WO2011010269A2

WO2011010269A2 - 電力変換装置およびこれを用いた車両用点灯装置、車両用前照灯及び車両

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Publication number: WO2011010269A2
Application number: PCT/IB2010/053269
Authority: WO
Inventors: 寿文田中
Original assignee: パナソニック電工株式会社
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2010-07-19
Publication date: 2011-01-27
Also published as: JP2011025826A; WO2011010269A3; CN102470792B; EP2457768A4; US8624499B2; CN102470792A; US20120086336A1; EP2457768B1; JP5379592B2; EP2457768A2

Abstract

複数の入力状態を監視して共通のコイルもしくはスイッチ素子を用いて出力の変更を実現することにより点灯装置の小型化・低コスト化を実現する。異なるモードで入力されるグランド共通かつ略同電位のＤＣ電源を複数受け、複数の負荷を動作させる電力変換装置において、複数のＤＣ電源の入力状態に応じて、それぞれの負荷を動作させ、かつ少なくとも共通のスイッチ素子もしくはコイルを介して複数の負荷へ電力を供給する。第１のＤＣ電源は車両のすれ違いビームを点灯させるスイッチを介して供給される電源、第２のＤＣ電源は車両のイグニッションに連動して供給される電源とする。第１の負荷は車両用の前照灯、第２の負荷は車両の昼間点灯用のサイン灯とする。

Description

明細書

発明の名称：

電力変換装置およびこれを用いた車両用点灯装置、車両用前照灯及び車両技術分野

[1] 本発明は、複数の略同電位の入力を受けて複数の負荷に電力供給する電力変換装置およびこれを用いた車両用点灯装置、車両用前照灯及び車両に関するものである。

背景技術

[2] これまでの電力変換装置は単一入力を受けて単一出力するものが主流であつた。しかし近年、電源や負荷が多様化し、いろいろなタイミングで入力される複数入力に対して、それに応じて複数出力するものが要求されている。特に車載用の電力変換装置の分野では、各種制御ュニッ卜の統合化が進められ、多入力/多出力化が進んでいる。

[3] 複数の光源を有する車両用照明装置を例に、図 1 8に 2系統の負荷を制御する電力変換装置を示す。本電力変換装置は、車両用のバッテリ BTに直結された電 311 と、車両用通 ^< (言である C A N (c o n t r o l l e r a r e a n e t wo r k) 通信 2を受けて、 2系統の L E D 3 (読書灯）と L E D 4 (足元灯）の点灯制御を行うものである。それぞれの入力を入力接続部 1 0で受けて、 2系統の L ED 3、 4に対して出力接続部 1 1を介して出力する。本電力変換装置の構成は、バッテリ直結電源 1の電圧を L ED 3、 4が必要とする一定電流へ変換するための第 1の電力変換部 8と第 2の電力変換部 9およびそれらを制御する制御部 7、バッテリ直結電源 1を受けて制御部 7への電源を出力する制御電源部 5、さらに L ED 3、 4の点灯タイミングを通知する CAN通信 2を受信するためのトランシーバ 6より構成される。制御部 7は第 1の電力変換部 8や第 2の電力変換部 9より、出力電流値に対応した検出信号を受けて、第 1の電力変換部 8や第 2の電力変換部 9へ駆動信号を出力することで、 L ED 3、 4を制御している。 [4] 図 1 9と図 20に第 1の電力変換部 8や第 2の電力変換部 9の一例を示す。図 1 9に電力変換部の一例であるフライバック回路の構成を示す。 DC電源 (+B〜GN D間の電圧）をコンデンサ C 1で受け、コンデンサ C 1 と並列にトランス T 1の一次側巻線 T P 1 とスィッチ素子 SW1の直列回路を接続する。スィッチ素子 SW1の駆動信号が電力変換部に入力される。トランス T 1の二次側巻線 T S 1 とダイォ一ド D 1の直列回路とコンデンサ C 2を並列に接続する。コンデンサ C 2と並列に負荷と抵抗 R 1の直列回路を接続可能なように出力部を設ける。抵抗 R 1により出力電流を検出し、検出信号として出力する。

[5] 以下に回路動作を示す。スィッチ素子 SW1の ONタイミングにてコンデンサ C 1よりトランス T 1の一次側巻線 T P 1 とスィツチ素子 SW1へと電流が流れる。 2次側のダイォ一ド D 1の向きをスイツチ素子 S W 1の O N時に 2次側電流が流れない向きに設定しておくことにより、トランス T 1へエネルギ一を蓄える。スィツチ素子 SW1の O F Fタイミングにてトランス T 1 に蓄えられたエネルギーがトランス T 1の二次側巻線 TS 1よりダイォ一ド D 1を介してコンデンサ C 2へ移る。コンデンサ C 2より抵抗 R 1を介して負荷へ電力を供給する。出力電流を抵抗 R 1にて検出し、制御部 7によりスイッチ素子 SW1の駆動信号の ON/O F F時間を調整する。これにより、出力電流を一定に制御することが可能となる。

