(57)【要約】【課題】  スイッチングレギュレータの入力電圧が急激に変化したときに、その変化を迅速に検出してスイッチングレギュレータを保護すること。【解決手段】  マイコン１８で生成したスイッチング信号にしたがってスイッチＳＷ１をオンオフ動作してスイッチングレギュレータ１２に蓄積された電磁エネルギーを出力ブロック１４に放出してＬＥＤ１を点灯する制御を行っている過程で、スイッチングレギュレータ１２の入力電圧が急変し、入力電圧検出回路１６から割込み要求信号ＩＲＱが出力されたときには、マイコン１８が割込み要求信号ＩＲＱに応答してスイッチＳＷ１に対するスイッチング信号をオンデューティを小さくして、スイッチングレギュレータ１２の一次側に流れる電流のピーク値の上昇を制限する。【選択図】        図１
2006164727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスまたはコイルに接続されたスイッチング素子のオンオフ動作によって電源からの入力電圧を電磁エネルギーに変換して放出するスイッチングレギュレータと、前記スイッチングレギュレータから放出される電磁エネルギーを発光エネルギーとして半導体光源に伝播するエネルギー伝播手段と、演算処理を基にスイッチング信号を生成し、前記生成したスイッチング信号に従って前記スイッチング素子のオンオフ動作を制御する制御手段と、前記スイッチングレギュレータの入力電圧が設定電圧から外れたことを検出したときに入力電圧急変検出信号を前記制御手段に出力する入力電圧検出手段とを備え、前記制御手段は、前記入力電圧急変検出信号に応答して、前記スイッチング信号のオンデューティをそれ以前のオンデューティよりも小さくしてなる車両用灯具の点灯制御回路。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記入力電圧検出手段は、前記スイッチングレギュレータの入力電圧を異なる分圧比で分圧する複数の分圧手段と、前記複数の分圧手段のうち最も分圧比の高い主分圧手段の分圧により得られた分圧電圧を前記設定電圧に対応した基準電圧としてその電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、前記複数の分圧手段のうち前記主分圧手段とは異なる補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧と前記基準電圧とを比較して、前記補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧が前記基準電圧を超えたときに前記入力電圧急変検出信号を出力する比較手段とを備えてなることを特徴とする車両用灯具の点灯制御回路。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記入力電圧検出手段は、前記スイッチングレギュレータの入力電圧を異なる分圧比で分圧する複数の分圧手段と、前記複数の分圧手段のうち最も分圧比の高い主分圧手段の分圧により得られた分圧電圧を前記設定電圧に対応した基準電圧としてその電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、前記複数の分圧手段のうち前記主分圧手段とは異なる複数の補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧と前記基準電圧とをそれぞれ比較して、前記各補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧が前記基準電圧を超えたときに前記入力電圧急変検出信号を出力する複数の比較手段とを備えてなることを特徴とする車両用灯具の点灯制御回路。
【請求項４】
請求項１または２に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記制御手段は、プログラムに従って演算処理を実行して前記スイッチング信号を生成するマイクロコンピュータで構成され、前記マイクロコンピュータは、外部信号入力端子として外部割込み端子を有し、前記外部割込み端子に前記入力電圧急変検出信号が入力されたときに、外部割込み処理として、前記スイッチング信号のオンデューティを小さくする処理を実行してなることを特徴とする車両用灯具の点灯制御回路。
【請求項５】
