력되는 전압 드롭(션트 저항의 전압 강하)을 비교하고, 비교 결과에 따른 게이트 전압(제어 신호)을 생성하며, 이 게이트 전압을 제2 NMOS 트랜지스터의 게이트에 인가하여 이 제2 NMOS 트랜지스터의 온 오프 동작을 제어하고, 각 LED에 규정된 전류가 흐르도록 제어하고 있다.
어느 하나의 LED에 흐르는 전류가 규정 전류를 하회하면, 제2 NMOS 트랜지스터의 게이트 전압은 높아진다. 이 각 제2 NMOS 트랜지스터 중 어느 하나의 게이트 전압이 높아지면, 제어 회로는 단일 스위칭 레귤레이터의 출력 전압을 높게 하도록 제1 NMOS 트랜지스터에 대한 온 오프 동작을 제어한다. 또한, 제2 NMOS 트랜지스터의 모든 게이트 전압이 임계 전압 정도로 낮아지면, 제어 회로는 단일 스위칭 레귤레이터의 출력을 낮게 하도록 제1 NMOS 트랜지스터의 스위칭 동작을 제어한다.
각 보호 제어 회로는, 각 LED의 인가 전압 또는 각 비교 증폭기의 출력에 의한 게이트 전압의 이상에 응답하여 각 제2 NMOS 트랜지스터의 동작을 안전측으로 제어한다. 각 보호 제어 회로는, 제1 제너 다이오드, 제2 제너 다이오드, 다이오드, CR 회로, PNP 트랜지스터 및 NPN 트랜지스터를 포함하고 있으며, 제1 제너 다이오드의 캐소드측은 비교 증폭기의 출력측에 접속되고, 제2 제너 다이오드의 캐소드측은 제2 NMOS 트랜지스터의 드레인에 접속되며, 다이오드의 애노드측은 각 제2 NMOS 트랜지스터의 게이트에 접속되어 있다.
제1 제너 다이오드는, 비교 증폭기의 출력에 의한 게이트 전압의 이상 유무 를 검출한다. 제1 제너 다이오드에 의해 게이트 전압의 이상이 검출되면, 각 제2 NMOS 트랜지스터의 동작이 제어된다.
예컨대, LED의 단선에 의해 이 LED에 개방 이상이 발생하면 제2 NMOS 트랜지스터에 전류가 흐르지 않게 되지만, 비교 증폭기가 제2 NMOS 트랜지스터에 규정된 전류를 흐르게 하기 위한 제어를 행하기 때문에, 비교 증폭기의 출력에 의한 게이트 전압이 순차적으로 높아져서 제2 NMOS 트랜지스터는 포화하여 온 동작 상태가 된다. 비교 증폭기의 출력에 의한 게이트 전압이 제1 제너 다이오드의 제너 전압보다도 더 높아지면, 이 제1 제너 다이오드에 제너 전류가 흐르고, CR 회로에 있어서의 시정수로 결정되는 시간이 경과할 때까지 콘덴서에 전하가 축적된다.
상기 시정수로 결정되는 시간이 경과한 후에 콘덴서의 양단 전압이 NPN 트랜지스터의 임계 전압보다도 높아지면, NPN 트랜지스터가 온 동작 상태가 되고, NPN 트랜지스터의 컬렉터 전위가 저하함에 따라 PNP 트랜지스터가 온 동작 상태가 되며, 다이오드에 전류가 흐르고, 제2 NMOS 트랜지스터의 게이트 전압이 저하하며, 이상이 발생한 LED에 접속된 제2 NMOS 트랜지스터가 오프 동작 상태가 된다.
한편, 제2 제너 다이오드는, 제2 NMOS 트랜지스터에 인가되는 전압, 즉, 드레인 전압의 이상 유무를 감시하고, 드레인 전압의 상승에 따라 이상을 검출한다. 예컨대, LED의 애노드-캐소드간이 단락되었을 때에는, LED의 양단 전압은 0 V가 되기 때문에, 이상이 발생한 LED에 접속되는 제2 NMOS 트랜지스터의 드레인-소스간의 전압은 정상시보다도 상승하며, 드레인-소스간의 전압이 제2 제너 다이오드의 제너 전압보다도 높아지면, 제2 제너 다이오드에 제너 전류가 흐르고, CR 회로에 있어서 의 시정수로 결정되는 시간이 경과할 때까지 콘덴서에 전하가 축적된다.
상기 시정수로 결정되는 시간이 경과한 후에 콘덴서의 양단 전압이 NPN 트랜지스터의 임계 전압보다도 높아지면, NPN 트랜지스터가 온 동작 상태가 되고, PNP 트랜지스터가 온 동작 상태가 되며, 동시에 다이오드에 전류가 흐르고, 제2 NMOS 트랜지스터의 게이트 전압이 저하하며, 제2 NMOS 트랜지스터가 오프 동작 상태가 된다.
