JP2008126958A - 可変負荷型点灯回路 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のすれ違い用灯具と、走行用灯具とを切換えるときには、電源に直列に接続していた前記両灯具の走行用灯具を短絡させて消灯させるものであるので、すれ違い用灯具には一瞬、両灯具を点灯していたときの電圧が加わり過電圧となる問題がある。
【解決手段】本発明により、少なくとも１個のＬＥＤから成る光源ブロックの複数を直列に電源に接続しておき、必要に応じて、複数の前記光源ブロックの１部のものを短絡回路により短絡すると同時に前記電源からの供給電力も残余する光源ブロックの数に応じて調整してなる点灯回路において、前記短絡回路には積分回路が組み込まれており、この積分回路からの出力電圧に応じて、短絡が行われる前記光源ブロックに印加される電圧が既定値から暫減方向の傾斜を有して短絡状態に達する可変負荷型点灯回路とすることで、過電圧を防止して課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車用のテール／ストップライト、或いは、走行用ヘッドライト／すれ違い用ヘッドライトなど、明るさ、配光形状を変えて点灯が要求される場合に使用される点灯回路に関するものであり、詳細には、明るさを変更するときに、一時的にＬＥＤに過電流が流れるなどして断線を生じるなどの事故の防止を図る構成とした点灯回路に係るものである。

従来のこの種の点灯回路９０を自動車用として採用したときの例で示すものが図４であり、この点灯回路９０の出力には、例えば複数のＬＥＤにより光源ブロックとして構成されたロービーム用ライト９１と、ハイビーム用ライト９２とが直列に接続され、それぞれの光源ブロック、即ち、ロービーム用ライト９１と、ハイビーム用ライト９２とは、１つ以上のＬＥＤランプで構成されている。

前記点灯回路９０は自動車のバッテリー８０にハイビームスイッチ８１、ロービームスイッチ８２を介して接続され、前記ハイビームスイッチ８１、ロービームスイッチ８２には光源選択部７０が接続されている。ここで、ハイビームスイッチ８１がオフである場合、光源選択部９３のＰＮＰトランジスタ９３ａはオンとなる。

従って、前記ＰＮＰトランジスタ９３ａに接続されているＦＥＴ９４はオンとなり、ハイビーム用ライト９２は、アノードとカソードとが短絡して消灯し、ロービーム用ライト９１のみが点灯するものとなる。

一方、前記ハイビームスイッチ８１をオンとすると、前記ＰＮＰトランジスタ９３ａはオフとなり、これに伴いＦＥＴ９４もオフとなる。よって、ハイビーム用ライト９２のアノードとカソードとの短絡は開放され、ロービーム用ライト９１とハイビーム用ライト９２との双方が点灯するものとなる。

尚、上記点灯回路９０には、スイッチングレギュレータ９５、及び、出力制御部９６が設けられており、例えば、ロービーム用ライト９１とハイビーム用ライト９２との双方が点灯させられたときの電流と、ロービーム用ライト９１のみが点灯されているときの、個々のＬＥＤに印加される電流値などを適正となるように調整している。
特開２００２−３００９６２号公報

しかしながら、上記した従来の構成の回路において、例えば、ロービーム用ライト９１と、ハイビーム用ライト９２との双方を点灯している状態から、ロービーム用ライト９１のみが点灯する状態に切換えるときには、急激にＦＥＴ９４を短絡させるため、それまでロービーム用ライト９１と、ハイビーム用ライト９２とに印加されていた、例えば数十Ｖの電圧が、一瞬、ロービーム用ライト９１のみに印加されるものとなり、過電圧の状態となり、ＬＥＤに対する負担が大きくなる。

特に、この点灯回路９０を、上記のように、自動車、二輪車のＬＥＤ式ヘッドライトのすれ違い配光／走行配光の切換えに使用する場合、ＬＥＤは高出力のものが使用されるため、上記したように、数十Ｖの高圧が一瞬、ロービーム用ライト９１のみに印加される過電圧の状態を生じやすく、破損などの可能性が高くなる。