[6] また、図 20に電力変換部の一例であるオートトランスを用いた昇圧回路の構成を示す。 DC電源（+B〜GN D間の電圧）をコンデンサ C 3で受け、コンデンサ C 3と並列にコイル T 2の一次側巻線 T P 2とスイツチ素子 S W 2の直列回路を接続する。スィッチ素子 SW2の駆動信号が電力変換部に入力される。スィッチ素子 SW2と並列に、コイル T 2の二次側巻線 T S 2とダイォ一ド D 2とコンデンサ C 4を直列に接続する。コイル T 2の一次側巻線 T P 2と二次側巻線 T S 2は加極性に巻回し、ダイオード D 2は電源から出力側へ電流が流れる方向へ設置する。コンデンサ C 4と並列に負荷と抵抗 R 2の直列回路を接続可能なように出力部を設ける。抵抗 R 2により出力電流を検出し、検出信号として出力する。

[7] 以下に、回路動作を示す。スィッチ素子 SW2の ONタイミングにてコンデンサ C 3よりコイル T 2の一次側巻線 T P 2とスィツチ素子 SW2へと電流が流れ、コイル T 2へエネルギーが蓄えられる。スィッチ素子 SW2の O F Fタイミングにてコイル T 2へ蓄えられたエネルギーがコンデンサ C 3、コィル T 2、ダイオード D 2を介してコンデンサ C 4へ移る。コンデンサ C 4 より抵抗 R 2を介して負荷へ電力を供給する。出力電流を抵抗 R 2にて検出し、制御部 7によりスィッチ素子 SW2の駆動信号の ON F F時間を調整する。これにより出力電流を一定に制御することが可能となる。

[8] 図 21に、 2系統の負荷を制御する異なる構成の電力変換装置を示す。図 1 8と入出力にて異なる点は、入力となる DC電源が、車両のアクセサリ（A c c) に連動した A c c電源 1 2と、車両のィグニッシヨン（ I G N) に連動した I GN電源 1 3となっている点である。このため制御電源部 5への入力は、 A c c電源 1 2、 I G N電源 1 3の両方よりそれぞれダイオード D4と D3を介して入力される。また、電力変換部が抵抗 R 3とスィッチ素子 SW3 の直列回路による所定電流回路（ I GN電源 1 3から負荷 3の順方向降下電圧 V f を減算した電圧値を抵抗 R3で除算した電流値となる）と、コイル L 1 とダイオード D 5とスィッチ素子 SW4と電流検出抵抗 R 4と検出部 1 4 による定電流回路となっている点である。

[9] 上記定電流回路の動作を図 22に示す。スィッチ素子 SW4が ONの時には A c c電源 1 2よりの電流がコィル L 1、 L E D 4、電流検出抵抗 R 4、スィツチ素子 SW4を介して流れ、その電流値が所定電流値 I m a Xとなると、スィッチ素子 SW4を O F Fする。スィッチ素子 SW4が O F Fされると、コイル L 1の電流が、 L E D 4、電流検出抵抗 R 4、ダイオード D 5を介して流れ、その電流値が所定電流値 I m i nとなると、スィッチ素子 SW4 を ONする。この繰り返しにより、定電流制御を実現している。

[10] 複数負荷を制御する制御部 7は、一般的に C A N通信 2やその他の通信に応じてスィッチ素子 SW3、 SW4を制御して、負荷 3および 4 (例えば、 L E D 3及び 4 ) へ電力を供給するものが多い。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[1 1 ] 図 1 8または図 2 1に示した従来例の構成により、複数の負荷 3、 4を制御する電力変換装置を実現することは可能であつたが、各負荷 3、 4に対して電力変換部 8、 9もしくは少なくともスィッチ素子が必要となり、点灯装置の小型化■低コスト化が困難であった。また、負荷制御に C A N通信 2等の信号が必要であり、これも低コスト化が困難な理由の一つであった。

課題を解決するための手段

[12] 本発明の一実施形態によれば、異なるモードで入力されるグランド共通かつ略同電位の D C電源を複数受け、複数の負荷を動作させる電力変換装置において、複数の D C電源の入力状態に応じて、それぞれの負荷を動作させ、かつ少なくとも共通のスィツチ素子もしくはコイル Lを介して複数の負荷へ電力を供給することを特徴とするものである。