請求項３に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記制御手段は、プログラムに従って演算処理を実行して前記スイッチング信号を生成するマイクロコンピュータで構成され、前記マイクロコンピュータは、外部信号入力端子として複数の外部割込み端子を有し、前記各外部割込み端子に前記入力電圧急変検出信号が入力されるごとに、外部割込み処理として、前記スイッチング信号のオンデューティを順次小さくする処理を実行してなることを特徴とする車両用灯具の点灯制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具の点灯制御回路に係り、特に、半導体発光素子で構成された半導体光源の点灯を制御するように構成された車両用灯具の点灯制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用灯具として、ＬＥＤ(Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの半導体発光素子を光源に用いたものが知られており、この種の車両用灯具には、ＬＥＤの点灯を制御するための点灯制御回路が実装されている。
【０００３】
点灯制御回路を構成するに際して、スイッチング素子とトランスを備えたスイッチングレギュレータを用い、直流電源からの入力電圧をスイッチング素子のオン動作時に電磁エネルギーとしてトランスに蓄積し、トランスに蓄積された電磁エネルギーをスイッチング素子のオフ動作時に、トランスの二次側から整流ダイオードと平滑用コンデンサを介して、ＬＥＤに供給する構成を採用したものがある(特許文献1参照)。この点灯制御回路においては、電源電圧の異常を検出したときに、スイッチングレギュレータの動作を停止し、異常が検出されなくなったときにはスイッチングレギュレータの動作を再開させるようにする構成が採用されている。
【０００４】
一方、スイッチングレギュレータのスイッチング素子のオンオフ動作を制御するに際して、マイクロコンピュータを用いてスイッチング信号を生成し、このスイッチング信号にしたがってスイッチング素子のオンオフ動作を制御することが試みられている。マイクロコンピュータを用いてスイッチングレギュレータのスイッチング素子を制御するに際しては、スイッチングレギュレータの一次側の電流が増大することに伴って、スイッチング素子などの電子部品が破壊するのを阻止する工夫が必要である。この場合、負荷としてＬＥＤのように、電気的に安定していて、放電灯とは異なり、短時間のうちにインピーダンスが変化しないものを想定したときには、スイッチングレギュレータの出力側の変動は小さいので、一次電流が増大する原因としては、入力電圧(電源電圧)の急変動のみを考慮すればよいことになる。このため、スイッチングレギュレータの一次側の電流を制限する方法として、スイッチング素子がオンオフ動作するごとに一次側に流れる電流を監視し、一次側の電流が異常になったときに一次側の電流を制限する方法が試みられている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３４１４７号公報(第3頁〜第6頁、図１、図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スイッチングレギュレータの入力電圧が急変したときに、スイッチングレギュレータの一次側の電流を制限するに際して、スイッチング素子がオンオフ動作するごとに一次側に流れる電流を監視する方法をマイクロコンピュータに採用したのでは、入力電圧の変動を検出するのに、マイクロコンピュータとしては、数10ｎｓ〜数μｓの応答速度を有するものが要求され、例えば、１ＧＨｚ駆動のようなマイクロコンピュータを用いることが余儀なくされ、高価となる。
【０００７】
また、スイッチングレギュレータの一次側の電流の増大を制限するために、スイッチング素子をオンオフ動作するためのスイッチング信号に対して、オンデューティとしてデューティマックス（オンデューテイの最大値）を設け、入力電圧が急変したときに、オンデューティをディーティマックスに制限する方法を採用することもできるが、マイクロコンピュータが入力電圧の急変を検出する処理を行うとともに、デューティマックスを計算するための処理を行ったのでは、処理に時間を要し、入力電圧が急変したときから一次側の電流の増大を制限するまでに時間がかかり過ぎ、スイッチング素子を迅速に保護することができない恐れがある。
【０００８】
すなわち、マイクロコンピュータに入力電圧を取り込んで入力電圧の急変を検出するための処理を行ったり、一次側の電流を制限するための処理を行ったりしたのでは、演算処理に多くの時間を要し、入力電圧の急変に対応できない恐れがある。
【０００９】