また、一瞬であっても、過電圧がかかり過電流が流れると、この点灯回路９０に付随して設けられている短絡保護回路などの保護回路が誤検出してしまう恐れがある。そのため、自動車の使用中に保護回路が作動し、例えば、電源供給が停止するなど一層に危険な状態を生じやすくなるので、短絡検出回路の作動電流を大きめに設定しなければならないなど、実用上でも不利となる問題点を生じる。

本発明は上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、少なくとも１個のＬＥＤから成る光源ブロックの複数を直列に電源に接続しておき、必要に応じて、複数の前記光源ブロックの１部のものを短絡回路により短絡すると同時に前記電源からの供給電力も残余する光源ブロックの数に応じて調整してなる点灯回路において、前記短絡回路には積分回路が組み込まれており、この積分回路からの出力電圧に応じて、短絡が行われる前記光源ブロックに印加される電圧が既定値から暫減方向の傾斜を有して短絡状態に達することを特徴とする可変負荷型点灯回路を提供することで課題を解決するものである。

本発明により、短絡が行われるときには光源ブロックに印加する電圧を、積分回路を利用して、既定値から暫減方向の傾斜を有して短絡状態に達するようにしたことで、消灯されない側の光源ブロックに印加される電圧も暫増的に上昇するものとなり、一瞬に上昇することをなくして、保護回路の誤動作などを防止し、安全性の向上に有効となる効果を生じる。

つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１で示すものは本発明に係る可変負荷型点灯回路の第一実施形態であり、この第一実施形態では、電源が従来例で示したのと同様にスイッチングレギュレータ２としたときの例で示す。

この可変負荷型点灯回路１は、電源であるスイッチングレギュレータ２が設けられ、このスイッチングレギュレータ２の出力には、それぞれが１個以上のＬＥＤ３が直列、又は、並列に接続されて形成された第一光源ブロック３１と、第二光源ブロック３２とが直列に接続されている。そして、例えば、テールランプとストップランプ、或いは、走行ビームとすれ違いビームとの切換えなど、明るさ、配光形状を変化させる必要を生じたときには、第二光源ブロック３２の側が短絡される。

尚、実際の実施に当たっては、前記スイッチングレギュレータ２の出力に接続される前記第一光源ブロック３１、第二光源ブロック３２の数は２個に限定されるものではなく、また、短絡が行われる光源ブロックの数も１個に限定されるものではないが、ここでは、光源ブロックが２個の例で説明し、照度の切換など必要に応じて短絡回路４により短絡が行われる光源ブロックは、光源ブロック３２の側であるとして説明を行う。

本発明の可変負荷型点灯回路１においては、例えば、自動車に搭載されたバッテリー（図示せず）などからの電圧をスイッチングレギュレータ２のトランス２１の一次巻き線２１ａに接続すると共に、前記一次巻き線２１ａには直列にＦＥＴなど、外部信号により適宜な周波数で断続している半導体素子によるスイッチ２２が接続されている。

従って、バッテリー２０からの直流電圧は、前記トランス２１の一次巻き線２１ａと二次巻き線２１ｂの巻き線比に従い昇圧するものとなるので、ダイオード２３で整流を行った後にコンデンサ２４で平滑化して、直列に接続された光源ブロック３１と光源ブロック３２とに供給されている。

つぎに、本発明による短絡回路４について説明を行う。この短絡回路４は、従来例のものと同様に基本的には自動車のバッテリー２０から給電が行われるものであるが、最終的には、前記光源ブロック３２を短絡するために取付けられているＦＥＴ４ａが導通すれば良いので、図示は省略したが、抵抗分割など適宜な手段で電圧調整を行っても良いものである。