図面の簡単な説明

[13] 図 1は本発明の実施形態 1の回路図である。

[14] 図 2は本発明の実施形態 1の動作波形図である。

[15] 図 3は本発明の実施形態 1の一変形例の動作波形図である。

[16] 図 4は本発明の実施形態 1の他の変形例の動作波形図である。

[17] 図 5は本発明の実施形態 1の更に他の変形例の回路図である。

[18] 図 6は本発明の実施形態 2の回路図である。

[19] 図 7は本発明の実施形態 2の動作波形図である。

[20] 図 8は本発明の実施形態 2の電力変換部の一変形例を示す回路図である。

[21 ] 図 9は本発明の実施形態 3の回路図である。

[22] 図 1 0は本発明の実施形態 3の動作波形図である。

[23] 図 1 1は本発明の実施形態 4の回路図である。

[24] 図 1 2は本発明の実施形態 5の回路図である。 [25] 図 1 3は本発明の実施形態 5の一変形例を示す回路図である。

[26] 図 1 4は本発明の実施形態 2に係る L ED点灯装置を実装した回路基板を示す斜視図である。

[27] 図 1 5は本発明の実施形態 2に係る L ED点灯装置を搭載する基板上に負荷である L EDも同時に実装した場合の回路基板を示す斜視図である。

[28] 図 1 6は本発明の点灯装置を搭載した車両用前照灯の概略断面図である。

[29] 図 1 7は本発明の点灯装置もしくは前照灯を搭載した車両を示す説明図である。

[30] 図 1 8は従来例 1の回路図である。

[31] 図 1 9は従来例 1の電力変換部の一例を示す回路図である。

[32] 図 20は従来例 1の電力変換部の他の一例を示す回路図である。

[33] 図 21は従来例 2の回路図である。

[34] 図 22は従来例 2の動作波形図である。

発明を実施するための最良の形態

[35] (実施形態 1 )

[36] 図 1に本発明の実施形態 1の電力変換装置の回路構成を示す。前照灯スィッチに連動する電源 21の負荷は、すれ違いビームを作成する前照灯 26である。前照灯スイッチに連動する電源 21力、ら前照灯 26 (例えば、 L ED) への電力供給は、コイル L 1 と電流検出抵抗 R 4とスィッチ素子 SW4を介して行われる。ダイオード D 5はスィッチ素子 SW4が O F F時に、コイル L 1による電流を回生させる方向に接続している。電流検出抵抗 R 4と検出部 1 4により前照灯 26へ流れる電流を検出し、その検出信号 s 1を制御部 7へ入力する。

[37] ィグニッシヨン（ I GN) に連動する電源 1 3の負荷は、昼間点灯して他車へ自車の存在を知らせるサイン灯 25 (D a y T i me Ru n n i n g L i g h t ： D T R L) (例えば、 L ED) である。ィグニッシヨン（ I GN) に連動する電源 1 3からサイン灯 25への電力供給はハイサイドスィツチ 22と抵抗 R3とスィッチ素子 SW4を介して行われる。ィグニッション（ I G N) に連動する電源 1 3と前照灯スィツチに連動する電源 2 1の状態を検出部 23、 24により検出し、その検出結果を制御部 7へ入力する。制御部 7は、前照灯スィッチに連動する電源 2 1 とィグニッシヨン（ I G N ) に連動する電源 1 3の状態を検出して、表 1に示すように、両負荷を ON /O F F制御する。

ほ 1]

[39] 両電源の入力の変化による両負荷の点灯制御のタイミングチャートを図 2に示し、以下に動作を説明する。

[40] I G N電源 1 3、前照灯スィツチ電源 2 1の両方が O F Fの場合は、制御電源部 5への入力が無く、両負荷 25、 26は O F F状態である。両負荷 25 、 26が O F Fの状態から I G N電源 1 3が O Nされた場合、駆動信号 d 1 、 d 2によりハイサイドスイッチ 22とスィッチ素子 SW4を O Nし、抵抗 R 3を介して L E D 25を点灯させる。この場合の抵抗 R 3は、数 mA〜数十 mAに制限した所定電流を出力するためのものであるため、数 1 0 Ω〜数 k Ω (例えば 680 Ω) である。

[41] その後、前照灯スィッチ電源 2 1が ONされると、ハイサイドスイッチ 22 の駆動信号 d 1を O F Fすることで L E D 25への電力供給を遮断する。さらに、駆動信号 d2によって（例えば、数十〜数百 kHzで駆動することによって ) スィッチ素子 SW4の ON/O F Fにより L E D 26へ定電流を供給する。スィツチ素子 SW4の O N時にはコイル L 1→L E D 26→抵抗 R 4→スィツチ素子 SW4を介して前照灯スィツチに連動する電源 2 1より L E D 2 6へ電流が供給される。スィツチ素子 SW4の O F F時にはコイル L 1→ L E D 26→抵抗 R 4→ダイォ一ド D 5を介して回生電流が流れる。上記電流の変化を抵抗 R 4により検出し、その検出信号 s 1に応じてスィッチ素子 S W4の ON/O F Fを制御することにより定電流を実現する。この場合の抵抗 R 4は電流検出用であり、抵抗 R 4でのロスを低減するため数十 m Ω〜数 Ω ( 1 Aの電流の場合 1 OmW〜 1 Wのロスとなる）である。