入力電圧が急変した状態が継続すると、例えば、図１４に示すように、入力電圧が１２Ｖから２４Ｖと２倍に変化すると、スイッチング素子をオンオフ動作するときのパルス(スイッチング信号)が発生するごとにスイッチングレギュレータの一次側の電流のピーク値が順次積算される。ここで、通常動作時における一次側のピーク電流をｉｐとし、タイミングｔ１で入力電圧が２倍に急変したとすると、パルスが出力されるごとに一次側のピーク電流がタイミングｔ２〜ｔ６で２ｉｐ、３ｉｐ、４ｉｐ、５ｉｐ、６ｉｐのように増加する。ｉｐが上昇する傾きは２倍となり、ｉｐが下降する傾きは変わらないからである。また、スイッチング素子をオンオフ動作するためのＰＦＷ(ＰＷＭ)周波数が１００ｋＨｚとすると、１パルスは１０μｓとなるので、１００μｓ間(１０パルス分)でｉｐが１１倍となる。このため、通常動作時におけるｉｐ＝５Ａのときには、１００μｓ後にはｉｐ＝５５Ａとなる。入力電圧が急変したときから１００μｓ後までスイッチング素子に流れる電流を制限できないときにはスイッチング素子が破壊する恐れがある。
【００１０】
また、スイッチング素子を電流境界モードで動作させた場合、スイッチング素子はスイッチングレギュレータの二次側の電流が０にならなければオンにならないが、マイクロコンピュータにおいて電流境界を検出し、そのあとスイッチング素子に対するオンデューティを設定するまでに１００μｓ程度要したのでは、電流境界モードの動作に至る前に、入力電圧の急変に伴ってトランスの一次側の電流が上昇し、スイッチング素子が破壊する恐れがある。
【００１１】
本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、スイッチングレギュレータの入力電圧が急激に変化したときに、その変化を迅速に検出してスイッチングレギュレータを保護することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、トランスまたはコイルに接続されたスイッチング素子のオンオフ動作によって電源からの入力電圧を電磁エネルギーに変換して放出するスイッチングレギュレータと、前記スイッチングレギュレータから放出される電磁エネルギーを発光エネルギーとして半導体光源に伝播するエネルギー伝播手段と、演算処理を基にスイッチング信号を生成し、前記生成したスイッチング信号に従って前記スイッチング素子のオンオフ動作を制御する制御手段と、前記スイッチングレギュレータの入力電圧が設定電圧から外れたことを検出したときに入力電圧急変検出信号を前記制御手段に出力する入力電圧検出手段とを備え、前記制御手段は、前記入力電圧急変検出信号に応答して、前記スイッチング信号のオンデューティをそれ以前のオンデューティよりも小さくしてなる構成とした。
【００１３】
(作用)スイッチングレギュレータから発生する電磁エネルギーを発光エネルギーとして負荷に供給する過程で、スイッチングレギュレータの入力電圧が急激に変化し、入力電圧が設定電圧から外れたときには、入力電圧検出手段から制御手段に入力電圧急変検出信号が出力されるため、制御手段は、入力電圧の急変を検出するための演算を行うことなく、入力電圧急変検出信号に応答してスイッチング信号のオンデューティをそれ以前のオンデューティ、すなわち、入力電圧急変前のオンデューティよりも小さくする制御を行うことで、スイッチング素子に流れる電流(一次側の電流)の上昇を迅速に制限することができ、スイッチングレギュレータを確実に保護することが可能になる。
【００１４】
請求項２に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、請求項１に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記入力電圧検出手段は、前記スイッチングレギュレータの入力電圧を異なる分圧比で分圧する複数の分圧手段と、前記複数の分圧手段のうち最も分圧比の高い主分圧手段の分圧により得られた分圧電圧を前記設定電圧に対応した基準電圧としてその電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、前記複数の分圧手段のうち前記主分圧手段とは異なる補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧と前記基準電圧とを比較して、前記補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧が前記基準電圧を超えたときに前記入力電圧急変検出信号を出力する比較手段とを備えてなる構成とした。
【００１５】