즉, 각 보호 제어 회로는 LED가 단선하거나 했을 때에는, LED나 시리즈 레귤레이터의 회로 소자를 보호하기 위해서, 각 제2 NMOS 트랜지스터를 오프 동작시키 도록 제어하고, LED의 애노드-캐소드간이 단락되었을 때에는, LED나 시리즈 레귤레이터의 회로 소자를 보호하기 위해서, 각 제2 NMOS 트랜지스터를 오프 동작시키도록 제어하고 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2006-103477호 공보
LED의 애노드-캐소드간의 단락에 의한 이상인 경우에는, 이상이 발생하고 있는 동안, 상기 제2 NMOS 트랜지스터에 있어서 계속해서 전력이 소비되고 있기 때문에 쓸데없이 전력을 소비하고 있다. 따라서, 쓸데없는 전력 소비를 억제하기 위해서, 신속하게 시리즈 레귤레이터의 동작을 정지시키도록 제어를 행하게 하는 것이 바람직하다.
한편, LED의 개방에 의한 이상인 경우에는, 출력 배선의 접촉 불량 등을 원인으로 하는 것으로서, 회로 소자에 손상을 주거나, 발연 등으로 이어지는 이상은 아니기 때문에, 이상으로 판단할 때까지의 시간(CR 회로의 시정수로 결정되는 시간)을 길게 하여 이상 검출의 감도를 둔감하게 하도록 제어를 행하게 하는 것이 바람직하다.
그러나, 상기한 종래 기술에 있어서는, LED의 개방에 의한 이상이 검출된 경우에는, CR 회로의 시정수로 결정되는 시간의 경과 후에 제2 NMOS 트랜지스터를 오프 동작의 상태로 하여 시리즈 레귤레이터의 동작을 정지시키고, LED의 애노드-캐소드간의 단락에 의한 이상이 검출된 경우에는, CR 회로의 시정수로 결정되는 시간의 경과 후에 제2 NMOS 트랜지스터를 오프 동작의 상태로 하여 시리즈 레귤레이터의 동작을 정지시키고 있기 때문에, 이상이라고 판단하고 나서 시리즈 레귤레이터의 동작을 정지시킬 때까지의 시간이 이상의 종류에 상관없이 CR 회로의 시정수로 결정되는 시간이 되어 버린다.
이 때문에, 상기 종래 기술에서는, LED의 이상 종류에 따른 적정한 시간으로 이상을 판단할 수 없기 때문에, 이상이 발생한 경우에 이상의 종류에 따라서는 적정한 시간이 경과한 후에, 즉시 시리즈 레귤레이터의 동작을 정지시킬 수 없고, 시리즈 레귤레이터의 동작 정지까지의 시간에 따라서는 회로 소자가 고장난다고 하는 문제가 발생한다.
그래서, 본 발명은 간단하고 용이한 구성에 의해 회로 소자의 고장을 방지하고, 안전성의 향상을 도모하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 제1 형태에 따른 차량용 등기구의 점등 제어 장치는, 제1∼제N(N은 1 이상의 정수)의 반도체 광원으로 구동 전류를 공급하는 스위칭 레귤레이터와, 각각 상기 각 반도체 광원에 직렬로 접속되어 상기 구동 전류를 검출하는 제1∼제N 전류 검출부, 각각 상기 각 반도체 광원의 양극측에 접속된 제1∼제N 스위치부 및 각각 상기 각 전류 검출부에 의해 검출된 상기 구동 전류의 값과 미리 정해진 임계값을 비교하여 얻어진 비교 결과에 따른 비교 출력을 송출하는 제1∼제N 비교부를 포함하고, 각각 상기 비교 출력에 따라 상기 각 스위치부의 온·오프 동작을 행하는 제1∼제N 전류 구동 수단과, 상기 전류 구동 수단에서 발생하는 이상을 검출하여 이상 검출 결과를 송출하는 이상 검출부를 2 이상 구비하는 제어 수단을 가지며, 상기 제어 수단은 이상 검출 결과를 수신하고 나서 소정 시간이 경과한 후에 상기 각 스위치부를 오프 동작시키도록 제어하고, 상기 소정 시간은 상기 2 이상의 이상 검출부가 송출하는 이상 검출 결과에 따라 상이하게 한 것이다.