[42] 両負荷 25、 26が O F Fの状態から前照灯に連動する電源 21が O Nされた場合、ハイサイドスィッチ 22の O F Fを維持したまま、スィッチ素子 S W4の O N/O F Fにより L E D 26へ定電流を供給する。

[43] 本実施形態により、共通のスィッチ素子 SW4により複数の負荷 25、 26 を点灯制御することが可能となり、かつ電源状況により負荷の O N F F を判断するため、負荷の点消灯のタイミングが入力される通信も不要となる。これにより、従来の回路より小型化■低コスト化を実現することが可能となる。

[44] (実施形態 1 a )

[45] I G Nに連動する電源 1 3のみが O Nしている場合、実施形態 1では駆動信号 d 2を常時 ONとしていたが、点灯を 50 H z未満の周波数（例えば 1 0 H z) で ON/O F Fさせることにより、人の目にも点滅を認識させることができ、きらめき感を向上させ、日中点灯時の自車の認知度を向上させることが可能となる（残光等の影響はあるが、 60 H z以上で L EDを明滅させると D C点灯の調光状態のように見える。制御系等のばらつきを考慮すると 50 H z未満で点灯させることで、きらめき感の実現が可能となる）。

[46] 図 3にその場合のタイミングチャートを示す。これにより、スィッチ素子 S W 4は、 L E D 25の明滅制御による視認性向上と L E D 26の所定電流制御の両方の制御を実現することが可能となり、個別のスィツチ素子により制御していた場合と比較して、小型化■低コスト化を実現することができることは言うまでもない。また、 I GN電源 1 3のみが O Nされている場合は、駆動信号 d 1 と駆動信号 d 2が入れ替わつていても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。

[47] (実施形態 1 b) [48] また、 I G N電源 1 3のみが O Nの場合、駆動信号 d 2の周波数を 60 H z より高くすることで、人の目には明滅が見えなくなり、調光点灯が実現可能である。抵抗 R 3を介して L ED 25へ所定の電流を供給する場合、電源電圧の大きさに依存して電流値が異なるが、電源電圧に応じて PWM (p u I s e— w i d t h mo d u I a t i o n) の刁ン■ 丁ュ一丁ィを口」 '変すことで、所定時間当たりは略同一の電流値とし、 L ED 25の光束を略同一とすることができる。図 4の例では、電源電圧が低いほど、オン■デューティが広くなつている。本明細書において、抵抗を用いた所定の電流を流す回路とは、上記のような制御も含むものとする。

[49] (実施形態 1 c )

[50] 実施形態 1では L EDを負荷として示したが、図 5に示すように、 L ED2 5の負荷をハロゲンランプ 27に変更しても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。この場合、抵抗 R3を削除することも可能となる。

[51] また、実施形態 1では I GNに連動する電源 1 3より L ED 25への電流供給にハイサイドスイッチ 22を介していたが、図 5に示すようにハイサイドスィッチ 22を介さずに電流を供給しても良い。この場合、前照灯に連動する電源 21 と I GNに連動する電源 1 3の両方が O Nされた場合は、 L ED 26へ定電流を流すようにスィッチ素子 SW4を ON/O F Fする。これにより、ハロゲンランプ 27を高周波（数十 k H z以上）で ON/O F Fすることとなり、調光点灯状態で点灯することが可能となる。

[52] また、ハロゲンランプ 27を車幅灯として使用する場合、 I GNに連動する電源 1 3が車幅灯のスィツチに連動する電源となり、前照灯スィツチが O N された場合には、車幅灯のスィッチに連動する電源は入力されない。このようなシステムに用いることにより、上記のように両電源が ONされるという状態を無くし、ハイサイドスィッチを削除することが可能となる。これにより、更なる小型化■低コスト化を実現することができる。

[53] (実施形態 2)

[54] 図 6に本発明の実施形態 2の電力変換装置の回路構成を示す。実施形態 1 と同じ構成は、同一符号を付けることにより説明を省略する。実施形態 1 (図 1 ) と異なる点を以下に示す。