(作用)複数の分圧手段のうち主分圧手段の分圧により得られた基準電圧は、補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧よりも高い電圧に設定されているが、電荷蓄積手段(コンデンサ)によってその電荷が蓄積されているため、スイッチングレギュレータの入力電圧が急激に変化しても、急激に変化することなく、時定数に従って徐々に変化する。これに対して、補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧は、電荷蓄積手段(コンデンサ)によってその電荷が蓄積されていないので、入力電圧の変化とともに急激に変化して、即座に基準電圧よりも高くなる。そして、この分圧電圧が基準電圧を超えたときには比較手段から入力電圧急変検出信号が出力されるため、入力電圧の急激な変化を高速に検出することができる。
【００１６】
請求項３に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、請求項１に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記入力電圧検出手段は、前記スイッチングレギュレータの入力電圧を異なる分圧比で分圧する複数の分圧手段と、前記複数の分圧手段のうち最も分圧比の高い主分圧手段の分圧により得られた分圧電圧を前記設定電圧に対応した基準電圧としてその電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、前記複数の分圧手段のうち前記主分圧手段とは異なる複数の補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧と前記基準電圧とをそれぞれ比較して、前記各補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧が前記基準電圧を超えたときに前記入力電圧急変検出信号を出力する複数の比較手段とを備えてなる構成とした。
【００１７】
(作用) 複数の分圧手段のうち主分圧手段の分圧により得られた基準電圧は、各補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧よりも高い電圧に設定されているが、電荷蓄積手段(コンデンサ)によってその電荷が蓄積されているため、スイッチングレギュレータの入力電圧が急激に変化しても、急激に変化することなく、時定数に従って徐々に変化する。これに対して、各補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧は、電荷蓄積手段(コンデンサ)によってその電荷が蓄積されていないので、入力電圧の変化とともに急激に変化して、即座に基準電圧よりも高くなる。そして、各補助分圧手段の分圧により得られた分圧電圧が基準電圧を超えたときには各比較手段から入力電圧急変検出信号が出力されるため、入力電圧の急激な変化を高速に検出することができる。この場合、複数の入力電圧急変検出信号が順次出力されるため、いずれかの比較手段が異常になっても、入力電圧の急激な変化を高速に、且つ確実に検出することができ、より確実にスイッチングレギュレータを保護することが可能になる。
【００１８】
請求項４に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、請求項１または２に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記制御手段は、プログラムに従って演算処理を実行して前記スイッチング信号を生成するマイクロコンピュータで構成され、前記マイクロコンピュータは、外部信号入力端子として外部割込み端子を有し、前記外部割込み端子に前記入力電圧急変検出信号が入力されたときに、外部割込み処理として、前記スイッチング信号のオンデューティを小さくする処理を実行してなる構成とした。
【００１９】
(作用)制御手段として、マイクロコンピュータを用いたときに、マイクロコンピュータは、外部割込み端子に入力電圧急変検出信号が入力されたときには、外部割込み処理として、スイッチング信号のオンデューティを小さくする処理を実行するため、スイッチングレギュレータの入力電圧が急変したことを検出するための処理を行う必要がなく、スイッチング素子の電流を制限するための処理に即座に移行することができ、マイクロコンピュータを用いてもスイッチングレギュレータを確実に保護することができる。
【００２０】