상기 제어 수단은, 상기 비교부의 출력측 전압을 검출하고, 검출한 출력측 전압을 소정의 기준값과 비교하여 이상을 검출하며, 각각 제1∼제N의 제1 이상 검출 결과를 송출하는 제1∼제N의 제1 이상 검출부와, 상기 반도체 광원의 양극측 전압을 검출하고, 검출한 양극측 전압을 소정의 기준값과 비교하여 이상을 검출하며, 각각 제1∼제N의 제2 이상 검출 결과를 송출하는 제1∼제N의 제2 이상 검출부를 가지며, 각각 상기 제1∼상기 제N의 제1 이상 검출 결과를 수신하고 나서 제1 시간 경과 후, 또는 상기 제1∼상기 제N의 제2 이상 검출 결과를 수신하고 나서 제2 시간 경과 후에, 상기 각 스위치부를 오프 동작시키도록 상기 제1∼상기 제N 비교부의 비교 출력을 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어 수단은 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간을 미리 기억하고 있는 기억부를 포함하는 전류 구동 제어부를 가지며, 상기 전류 구동 제어부는 각각 상기 제1 이상 검출 결과 또는 상기 제2 이상 검출 결과를 수신하여 상기 기억부로부터 판독된 상기 제1 시간 경과 후 또는 상기 제2 시간 경과 후에, 상기 각 스위치부를 오프 동작시키도록 상기 비교부에 제어 신호를 송출하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 이상 검출부와 상기 제2 이상 검출부 중 적어도 하나의 이상 검출부가 이상을 검출한 경우에는, 1개의 제1 신호선에 의해 상기 이상 검출 결과가 송출되고, 상기 제1∼상기 제N의 제2 이상 검출부 중 적어도 하나의 이상 검출부가 이상을 검출한 경우에는, 1개의 제2 신호선에 의해 상기 제2 이상 검출 결과가 송출되는 것이 바람직하다.
본 발명의 차량용 등기구의 점등 제어 장치는, 제1∼제N(N은 1 이상의 정수)의 반도체 광원으로 구동 전류를 공급하는 스위칭 레귤레이터와, 각각 상기 각 반도체 광원에 직렬로 접속되어 상기 구동 전류를 검출하는 제1∼제N 전류 검출부와, 각각 상기 각 반도체 광원의 양극측에 접속된 제1∼제N 스위치부와, 각각 상기 각 전류 검출부에 의해 검출된 상기 구동 전류의 값과 미리 정해진 임계값을 비교하여 얻어진 비교 결과에 따른 비교 출력을 송출하는 제1∼제N 비교부를 포함하고, 각각 상기 비교 출력에 따라 상기 각 스위치부의 온·오프 동작을 행하는 제1∼제N 전류 구동 수단과, 상기 전류 구동 수단에서 발생하는 이상을 검출하여 이상 검출 결과를 송출하는 이상 검출부를 2 이상 구비하는 제어 수단을 가지며, 상기 제어 수단은 이상 검출 결과를 수신하고 나서 소정 시간이 경과한 후에 상기 각 스위치부를 오프 동작시키도록 제어하고, 상기 소정 시간은 상기 2 이상의 이상 검출부가 송출하는 이상 검출 결과에 따라 상이한 것을 특징으로 한다.
따라서, LED의 이상 종류에 따른 적정한 시간으로 이상을 판단할 수 있고, 상기 적정한 시간이 경과한 후, 즉시 시리즈 레귤레이터의 동작을 정지시킬 수 있어 간단하고 용이한 구성에 의해 회로 소자의 고장을 방지하고, 안전성의 향상을 도모할 수 있다.
청구항 제2항에 기재한 발명에 있어서는, 상기 제어 수단은, 상기 비교부의 출력측 전압을 검출하고, 검출한 출력측 전압을 소정의 기준값과 비교하여 이상을 검출하며, 각각 제1∼제N의 제1 이상 검출 결과를 송출하는 제1∼제N의 제1 이상 검출부와, 상기 반도체 광원의 양극측 전압을 검출하고, 검출한 양극측 전압을 소정의 기준값과 비교하여 이상을 검출하며, 각각 제1∼제N의 제2 이상 검출 결과를 송출하는 제1∼제N의 제2 이상 검출부를 가지며, 각각 상기 제1∼상기 제N의 제1 이상 검출 결과를 수신하고 나서 제1 시간 경과 후, 또는 상기 제1∼상기 제N의 제2 이상 검출 결과를 수신하고 나서 제2 시간 경과 후에, 상기 각 스위치부를 오프 동작시키도록 상기 제1∼상기 제N 비교부의 비교 출력을 제어하고 있기 때문에, LED의 이상 종류에 따른 적정한 시간을 간단하고 용이한 구성에 의해 설정할 수 있다.
청구항 제3항에 기재한 발명에 있어서는, 상기 제어 수단은 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간을 미리 기억하고 있는 기억부를 포함하는 전류 구동 제어부를 가지며, 상기 전류 구동 제어부는 각각 상기 제1 이상 검출 결과 또는 상기 제2 이상 검출 결과를 수신하여 상기 기억부로부터 판독된 상기 제1 시간 경과 후 또는 상기 제2 시간 경과 후에, 상기 각 스위치부를 오프 동작시키도록 상기 비교부에 제어 신호를 송출하고 있기 때문에, LED의 이상 종류에 따른 적정한 시간을 간단하고 용이한 구성에 의해 설정할 수 있다.