[55] 本実施形態では、 L ED 26への電力変換部として、図 1 9の従来例に示したフライバック回路を用いている。また、本実施形態では、 L ED 25への電力変換部として、実施形態 1に示した L ED 26への電力変換部を用いており、ダイオード D 5と直列に抵抗 ROを接続している。 L ED 26へ電力供給するフライバック回路の一次側のコイル T P 1 とスィツチ素子 SW1を用いて、 L E D 25へ電力供給する電力変換部のコイルとスィツチ素子を構成している。制御部 7はスィッチ素子 SW1を駆動する駆動信号 d 3を出力する。制御部 7は抵抗 R 4により L ED 25への出力電流を、抵抗 R 1により L ED 26への出力電流を検出し、それぞれ検出信号 s 1、検出信号 s 2 として検出する。

[56] 制御部 7の動作を図 7に示す。 I GNに連動する電源 1 3が入力されると、制御部 7は検出部 23を介して電源 1 3の O Nを検出し、駆動信号 d 3よりスィッチ素子 SW1を駆動する PWM信号を出力する。これにより L ED 2 5へ定電流を出力する。その出力電流を抵抗 R 4により検出信号 s 1 として検出し、 PWM信号の ON時間と O F F時間を制御して定電流制御を実現している。また、その定電流制御を一定の周波数（例えば 1 O H z) で繰り返すことにより L E D 25を点滅点灯させて、 L E D 25のきらめき感を向上させ、自車の認知度を向上させている。その後、前照灯スィッチに連動する電源 21が入力されると、 L E D 25の両端電圧が同電位となり、 L ED 2 5が消灯する。前照灯スィッチに連動する電源 21が入力されたことを検出部 24を介して検出し、駆動信号 d 3よりスィッチ素子 SW1を駆動する P WM信号を出力する。これにより L E D 26へ定電流を出力する。

[57] その出力電流を抵抗 R 1を用いて検出信号 s 2として検出し、 PWM信号の ON時間と O F F時間を制御して定電流制御を実現している。その後、前照灯スィッチの ON F Fに連動して、駆動信号 d 3の PWM信号を切替える。 I G N電源 1 3と前照灯スィツチに連動する電源 21の両方が O Nしている状態で、 I GN電源 1 3が O F Fされた場合は、 L ED25へは逆電圧がかかるが、 L ED 25は消灯を維持する。 I GN電源 1 3と前照灯スイツチに連動する電源 21の両方が O F Fした状態で、前照灯スィツチに連動する電源 21が ONされた場合は、 L ED 26のみを駆動信号 d 3により定電流制御する。

[58] 以上の回路構成と制御により、 L E D 25と L E D 26への出力を制御する電力変換部の回路のうち、とくに大型部品であるスィッチ素子とコイルを兼用することが可能となる。これにより、同一のスィッチ素子とコイルにより両負荷を制御することが可能となり、点灯装置の小型化■低コスト化を実現することが可能となる。

[59] また、通常、前照灯スィッチに連動する電源 21は、 I GN電源 1 3カ《0 されている状態で ONされる。この場合、 L ED 25のアノード側とカソ一ド側の両方が電源へつながれることとなり、両方の電位が車両のバッテリ電圧（数 V〜二十数 V) で等しいため、 L E D 25へかかる電圧は 0となる。これにより、スィッチ素子 SW1の状態によらず、 L ED 25を自動的に消灯することができ、通信や電源監視の削除が可能となり、さらなる小型化 - 低コスト化を実現できる。

[60] 前照灯の電力は 35 W程度であり、 DTRL (D a y T i me Ru n n i n g L i g h t ) の電力は 5W程度である。昇圧能力を有するフライバック回路は、昇圧能力を有さない電力変換回路より大電力を出力するのに適している。そこで、 L ED26を前照灯、 L ED25を DTRLに活用している。

[61] 本実施形態では、 I G N電源 1 3と前照灯スィツチに連動する電源 21のみを入力としたが、その他の電源（バッテリ直結やアクセサリに連動する電源 ) が追加され、そこから異なる負荷へ電力供給されていたり、負荷制御に L I N/CANといつた通信を用いていても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。また、電源追加ではなく、電源が変更（ I GNに連動する電源が/くッテリに直結する電源ゃァクセサリに連動する電源となる）となっても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。

[62] 本実施形態では負荷を L E Dとしたが、負荷がハロゲンランプや高輝度放電灯（H I Dランプ）といった光源であっても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。また、光源ではなく、異なる電子ユニットへの電力供給用であっても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。例を挙げると、車両内で A C電源の機器を使用するための D C / A Cコンパ一タゃ、より高圧電圧を入力とする E C Uへの電源としての機能等がある。

[63] 実施形態では、 L E Dの制御として定電流制御を行っているが、本制御の代わりに、定電圧制御ゃ定電力制御といった制御を実施しても同様の効果を得ることができる。