ここで前記短絡回路４の構成の説明を行うと、まず、前記短絡回路４の入力には第一の抵抗器４ｂが設けられ、この抵抗器４ｂの前記ＦＥＴ４ａ寄りには、一端がアースに接続されたコンデンサ４ｃが接続されている。加えて、本発明では、前記コンデンサ４ｃと並列に第二の抵抗器４ｄが接続されている。

そして、前記コンデンサ４ｃと第二の抵抗器４ｄの接地が行われていない側は前記ＦＥＴ４ａのゲートに接続されている。また、前記第一の抵抗器４ｂの開放側は、電源側には図中にＣＳで示す前記ＦＥＴ４ａを導通させるのための制御信号を入力させる入力端とされている。

このようにしたことで、前記制御信号ＣＳを入力すると第一の抵抗器４ｂを通じてコンデンサ４ｃが充電され、これによりＦＥＴ４ａが導通して第二光源ブロック３２は短絡され消灯されるものとなるが、本発明では、前記コンデンサ４ｃは第一の抵抗器４ｂを介して充電が行われるようにされている。

よって、前記コンデンサ４ｃの両端にチャージが行われる電圧は、第一の抵抗器４ｂの抵抗値、コンデンサ４ｃの容量値、第二の抵抗器４ｅの抵抗値による時定数などにより、図２に曲線ＣＦとして示すように、徐々に電位が上昇する方向の傾斜をもって、前記ＦＥＴ４ａのゲートに電流が印加されるものとなる。

従って、前記ＦＥＴ４ａも、上記したゲートに流れる電流に応じ、徐々に導通電流を増やすものとなり、最終的には前記第二光源ブロック３２は短絡されるものとなり、完全に短絡による消灯が行われるものとなる。よって、図１にも示すように第一光源ブロック３１、第二光源ブロック３２に流れる電流を検出し、制御する定電流制御部４ｆを設けておけば、第一電源ブロック３１に急激に第二電源ブロック３２に印加されていた電流が加算されて印加されることはなく、ＬＥＤ３に過電圧が印加されることはなく、また、短絡検出回路など各種の保護回路が誤動作する事故も防止できる。

図３は本発明に係る可変負荷型点灯回路の別な実施例であり、この種の可変負荷型点灯回路１０としては、図３にも示すように、例えばＤＣ−ＤＣインバータからの出力を正方向の整流回路（図示せず）で整流して正電位電源１０ａを形成すると共に、同じＤＣ−ＤＣインバータからの出力をチャージポンプ型の整流回路で負電位方向に整流して負電位電源１０ｂを得て、その正電位電源１０ａと、負電位電源１０ｂとの間に、前記第一光源ブロック３１と、第二光源ブロック３２とを接続する方法もある。

本発明は、このような構成の可変負荷型点灯回路１０にも使用が可能であり、まず、前記第一実施形態とは逆相とした制御信号ＣＳを採用し、初めに短絡回路１１を構成するＮＰＮトランジスタ１１ａのベースに入力を与えておく、よって、このＮＰＮトランジスタ１１ａは導通し、前記ＮＰＮトランジスタ１１ａのエミッタ、コレクタ間に接続されたコンデンサ１１ｂは放電状態となり、第一の抵抗器１１ｃと第二の抵抗器１１ｄとの接続点もアース電位となる。従って、ＦＥＴ１１ｅは非導通となり、第一光源ブロック３１も第二光源ブロック３２も共に点灯状態となる。

ここで、前記ＮＰＮトランジスタ１１ａのベースに与える電位を無くすると、前記ＮＰＮトランジスタ１１ａは非導通となり、前記コンデンサ１１ｂには、正電位電源１０ａからの電圧が充電されて、前記ＦＥＴ１１ｅのゲートに電圧を与え、このＦＥＴ１１ｅを導通させ、前記第一光源ブロック３１を短絡し消灯させる。