청구항 제4항에 기재한 발명에 있어서는, 상기 제1 이상 검출부와 상기 제2 이상 검출부 중 적어도 하나의 이상 검출부가 이상을 검출한 경우에는, 1개의 제1 신호선에 의해 상기 이상 검출 결과가 송출되고, 상기 제1∼상기 제N의 제2 이상 검출부 중 적어도 하나의 이상 검출부가 이상을 검출한 경우에는, 1개의 제2 신호선에 의해 상기 제2 이상 검출 결과가 송출되기 때문에, LED의 이상 종류에 따라 적정한 시간으로써 이상 판단을 행하는 것을, 필요 최저한의 이상 검출용 단자수를 구비한 회로 구성에 의해 실행할 수 있으며, 그 결과, 제어 수단으로서의 마이크로 컴퓨터의 입력 단자수를 감소시킬 수 있다.
이하에, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구의 점등 제어 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구의 점등 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
차량용 등기구의 점등 제어 장치(1)는 단일 스위칭 레귤레이터(10)와, 반도체 광원으로서의 LED(40-1∼40-N)와, 전류 구동부(30-1∼30-N)와, 제어 수단으로서의 제어부(50)를 포함하고 있다.
스위칭 레귤레이터(10)는 플라이백형의 스위칭 레귤레이터로서, LED(40-1∼40-N)에 LED 구동 전류를 공급하고 있다.
스위칭 레귤레이터(10)는 콘덴서(C1, C2), 트랜스(T), 기생 다이오드(D1), NMOS 트랜지스터(11, 12) 및 스위칭 레귤레이터 제어 회로(18)를 포함하고 있다. 콘덴서(C1)의 양단측은 전원 입력 단자(15, 16)에 각각 접속되고, 콘덴서(C2)의 양단측은 출력 단자(19, 20)에 각각 접속되어 있다. 전원 입력 단자(15)는 차량 탑재 배터리(13)의 플러스 단자에 접속되고, 전원 입력 단자(16)는 차량 탑재 배터리(13)의 마이너스 단자에 접속되어 있다. 출력 단자(19)는 각 LED(40-1∼40-N)의 애노드측에 접속되어 있다. 출력 단자(20)는 각 LED(40-1∼40-N)의 캐소드측에 접속되어 있다.
스위칭 레귤레이터(10)에 있어서, 스위칭 레귤레이터 제어 회로(18)로부터 출력되는 스위칭 신호, 예컨대, 수십 kHz∼수백 kHz의 주파수에 따른 스위칭 신호에 의해 NMOS 트랜지스터(11)의 온·오프 동작이 행해진다. 전원 입력 단자(15, 16) 사이에 입력되는 직류 전압을 각 LED(40-1∼40-N)의 발광 에너지로 하기 위해서, 상기 직류 전압이 교류 전압으로 변환된다. 입력된 직류 전압은 트랜스(T)의 1차측에서 교류 전압으로 변환되고, 교류 전압은 트랜스(T)의 2차측에서 정류된다.
다이오드는 전류를 정류하는 소자로서 알려져 있다. 본 제1 실시형태에서는, 정류 소자로서는 스위칭 레귤레이터의 출력 전류가 크기 때문에, 소자의 손실이 적다고 하는 점에서 다이오드보다도 MOS 트랜지스터 쪽이 바람직하기 때문에, NMOS 트랜지스터(12)를 정류 소자로서 이용하여 동기 정류 제어를 행하고 있다. NMOS 트랜지스터는 PMOS(Positive Channel Metal 0xide Semiconductor) 트랜지스터보다도 온 저항이 작기 때문에, GND(그라운드) 기준으로 구동시키면 전류 손실 및 회로 규모도 작게 할 수 있다.
콘덴서는 정류된 전류의 평활화를 행하는 소자로서 알려져 있다. 교류 전압은, 2차측에 설치된 NMOS 트랜지스터(12)와 기생 다이오드(D1)를 정류 소자로 하여 정류되고, 정류된 전류는 콘덴서(C2)에 의해 평활화된다. 이와 같이 하여 평활화된 직류 전류는 각 LED(40-1∼40-N)에 공급된다.
전류 구동부(30-1∼30-N)는 각각 비교 증폭기(31), 스위치부로서 기능하는 NMOS 트랜지스터(32) 및 PMOS 트랜지스터(33)를 포함하고, LED(40-1∼40-N)에 LED 구동 전류를 공급하고 있다. 또한, NMOS 트랜지스터(32) 대신에 NPN 바이폴라 트랜 지스터를 설치하여도 좋다.
각 LED(40-1∼40-N)의 애노드측에는 전류 검출부로서 기능하는 션트 저항(RSH)이 접속되어 있다. 션트 저항(RSH)에는 차동 증폭기(62)가 병렬로 접속되어 있다. 션트 저항(RSH)에 의해 검출된 LED 구동 전류는 검출 전압으로서 차동 증폭기(62)를 통해 비교 증폭기(31)의 마이너스 입력 단자에 인가된다.