[64] また、図 6に示した抵抗 R 4とトランス T 1 とスィッチ素子 S W 1 とダイォ -ド D 1およびコンデンサ C 2の回路を、図 8に示す回路構成としても同様の効果を得ることができることは言うまでも無い。図 8では、一次側巻線 T P 1を同一方向にさらに巻回したコイル T P 1 ' を用いている。これにより、 L E D 2 5を点灯させる際のコイルのインダクタンス値を容易に大きくすることが可能となり、所定電流制御を容易化することが可能となる。

[65] (実施形態 3 )

[66] 図 9に本発明の実施形態 3の回路図を示す。実施形態 2と同じ構成は、同一符号を付けることにより説明を省略する。実施形態 2 (図 6 ) と異なる点を以下に示す。

[67] L E D 2 6を高輝度放電灯 3 3に変更している。高輝度放電灯 3 3を点灯開始させるため、高電圧パルスを印加するためのィグナイタ 3 2を高輝度放電灯 3 3の前段に設置している。高輝度放電灯 3 3を矩形波にて点灯するため、フライバック回路の出力を矩形波に変換するフルブリッジインバ一タ 3 1 をフライバック回路の後段に設置している。フルブリッジインバ一タ 3 1は、ランプ電圧を検出するための検出信号 s 3を制御部 7へ入力している。制御部 7より、フルブリッジィンバータ 3 1を制御するための駆動信号 d 5と d 6を出力している。 [68] L E D 25へ所定の電流を流す回路が、 L E D 25と直列に設けた抵抗 R 5 、コイル T P 1、スィッチ素子 SW1の 3部品による構成となっている。この場合の抵抗値は電流を所定値（ I G N電源 1 3の電圧値— L E D 25の順方向降下電圧 V f ) / (抵抗 R 5の抵抗値）とするため、数百 Ω〜数 Ι Ωとなる。抵抗 R 5にて所定の電流を流す制御を抵抗 R 5にて実現するため、他の実施形態とは異なり、 L E D電流の検出信号 s 1、検出部 1 4、電流検出抵抗 R 4を削除している。

[69] 制御部 7の動作を図 1 0に示す。 I GNに連動する電源 1 3が入力されると、制御部 7は検出部 23を介して I G Ν電源 1 3の Ο Νを検出し、駆動信号 d 3としてスィツチ素子 SW1を駆動する PWM信号を出力する。このときの PWM信号は、 L ED 25を明滅することによりきらめき感を際立たせて、自車をより顕在化させることを実現しているため、数 1 O H z (例えば 1 O H z) の O N/O F F信号である。これにより L E D 25へ所定の電流を供給する。

[70] その後、前照灯スィッチに連動する電源 21が入力されると、 L ED25の両端電圧が同電位となり、 L ED 25が消灯される。前照灯スィッチに連動する電源 21が入力されたことを検出部 24により検出し、駆動信号 d 3としてスィッチ素子 SW1を駆動する PWM信号を出力する（高輝度放電灯 3 3を点灯させる場合、数十〜数百 k H zで駆動する）。検出したランプ電圧とランプ電流の値により PWM信号の O N/O F Fを可変とすることにより、高輝度放電灯 33へ一定の電力を供給する。高輝度放電灯 33の点灯には始動時のパルス出力等の異なる制御が必要であるが、ここでは説明を省略する。

[71] その後は、前照灯スィッチの ON F Fに連動して、駆動信号 d 3の PW M信号を切替える。 I G N電源 1 3と前照灯スィツチに連動する電源 21の両方が ONしている状態で、 I GN電源 1 3が O F Fされた場合は、 L ED 25へは逆電圧がかかるが、 L E D 25は消灯を維持する。 I G N電源 1 3 と前照灯スィツチに連動する電源 21の両方が O F Fした状態で、前照灯スィツチが O Nされた場合は、高輝度放電灯 3 3のみを駆動信号 d 3により制御する。

[72] 以上の回路構成と制御により、 L E D 2 5と高輝度放電灯 3 3への出力を制御する電力変換部の回路のうち、とくに大型部品であるスィッチ素子とコィルを兼用することが可能となる。これにより、同一のスィッチ素子とコイルにより両負荷を制御することが可能となり、点灯装置の小型化■低コスト化を実現することが可能となる。

[73] また、通常、前照灯スィツチは I G N電源が O Nされている状態で O Nされる。この場合、 L E D 2 5のァノ一ド側とカソ一ド側の両方が電源へつながれることとなり、両方の電位が車両のバッテリ電圧（数 V〜二十数 V ) で等しいため、 L E D 2 5へかかる電圧は 0となり、スィッチ素子 S W 1の状態によらず自動的に消灯することができ、通信や電源監視の削除が可能となり、さらなる小型化■低コスト化を実現できる。