請求項５に係る車両用灯具の点灯制御回路においては、請求項３に記載の車両用灯具の点灯制御回路において、前記制御手段は、プログラムに従って演算処理を実行して前記スイッチング信号を生成するマイクロコンピュータで構成され、前記マイクロコンピュータは、外部信号入力端子として複数の外部割込み端子を有し、前記各外部割込み端子に前記入力電圧急変検出信号が入力されるごとに、外部割込み処理として、前記スイッチング信号のオンデューティを順次小さくする処理を実行してなる構成とした。
【００２１】
（作用）制御手段としてマイクロコンピュータを用いたときに、このマイクロコンピュータは、各外部割込み端子に入力電圧急変検出信号が入力されるごとに、外部割込み処理として、スイッチング信号のオンデューティを順次小さくする処理を実行するようにしているため、スイッチングレギュレータの入力電圧が急変したことを検出するための処理を行うことなく、スイッチング素子の電流の上昇を制限するための処理に即座に移行することができ、マイクロコンピュータを用いてもスイッチングレギュレータを確実に保護することができる。さらに、スイッチングレギュレータの入力電圧の変化の大小に応じて出力される入力電圧急変検出信号に応じてスイッチング信号のオンデューティを順次小さくしているため、入力電圧の変化が小さいときには入力電圧急変前よりもオンデューティを小さくし、さらに入力電圧の変化が大きいときには、入力電圧の変化が小さいときよりもスイッチング信号のオンデューティをさらに小さくする処理を行うことで、スイッチング素子の電流の上昇をきめ細かく制限することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る車両用灯具の点灯制御回路によれば、スイッチングレギュレータを確実に保護することができる。
【００２３】
請求項２によれば、入力電圧の急激な変化を高速に検出することができる。
【００２４】
請求項３によれば、入力電圧の急激な変化を高速に、且つ確実に検出することができ、より確実にスイッチングレギュレータを保護することが可能になる。
【００２５】
請求項４によれば、マイクロコンピュータを用いてもスイッチングレギュレータを確実に保護することができる。
【００２６】
請求項５によれば、マイクロコンピュータを用いてもスイッチングレギュレータを確実に保護することができるとともに、スイッチング素子の電流の上昇をきめ細かく制限することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の実施の形態を実施例にしたがって説明する。図１は、本発明の一実施例を示す車両用灯具の点灯制御回路の回路構成図、図２は、スイッチを構成するスイッチング素子とその駆動回路の回路構成図、図３は、入力電圧検出回路の回路構成図、図４は、入力電圧検出回路の動作を説明するための波形図、図５は、マイクロコンピュータにおけるコンペアマッチの処理を説明するための波形図、図６は、入力電圧検出回路の他の実施例を示す回路構成図、図７は、図６に示す入力電圧検出回路の作用を説明するための波形図、図８は、タイムシェアリング方式によるスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図、図９は、独立方式によるスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図、図１０は、フォワード方式によるスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図、図１１は、フライバック方式によるスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図、図１２は、降圧型のスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図、図１３は、昇圧型のスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図である。
【００２８】
これらの図において、車両用灯具の点灯制御回路１０は、車両用灯具(発光装置)の一要素として、半導体光源を構成する半導体発光素子としてのＬＥＤ１に対して、スイッチングレギュレータ１２と、出力ブロック１４と、入力電圧検出回路１６と、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと称する。)１８を備えて構成されている。
【００２９】