비교 증폭기(31)의 플러스 입력 단자는 저항(R7)을 통해 PNP 트랜지스터(36)의 컬렉터에 접속되고, 저항(R8)을 통해 전원 출력 단자(20)에 접속되어 있다. PNP 트랜지스터(36)의 베이스는 저항(R18)을 통해 제어 회로(25)의 온·오프 신호 출력 단자에 접속되어 있다.
비교 증폭기(31)의 비교 출력 단자에는 NMOS 트랜지스터(32)의 게이트와 후술하는 제어부(50)를 구성하는 제1 전압 강하 검출부로서 기능하는 제너 다이오드(ZD1)가 접속되어 있다. NMOS 트랜지스터(32)는 저항(R2)을 통해 PMOS 트랜지스터(33)에 접속되어 있다.
LED(40-1∼40-N)의 애노드측에는 PMOS 트랜지스터(33)와 후술하는 제어부(50)를 구성하는 제2 전압 강하 검출부로서 기능하는 제너 다이오드(ZD2)가 접속되어 있다.
제어부(50)는 전류 구동 제어부로서 기능하는 제어 회로(25)와 전류 구동부(30-1∼30-N)에 대하여 각별히 설치된 이상 상태 검출부를 포함하고 있다. 제어 회로(25)는 CPU(중앙 처리 장치: Central Processing Unit: 도시하지 않음), 기억 부로서 기능하는 RAM(Random Access Memory: 도시하지 않음) 및 ROM(Read Only Memory: 도시하지 않음) 중 적어도 하나를 포함하고 있다.
이상 상태 검출부는 제너 다이오드(ZD1) 및 NPN 트랜지스터(34)와 제너 다이오드(ZD2) 및 NPN 트랜지스터(35)를 포함하고 있다. NPN 트랜지스터(34, 35)의 컬렉터는 제어 회로(25)에 접속되어 있다.
이하에, 본 제1 실시형태에 따른 점등 제어 장치의 동작에 대해서 설명한다.
LED(40-1)를 점등할 때, 제어 회로(25)는 신호선(L3)을 통해 PNP 트랜지스터(36)의 베이스에 로우 레벨 신호를 입력한다. PNP 트랜지스터(36)는 로우 레벨 신호를 수신하여 온 동작하기 때문에, 비교 증폭기(31)의 플러스 입력 단자에는 기준 전압의 저항 분압이 인가된다. 따라서, 비교 증폭기(31)로부터는 NMOS 트랜지스터를 온되도록 제어하는 아날로그 제어 신호가 NMOS 트랜지스터(32)의 게이트에 송출된다. NMOS 트랜지스터(32)는 그 제어 신호를 수신하여 온 동작의 상태가 되고, PMOS 트랜지스터(33)도 온 동작의 상태가 된다. 따라서, LED(40-1)로 LED 구동 전류가 공급된다.
LED(40-1)를 소등할 때, 제어 회로(25)는 신호선(L3)을 통해 PNP 트랜지스터(36)의 베이스에 하이 레벨 신호를 입력한다. PNP 트랜지스터(36)는 하이 레벨 신호를 수신하여 오프 동작하기 때문에, 비교 증폭기(31)로부터는 NMOS 트랜지스터를 오프하도록 제어하는 제어 신호가 NMOS 트랜지스터(32)의 게이트에 송출된다. NMOS 트랜지스터(32)는 그 제어 신호를 수신하여 오프 동작의 상태가 되고, PMOS 트랜지스터(33)도 오프 동작의 상태가 된다. 따라서, LED(40-1)로 LED 구동 전류가 공급된다.
여기서, LED(40-1∼40-N)가 정상일 때에는, 제너 다이오드(ZD1)에는 전류가 흐르지 않고, 제너 다이오드(ZD2)에 전류가 흐르고 있다. 그 때문에 NPN 트랜지스터(34)가 오프 동작의 상태가 되어 풀업 저항(R19)을 통해 제어 회로(25)에 하이 레벨 신호가 출력된다.
다음에, 제1 이상 상태로서, 예컨대, LED(40-1)만 개방(오픈)하고, 다른 LED(40-2∼40-N)가 정상인 경우에는, LED(40-1)의 캐소드측에는 전류는 흐르지 않는다. 따라서, 비교 증폭기(31)의 비교 출력이 커져 제너 다이오드(ZD1)에 전류가 흐르고, NPN 트랜지스터(34)가 온 동작하여 로우 레벨 신호를 제어 회로(25)에 송출한다. 이와 같이 하여 LED(40-1)의 개방에 의한 이상 상태가 검출된다.