[74] また、実施形態 2と比較して、 L E D 2 5を点灯させるための回路を簡素化することが可能となり、より小型化と低コスト化を実現することができる。

[75] 本実施形態では、 L E D 2 5を点灯させる場合に、自車の認知性を向上させるために明滅点灯させたが、 I G Nに連動する電源 1 3のみが入力されている場合は常時点灯させたり、より高周波にて調光点灯させても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。

[76] (実施形態 4 )

[77] 図 1 1に本発明の実施形態 4の回路図を示す。実施形態 2と同じ構成は、同 —符号を付けることにより説明を省略する。実施形態 2 (図 6 ) と異なる点を以下に示す。

[78] 本実施形態では、実施形態 2の（図 1 9にて示した）フライバック回路を、図 2 0にて示したオートトランスを用いた昇圧回路としている。また、 L E D 2 5の点灯回路を実施形態 3にて示した回路構成に変更している。

[79] 上記構成により、 L E D 2 5と 2 6への出力を制御する電力変換部の回路のうち、とくに大型部品であるスィツチ素子 S W 2とコイル T 2を兼用することが可能となる。これにより、同一のスィッチ素子 SW2とコイル T 2により両負荷 25、 26を制御することが可能となり、点灯装置の小型化■低コスト化を実現することが可能となる。

[80] また、通常、前照灯スィツチは I G N電源が O Nされている状態で O Nされる。この場合、 L ED25のァノ一ド側とカソ一ド側の両方が電源へつながれることとなり、両方の電位が車両のバッテリ電圧（数 V〜二十数 V) で等しいため、 L E D 25へかかる電圧は 0となり、スィッチ素子 SW2の状態によらず自動的に消灯することができ、通信や電源監視の削除が可能となり、さらなる小型化■低コスト化を実現できる。

[81] また、実施形態 2と比較して、 L ED 25を点灯させるための回路を簡素化することが可能となり、より小型化と低コスト化を実現することができる。

[82] 本実施形態では、オートトランスを用いた昇圧回路を用いたが、例えば二次側巻線 TS 2の無い昇圧チヨツバ回路ゃフォヮ一ド型コンバータ、さらにはチヨ一ク回路や S EP I C (s i n g l e— e n d e d p r i ma r y i n d u c t a n c e c o n v e r t e r) 回路等々、その他のコン /く一タ回路を用いても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。

[83] (実施形態 5)

[84] 図 1 2に本発明の実施形態 5の回路構成図を示す。実施形態 2と同じ構成は、同一符号を付けることにより説明を省略する。実施形態 2 (図 6) と異なる点を以下に示す。

[85] 本実施形態では、実施形態 2における L E D 26へ電力を供給するフライバック回路のダイオード D 1を削除し、スィッチ素子 SW7を追加した。追加したスィッチ素子 SW7のボディダイォ一ドが削除したダイォ一ド D 1 と同様の効果をなすように追加する。

[86] L E D 25へ所定の電流を流すための回路が、抵抗 R 5、ダイオード D 6、コイル TS 1、スィッチ素子 SW7の 4部品による構成となっている。この場合の抵抗値は電流を制限するため、数百 Ω〜数 Ι Ωとなる。

[87] ダイオード D 6と抵抗 R 6は、フライバック回路の出力電圧が大きくなつた際に、 L E D 25へ大きな逆電圧がかからないように、ダイオード D 6は L ED25と直列に、抵抗 R 6は L ED 25と並列に設けている。

[88] 本構成を採ることにより、 L E D 26の点灯時にはスィッチ素子 SW7を O

F Fしておくことにより、スィッチ素子 SW7のボディダイォ一ドを利用してフライバック回路を構成する。これにより、 L ED 26を定電流にて点灯させる。 L ED 25の点灯時には、スィッチ素子 SW7を O Nすることにより、抵抗 R5を用いて所定の電流を L ED 25へ流すことができる。また、コイル T S 1 とスィツチ素子 SW7により、上記所定の電流を O N/O F F し、 L ED25を明滅（周波数 1 O H z) させることができる。

[89] また、フライバック回路による L E D 26の点灯時において、スィッチ素子 SW7を常時 O F Fにするのではなく、スィツチ素子 SW1の O F F時に、スィツチ素子 SW7を ONすることによりフライバック回路の同期整流が可能となり、ボディダイォ一ドのみの場合よりも効率を向上させることも可能である。

[90] 上記構成により、 L ED 25と L ED 26への出力を制御する電力変換部の回路のうち、とくに大型部品であるスィッチ素子とコイルを兼用することが可能となる。これにより、同一のスィッチ素子とコイルにより両負荷を制御することが可能となり、点灯装置の小型化■低コスト化を実現することが可能となる。

[91] 本実施形態ではフライバック回路を用いたが、図 1 3に示したようにオートトランス回路（図 1 3) 等の異なるコンバータ回路を用いても同様の効果を得ることができることは言うまでもない。