なお、ＬＥＤ１の代わりにに、２個以上のＬＥＤを互いに直列に接続したもの、あるいは直列接続された複数個のＬＥＤを光源ブロックとし、光源ブロックを複数個並列接続したものを用いることができる。また、各半導体光源は、ヘッドランプ、ストップ＆テールランプ、フォグランプ、ターンシグナルランプなど各種車両用灯具の光源として構成することができる。
【００３０】
スイッチングレギュレータ１２は、スイッチ(スイッチング素子)ＳＷ１と、トランスＴ１を備えて構成されており、トランスＴ１の一次巻線Ｌ１の一端側が車載バッテリ(直流電源)２０のプラス端子に接続され、他端側がスイッチＳＷ１を介して車載バッテリ２０のマイナス端子に接続され、二次巻線Ｌ２の両端側がそれぞれ出力ブロック１４に接続されている。スイッチＳＷ１は、マイコン１８からのスイッチング信号(パルス信号)に応答してオンオフ動作するようになっている。トランスＴ１は、スイッチＳＷ１のオン動作時に、車載バッテリ２０からの入力電圧を電磁エネルギーとして一次巻線Ｌ１に蓄積し、一次巻線Ｌ１に蓄積された電磁エネルギーをスイッチＳＷ１のオフ動作時に二次側から、出力ブロック１４に放出するようになっている。
【００３１】
スイッチＳＷ１としては、例えば、図２に示すように、スイッチング素子としてのＮＭＯＳトランジスタ２２を用いることができ、ＮＭＯＳトランジスタ２２を駆動するための回路素子として、抵抗Ｒ１、Ｒ２、ＮＰＮトランジスタ２４、ＰＮＰトランジスタ２６が設けられている。ＮＭＯＳトランジスタ２２のドレインはトランスＴ１の一次巻線Ｌ１に接続され、ソースは接地されている。ＮＰＮトランジスタ２４とＰＮＰトランジスタ２６はベースがそれぞれマイコン１８の出力端子２８に接続されてバッファ回路を構成するようになっている。そして、マイコン１８からハイレベルのスイッチング信号が出力されたときに、ＮＰＮトランジスタ２４がオンになるとともに、ＮＭＯＳトランジスタ２２がオンになって、一次巻線Ｌ１に電磁エネルギーが蓄積するようになっている。一方、マイコン１８からローレベルのスイッチング信号が出力されたときには、ＰＮＰトランジスタ２６がオンになってＮＭＯＳトランジスタ２２がオフになり、一次巻線Ｌ１に蓄積された電磁エネルギーがトランスＴ１の二次側から放出するようになっている。
【００３２】
出力ブロック１４は、ＬＥＤ１を負荷として、ＬＥＤ１の両端に接続されており、トランスＴ１の二次側から放出される電磁エネルギーを整流して発光エネルギーとしてＬＥＤ１に伝播するエネルギー伝播手段として、トランスＴ１の二次側から出力される電流を整流する整流素子としてのダイオードＤ１と、ダイオードＤ１の出力電流を平滑するコンデンサＣ１とを備えて構成されている。
【００３３】
入力電圧検出回路１６は、スイッチングレギュレータ１２に入力される入力電圧(電源電圧)が設定電圧（設定値）から外れたことを検出したときに入力電圧急変検出信号を割込み要求信号ＩＲＱとしてマイコン１８の外部割込み端子３０に出力する入力電圧検出手段として構成されている。
【００３４】
この入力電圧検出回路１６は、例えば、図３に示すように、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、コンデンサＣ０、コンパレータ(比較器)３２を備えて構成されている。抵抗Ｒ３、Ｒ４と抵抗Ｒ５、Ｒ６は、スイッチングレギュレータ１２の入力電圧を異なる分圧比で分圧する複数の分圧手段として構成されており、抵抗Ｒ３、Ｒ４は、最も分圧比の高い主分圧手段として、スイッチングレギュレータ１２の入力電圧を分圧し、この分圧によって得られた分圧電圧(分圧点Ａにおける分圧電圧)を、入力電圧の急変を検出するために設定された設定電圧に対応した基準電圧としてコンパレータ３２のマイナス入力端子に出力するようになっている。
【００３５】
一方、抵抗Ｒ５、Ｒ６は、抵抗Ｒ３、Ｒ４よりも分圧比の低い補助分圧手段として、スイッチングレギュレータ１２の入力電圧を分圧し、この分圧により得られた分圧電圧(分圧点Ｂにおける分圧電圧)をコンパレータ３２のプラス入力端子に出力するようになっている。この場合、正常時における基準電圧は、分圧点Ｂにおける分圧電圧よりも高い値に設定されている。また、分圧点Ａには、分圧点Ａにおける基準電圧の電荷を蓄積する電荷蓄積手段としてのコンデンサＣ０が接続されている。コンパレータ３２は、マイナス入力端子に印加される基準電圧とプラス入力端子に印加される分圧電圧(分圧点Ｂにおける分圧電圧)とを比較し、分圧点Ｂにおける分圧電圧が基準電圧を超えたときにハイレベルの信号(入力電圧急変検出信号)を割込み要求信号ＩＲＱとして出力する比較手段として構成されている。
【００３６】