다음에, 제2 이상 상태로서, 예컨대, LED(40-1)의 애노드-캐소드간이 단락된 경우에는, 애노드측의 전압이 낮아지기 때문에 제너 다이오드(ZD2)에 전류가 흐르지 않게 되고, NPN 트랜지스터(35)가 오프 동작하여 하이 레벨 신호를 제어 회로(25)에 송출한다. 이와 같이 하여 LED(40-1)의 애노드-캐소드간의 단락에 의한 이상 상태가 검출된다.
다음에, 제3 이상 상태로서, 예컨대, LED(40-1)의 애노드측이 지락(地絡)된 경우에는, 애노드측의 전압이 낮아지기 때문에 제너 다이오드(ZD2)에 전류가 흐르지 않게 되고, NPN 트랜지스터(35)가 오프 동작하여 하이 레벨 신호를 제어 회로(25)에 송출한다. 이와 같이 하여 LED(40-1)의 애노드 지락에 의한 이상 상태가 검출된다.
본 발명에 따른 점등 제어 장치는, 후술하는 바와 같이, 상기 제1 이상 상태를 검출한 경우에 있어서의 전류 구동부의 제어와 상기 제2 또는 제3 이상 상태를 검출한 경우에 있어서의 전류 구동부의 제어가 각각 상이한 점에 특징이 있다.
이하, 상기 제1 이상 상태를 검출한 경우에 있어서의 전류 구동부의 제어에 대해서 설명한다.
상기 제1 이상 상태가 검출되었을 때에, NPN 트랜지스터(34)로부터 출력된 로우 레벨 신호(이하, 제1 이상 신호라 함)를 수신하고 나서 전류 구동부의 동작을 정지시킬 때까지의 시간은 제1 시간의 정보로서, 제어 회로(25) 내에 설치된 기억부(RAM, ROM 등)에 미리 기억되어 있다.
제어 회로(25)는, 상기 제1 이상 신호를 수신하고 나서, 상기 기억부로부터 판독된 상기 제1 시간 경과 후에 NMOS 트랜지스터(32) 및 PMOS 트랜지스터(33)를 오프 동작시키도록 비교 증폭기(31)의 비교 출력을 제어한다.
구체적으로는, 제어 회로(25)는 상기 제1 이상 신호를 수신하고 나서 상기 제1 시간 경과 후에 하이 레벨 신호를 송출한다. 제어 회로(25)로부터의 하이 레벨 신호는 신호선(L3)을 통해 PNP 트랜지스터(36)의 베이스에 입력된다. PNP 트랜지스터(36)는 하이 레벨 신호를 수신하여 오프 동작하기 때문에, 비교 증폭기(31)의 플러스 입력 단자에는 전압은 인가되지 않는다. 한편, 비교 증폭기(31)의 마이너스 입력 단자에는 차동 증폭기(62)로부터 일정한 전압이 인가된다. 따라서, 비교 증폭기(31)로부터는 NMOS 트랜지스터를 오프하도록 제어하는 제어 신호(로우 레벨 신호)가 NMOS 트랜지스터(32)의 게이트에 송출된다. NMOS 트랜지스터(32)는 그 제어 신호를 수신하여 오프 동작의 상태가 되고, PMOS 트랜지스터(33)도 오프 동작의 상태가 된다. 따라서, LED(40-1)로의 LED 구동 전류의 공급은 정지된다.
다음에, 상기 제2 또는 상기 제3 이상 상태를 검출한 경우에 있어서의 전류 구동부의 제어에 대해서 설명한다.
여기서, 상기 제2 이상 상태 또는 상기 제3 이상 상태가 검출되었을 때에, NPN 트랜지스터(35)로부터 출력된 하이 레벨 신호(이하, 제2 이상 신호라 함)를 수신하고 나서 전류 구동부의 동작을 정지시킬 때까지의 시간은 제2 시간의 정보로서, 제어 회로(25) 내에 설치된 상기 기억부에 미리 기억되어 있다.
제어 회로(25)는, 상기 제2 이상 신호를 수신하고 나서, 상기 기억부로부터 판독된 상기 제2 시간 경과 후에 NMOS 트랜지스터(32) 및 PMOS 트랜지스터(33)를 오프 동작시키도록 비교 증폭기(31)의 비교 출력을 제어한다.
구체적으로는, 제어 회로(25)는 상기 제2 이상 신호를 수신하고 나서 상기 제2 시간 경과 후에 하이 레벨 신호를 송출한다. 그 후의 동작은 상기한 제1 이상 상태가 검출된 경우에 있어서의 동작과 동일하므로 생략한다.
여기서, 상기 제2 시간은 상기 제1 시간보다도 짧게 설정되어 있다. 이것은 상기한 바와 같이 상기 제1 이상 상태에서는 이상 검출의 감도를 둔감하게 하도록 이상이 발생하고 있는 LED를 구동하는 전류 구동부의 제어를 행하게 하는 것이 바람직하고, 상기 제2 또는 상기 제3 이상 상태에서는 그 이상이 발생하고 있는 LED를 구동하는 전류 구동부의 동작을 신속하게 정지시키도록 제어하는 것이 바람직하기 때문이다.