[92] (実施形態 6)

[93] 図 1 4に本発明の実施形態 2で示した L ED点灯装置を実装した回路基板を示す。入力接続部 1 0よりの電源を受け、出力接続部 1 1へ電力を出力している。本実施形態では 2個の負荷への電力供給部が存在するため、基板上にて L E D 25への電力供給と L E D 26への電力供給のパターンを分離し、その間に制御部 7を設けることにより、各々の電力供給部のノィズ低減を実現している。

[94] 図 6で示した回路構成を用いることにより、基板の小型化や低コスト化を実現することができる。

[95] また、図 1 5に電力供給部を搭載する基板上に負荷である L E D 2 5、 2 6 も同時に実装した場合の回路基板を示す。本回路基板では、出力接続部をパターンにより構成し、負荷である L E D 2 5、 2 6を同一基板上に載せることが実現でき、更なる小型化と低コスト化を実現することが可能となる。

[96] (実施形態 7 )

[97] 図 1 6に本発明の点灯装置を搭載した車両用前照灯の概略断面構造を示す。

負荷である L E D 2 5、 2 6を内蔵したケース 4 0の前面開口部は透光カバ - 4 1により覆われており、ケース 4 0の底部に本発明の点灯装置 2 0を搭載している。本発明の点灯装置 2 0を搭載することで、車両用前照灯の小型化と低コスト化を実現することが可能となる。

[98] また、単一の点灯装置 2 0に複数の機能を搭載することが可能となるため、車両用前照灯への入力コネクタ（入力接続部 1 0 ) をまとめることが可能となる。

[99] (実施形態 8 )

[100] 図 1 7に本発明の点灯装置もしくは前照灯を搭載した車両を示す。前照灯スィツチに連動する電源 2 1 と I G N電源 1 3を受けて、 D T R Lとしての L E D 2 5、すれ違いビームとしての L E D 2 6を点灯制御している。

[1 01 ] 本発明の点灯装置や前照灯を搭載することにより、車両の小型化と低コスト化を実現することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[請求項 1 ] 異なるモードで入力されるグランド共通かつ略同電位の D C電源を複数受け、複数の負荷を動作させる電力変換装置において、複数の D C 電源の入力状態に応じて、それぞれの負荷を動作させ、かつ少なくとも共通のスィッチ素子もしくはコイルを介して複数の負荷へ電力を供給することを特徴とする電力変換装置。

[請求項 2] 第 1の D C電源には、第 1の負荷へ電力を供給する D C / D Cコンパータを構成するコイルとスィッチ素子の直列回路が少なくとも接続され、第 2の D C電源の正極と第 1の D C電源の正極の間に第 2の負荷が接続され、前記直列回路を介して第 2の負荷へ電力を供給することを特徴とする請求項 1記載の電力変換装置。

[請求項 3] 第 1の D C電源には、第 1の負荷へ電力を供給する D C / D Cコンパータを構成するコイルとスィッチ素子の直列回路が少なくとも接続され、第 2の D C電源の正極と D C / D Cコンバータの二次側の間に第 2の負荷が接続され、前記コイルを介して第 2の負荷へ電力を供給することを特徴とする請求項 1記載の電力変換装置。

[請求項 4] コイルは変圧器の一部であることを特徴とする請求項 1〜 3のいずれかに記載の電力変換装置。

[請求項 5] 第 1の負荷へ供給する電力は、第 2の負荷へ供給する電力よりも大きいことを特徴とする請求項 2〜 4のいずれかに記載の電力変換装置。

[請求項 6] 第 2の D C電源の正極とグランドの間には、少なくとも第 2の負荷と電流制限用の抵抗が接続されることを特徴とする請求項 2〜 5のいずれかに記載の電力変換装置。

[請求項 7] 第 2の負荷は 5 0 H z未満の周波数で点滅点灯する光源負荷であることを特徴とする請求項 2〜 6のいずれかに記載の電力変換装置。

[請求項 8] 第 1の D C電源は車両のすれ違いビームを点灯させるスィッチを介して供給される電源であり、第 2の D C電源は車両のアクセサリもしくはィグニッシヨンもしくはエンジン O N信号に連動して供給される電源であることを特徴とする請求項 2〜 7のいずれかに記載の電力変換装置。

[請求項 9] 第 1の負荷は車両用の前照灯であり、第 2の負荷は車両の昼間点灯用のサイン灯であることを特徴とする請求項 2〜 8のいずれかに記載の車両用点灯装置。

[請求項 10] 請求項 1〜 8のいずれかに記載の電力変換装置もしくは請求項 9記載の車両用点灯装置を搭載する車両用前照灯。

[請求項 1 1 ] 請求項 1 0記載の車両用前照灯を搭載した車両。