ここで、前記コンデンサ１１ｂに充電が行われる過程を考察すると、前記コンデンサ１１ｂには第一の抵抗器１１ｃが接続されているので、この第一の抵抗器１１ｃを経由して充電が行われるものとなり、前記第一の抵抗器１１ｃの抵抗値と、コンデンサ１１ｂの容量により生じる時定数だけ充電時間が遅れるものとなり、図２にも示したように第一光源ブロック３１に対して徐々に短絡動作を行うものとなる。

従って、前の実施例１と同様に、徐々に上昇する方向の傾斜をもって、前記ＦＥＴ１１ｅのゲートに電流が印加されるものとなり、上記実施例１と同様にＬＥＤ３に加わる過電流の防止（定電流制御部１０ｃ）、短絡検出回路など、各種保護回路の誤動作を防止することができる。

以上に説明したように、ＬＥＤを光源とする車両用灯具において、例えば、走行配光とすれ違い配光との切換えなど、点灯状態を速やかに切換えることが要求される用途において、複数のＬＥＤの一部を短絡させて消灯させ、光量、或いは、点灯状態を切換える構成とする方式とするときには、点灯を継続するＬＥＤの側に、短絡により消灯させた電流が急速に流れるものとなり、点灯を継続するＬＥＤに電気的なショックを与え、断線などを生じやすくすると共に、短絡検出装置など保護装置に誤動作を生じさせる可能性が高いものとなる。

よって、本発明のように、点灯状態を切換える際には、点灯を継続する側のＬＥＤに加わる電流が暫増的な傾斜をもって増えるようにすることで、点灯を継続する側のＬＥＤに与えるショックを低減させ、上記の各種の問題の発生を回避するものである。

なお、本発明においては実施形態として、ヘッドランプ、リアコンビネーションランプ、フォグランプ、ＤＲＬ（ドライビングランプ）など、車両用灯具の点灯回路として用いた例で説明を行ったが、本発明は、これ等に用途を限定するものではなく、ＬＥＤ街路灯用点灯回路、ＬＥＤ照明器具用点灯回路など、様々の点灯回路として利用が可能である。

本発明に係る可変負荷型点灯回路の第一実施形態を示す略示的な配線図である。 本発明に係る可変負荷型点灯回路の切換時の電流波形の例を示すグラフである。 同じく本発明に係る可変負荷型点灯回路の第二実施形態を示す略示的な配線図である。 従来例を示す略示的な配線図である。

符号の説明

１、１０…可変負荷型点灯回路
２…スイッチングレギュレータ
２１…トランス
２１ａ…１次巻き線
２１ｂ…２次巻き線
２２…スイッチ
３…ＬＥＤ
３１…第一光源ブロック
３２…第二光源ブロック
４…短絡回路
４ａ…ＦＥＴ
４ｂ…第一の抵抗器
４ｃ…コンデンサ
４ｄ…第二の抵抗器
４ｅ…スイッチ
１０ａ…正電位電源
１０ｂ…負電位電源
１０ｃ…定電流制御部
１１…短絡回路
１１ａ…ＮＰＮトランジスタ
１１ｂ…コンデンサ
１１ｃ…第一の抵抗器
１１ｄ…第二の抵抗器
１１ｅ…ＦＥＴ
２０…バッテリー

Claims (2)

1. 少なくとも１個のＬＥＤから成る光源ブロックの複数を直列に電源に接続しておき、必要に応じて、複数の前記光源ブロックの１部のものを短絡回路により短絡すると同時に前記電源からの供給電力も残余する光源ブロックの数に応じて調整してなる点灯回路において、前記短絡回路には積分回路が組み込まれており、この積分回路からの出力電圧に応じて、短絡が行われる前記光源ブロックに印加される電圧が既定値から暫減方向の傾斜を有して短絡状態に達することを特徴とする可変負荷型点灯回路。
2. 前記積分回路からの出力電圧に応じて、前記電源からの供給電力の調整も行われることを特徴とする請求項１記載の可変負荷型点灯回路。

Images