또한, 동시에 상기 제1 이상 상태와 상기 제2 및 상기 제3 이상 상태가 발생한 경우에는, 제2 이상 상태에 있어서의 전류 구동 제어(단시간에 의한 동작 정지 제어)가 우선적으로 행해진다. 제1 이상 상태에 있어서의 전류 구동 제어(장시간에 의한 동작 정지 제어)를 우선한 경우에는 LED의 고장이 발생될 확률이 보다 높아지기 때문이다.
따라서, 본 제1 실시형태에 따르면, LED의 이상 종류에 따른 적정한 시간으로 이상을 판단할 수 있고, 이상 상태의 계속 시간의 카운트를 CR 회로를 이용하지 않고 제어 수단에 의해 행하고 있기 때문에 점등 제어 장치의 구성을 간소화할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 차량용 등기구의 점등 제어 장치에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 차량용 등기구의 점등 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다. 또한, 도 2의 제너 다이오드(ZD1)와 제너 다이오드(ZD2)의 캐소드측에는 도 1의 전류 구동부(30-1∼30-N)가 설치되어 있다.
본 제2 실시형태는, 상기한 제1 실시형태에 비하여 제너 다이오드(ZD2)의 애노드측에 있어서의 회로 구성 및 제어 회로(25)에의 접속이 상이하다. 따라서, 이하의 제2 실시형태의 설명에 있어서는, 상기한 제1 실시형태와 동일한 개소에 대해서는 간단히 설명한다.
본 제2 실시형태에 있어서의 이상 상태 검출부는, 상기한 제1 이상 상태를 검출하는 제너 다이오드(ZD1) 및 NPN 트랜지스터(34)와, 상기한 제2 및 상기한 제3 이상 상태를 검출하는 제너 다이오드(ZD2) 및 PNP 트랜지스터(38)와, 상기한 제2 및 상기한 제3 이상 상태를 검출하는 NPN 트랜지스터(42)를 포함하고 있다. NPN 트랜지스터(34)의 컬렉터는 제어 회로(25)에 접속되어 있다. 제너 다이오드(ZD2)의 애노드에는 PNP 트랜지스터(38)의 베이스가 접속되고, PNP 트랜지스터(38)의 컬렉터는 다이오드(D3) 및 다이오드(D4)의 애노드에 접속되어 있다.
각 다이오드(D4)의 캐소드 전체는 NPN 트랜지스터(42)의 베이스에 접속되어 있다. NPN 트랜지스터(42)의 컬렉터는 제어 회로(25)에 접속되어 있다. NPN 트랜지스터(42)의 에미터는 각 NPN 트랜지스터(34)의 에미터 및 전원의 출력 단자(20)에 접속되어 있다.
제어 회로(25)는 상기 제1 이상 상태를 검출한 경우에는, 상기한 제1 실시형태와 마찬가지로, NPN 트랜지스터(34)로부터 출력되는 상기 제1 이상 신호를 수신하고 나서 상기 제1 시간 경과 후에 NMOS 트랜지스터(32) 및 PMOS 트랜지스터(33)를 오프 동작시키도록 비교 증폭기(31)의 비교 출력을 제어한다.
상기 제2 또는 상기 제3 이상 상태를 검출한 경우에는, 제너 다이오드(ZD2)에 전류가 흐르지 않고, PNP 트랜지스터(38)는 온 동작하며, NPN 트랜지스터(34) 및 42)도 온 동작한다. NPN 트랜지스터(34 및 42)는 상기 제2 이상 신호를 제어 회로(25)에 송출한다. 제어 회로(25)는 상기 제2 이상 신호를 수신하고 나서 상기 제2 시간 경과 후에 NMOS 트랜지스터(32) 및 PMOS 트랜지스터(33)를 오프 동작시키 도록 비교 증폭기(31)의 비교 출력을 제어한다.
구체적으로는, 제어 회로(25)는 상기 제2 이상 신호를 수신하고 나서 상기 제2 시간 경과 후에 하이 레벨 신호를 PNP 트랜지스터(36)에 송출한다. 그 후의 동 작은 상기한 제1 이상 상태가 검출된 경우에 있어서의 동작과 동일하므로 생략한다.
상기한 구성에 따르면, LED(40-1∼40-N) 중 적어도 하나가 상기한 제2 및 제3 이상 상태가 된 경우라도, 반드시 NPN 트랜지스터(42)에 의해 제2 이상 신호가 제어 회로(25)에 송출되며, 제어 회로(25)는 상기 제2 이상 신호를 수신하고 나서 상기 제2 시간 경과 후에 하이 레벨 신호를 PNP 트랜지스터(36)에 송출한다.
제어 회로(25)의 이상 검출용 단자의 수는 전류 구동부(30-1∼30-N)의 수에 1을 더한 수(N+1개)가 된다. 따라서, LED의 이상 종류에 따라 적정한 시간으로써 이상 판단을 행하는 것을, 필요 최저한의 이상 검출용 단자수를 구비한 회로 구성에 의해 실행할 수 있다. 즉, 상기한 제1 실시형태와 동일한 기능을 갖게 하는 동시에 제어 회로의 입력 채널수를 감소시킬 수 있다.
또한, 동시에 상기 제1 이상 상태와 상기 제2 및 상기 제3 이상 상태가 발생한 경우에는, 상기한 본 제1 실시형태와 마찬가지로, 제2 이상 상태에 있어서의 전류 구동 제어(단시간에 의한 동작 정지 제어)가 우선적으로 행해진다.
상기한 각 실시형태는 본 발명을 적합하게 실시한 형태의 일례에 불과하며, 본 발명은 그 주지를 일탈하지 않는 한, 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구의 점등 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 차량용 등기구의 점등 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 점등 제어 장치
10 : 스위칭 레귤레이터
11, 12, 32 : NMOS 트랜지스터
13 : 차량 탑재 배터리
15, 16 : 전원 입력 단자
18 : 스위칭 레귤레이터 제어 회로
19, 20 : 출력 단자
25 : 제어 회로
30-1∼30-N : 전류 구동부
31 : 비교 증폭기
33 : PMOS 트랜지스터
34, 35, 42 : NPN 트랜지스터
36, 38 : PNP 트랜지스터
40-1∼40-N : LED
45 : 통신 신호 입력 단자
50 : 제어부
62 : 차동 증폭기

Claims (4)

  1. 제1∼제N(N은 1 이상의 정수)의 반도체 광원으로 구동 전류를 공급하는 스위칭 레귤레이터와,
    각각 상기 각 반도체 광원에 직렬로 접속되어 상기 구동 전류를 검출하는 제1∼제N 전류 검출부와, 각각 상기 각 반도체 광원의 양극측에 접속된 제1∼제N 스위치부와, 각각 상기 각 전류 검출부에 의해 검출된 상기 구동 전류의 값과 미리 정해진 임계값을 비교하여 얻어진 비교 결과에 따른 비교 출력을 송출하는 제1∼제N 비교부를 포함하고, 각각 상기 비교 출력에 따라 상기 각 스위치부의 온·오프 동작을 행하는 제1∼제N 전류 구동 수단과,
    상기 전류 구동 수단에서 발생하는 이상을 검출하여 이상 검출 결과를 송출하는 이상 검출부를 2 이상 구비하는 제어 수단
    을 포함하고,
    상기 제어 수단은 이상 검출 결과를 수신하고 나서 소정 시간이 경과한 후에 상기 각 스위치부를 오프 동작시키도록 제어하고,
    상기 소정 시간은 상기 2 이상의 이상 검출부가 송출하는 이상 검출 결과에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 차량용 등기구의 점등 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은,
    상기 비교부의 출력측 전압을 검출하고, 검출한 출력측 전압을 소정의 기준 값과 비교하여 이상을 검출하며, 각각 제1∼제N의 제1 이상 검출 결과를 송출하는 제1∼제N의 제1 이상 검출부와,
    상기 반도체 광원의 양극측 전압을 검출하고, 검출한 양극측 전압을 소정의 기준값과 비교하여 이상을 검출하며, 각각 제1∼제N의 제2 이상 검출 결과를 송출하는 제1∼제N의 제2 이상 검출부
    를 포함하고,
    각각 상기 제1∼상기 제N의 제1 이상 검출 결과를 수신하고 나서 제1 시간 경과 후, 또는 상기 제1∼상기 제N의 제2 이상 검출 결과를 수신하고 나서 제2 시간 경과 후에, 상기 각 스위치부를 오프 동작시키도록 상기 제1∼상기 제N 비교부의 비교 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구의 점등 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간을 미리 기억하고 있는 기억부를 포함하는 전류 구동 제어부를 포함하고,
    상기 전류 구동 제어부는 각각 상기 제1 이상 검출 결과 또는 상기 제2 이상 검출 결과를 수신하여 상기 기억부로부터 판독된 상기 제1 시간 경과 후 또는 상기 제2 시간 경과 후에, 상기 각 스위치부를 오프 동작시키도록 상기 비교부에 제어 신호를 송출하는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구의 점등 제어 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 이상 검출부와 상기 제2 이상 검출부 중 적어도 하나의 이상 검출부가 이상을 검출한 경우에는, 1개의 제1 신호선에 의 해 상기 이상 검출 결과가 송출되고,
    상기 제1∼상기 제N의 제2 이상 검출부 중 적어도 하나의 이상 검출부가 이상을 검출한 경우에는, 1개의 제2 신호선에 의해 상기 제2 이상 검출 결과가 송출되는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구의 점등 제어 장치.
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