具体的には、図４に示すように、分圧点Ａにおける基準電圧(分圧電圧)は、分圧点Ｂにおける分圧電圧よりも高い電圧に設定されているが、分圧点ＡにはコンデンサＣ０が接続されているため、タイミングｔ１でスイッチングレギュレータ１２の入力電圧が急激に変化したときに、分圧点Ｂにおける分圧電圧は急激に変化するのに対して、分圧点Ａにおける基準電圧は入力電圧が変化しても、時定数に従って徐々に上昇するようになっている。すなわち、タイミングｔ１で入力電圧が急変したときには、タイミングｔ２で分圧点Ｂにおける分圧電圧が分圧点Ａにおける基準電圧を超え、その後一定時間経過してタイミングｔ３において分圧点Ａにおける基準電圧が分圧点Ｂにおける分圧電圧よりも高くなるように構成されている。このため、タイミングｔ１で入力電圧が急変したときには、タイミングｔ２においてコンパレータ３２から割込み要求信号ＩＲＱが出力され、スイッチングレギュレータ１２の入力電圧の急変を迅速に検出することができる。
【００３７】
マイコン１８は、例えば、図１に示すように、ＬＥＤ１に印加される電圧またはＬＥＤ１に流れる電流を入力端子３６、３８を介して取り込み、取り込んだ電圧または電流にしたがってＬＥＤ１の点灯状態を監視し、この監視結果と処理プログラムを基に各種の演算処理を実行してスイッチング信号を生成し、生成したスイッチング信号を出力端子２８からスイッチングレギュレータ１２に出力して、スイッチＳＷ１、すなわちＮＭＯＳトランジスタ２２のオンオフ動作を制御する制御手段として構成されている。このマイコン１８は、スイッチング信号を生成してスイッチングレギュレータ１２のスイッチＳＷ１のオンオフ動作を制御している過程で、スイッチングレギュレータ１２の入力電圧の急変に伴って、入力電圧検出回路１６から割込み要求信号ＩＲＱが外部割込み端子３０に入力されたときには、割込み要求信号ＩＲＱに応答して、外部割込み処理として、スイッチング信号のオンデューティを入力電圧急変前(割込み要求信号ＩＲＱが入力される前)よりも小さくする制御を実行するようになっている。スイッチング信号のオンデューティが小さくなると、ＮＭＯＳトランジスタ２２のオン動作時間が短くなり、スイッチングレギュレータ１２の一次側に流れる電流、すなわち、ＮＭＯＳトランジスタ２２に流れる電流の上昇を制限することができる。この場合、スイッチング信号のオンデューティの値としては、ＮＭＯＳトランジスタ２２を保護することができる許容電流に対応付けて設定することができる。また、スイッチング信号のオンデューティを小さくするに際しては、スイッチング信号のオンデューティを０として、ＮＭＯＳトランジスタ２２を完全にオフにすることもできる。
【００３８】
マイコン１８において、スイッチング信号のオンデューティを設定するに際しては、例えば、図５に示すように、タイマカウンタとして、カウント値が設定値αになったときに、スイッチング信号のレベルを“１”から“０”にセットするタイマカウンタ（図示せず）を設けるとともに、カウント値が設定値βになったときに、スイッチング信号のレベルを“０”から“１”にセットするタイマカウンタ（図示せず）を設け、タイミングｔ１で処理を開始してクロックを計数し、この計数値がタイミングｔ２において設定値αに達しコンペアマッチとなったときに、一方のタイマカウンタをリセットするとともに、スイッチング信号のレベルを“１”から“０”に設定し、さらにクロックの計数を継続し、カウント値がタイミングｔ３において設定値βになったときには他方のタイマカウンタをリセットするとともにパルス信号のレベルを“０”から“１”にセットし、タイミングｔ３から再びクロックの計数を開始する。そしてタイミングｔ１からタイミングｔ２の時間をオンデューティに設定し、このオンデューティを小さくするときには、一方のタイマカウンタの設定値αを小さくすることで、オンデューティを小さくすることができる。なお、オンデューティを大きくするときには、設定値αの値を大きくすることでオンデューティを大きくすることができる。
【００３９】
本実施例においては、スイッチングレギュレータ１２の入力電圧が急激に上昇し、入力電圧検出回路１６から割込み要求信号ＩＲＱが出力されたときには、マイコン１８は、スイッチングレギュレータ１２の入力電圧の変動を検出するための演算処理を行うことなく、割込み要求信号ＩＲＱに応答して、スイッチング信号のオンデューティをそれ以前のオンデューティよりも小さくすることで、スイッチングレギュレータ１２の一次側に流れる電流のピーク値の上昇を即座に制限または阻止することができ、スイッチングレギュレータ１２を構成する回路素子などを確実に保護することが可能になる。
【００４０】
入力電圧検出回路１６を構成するに際しては、図６に示すように、コンパレータ３２の他にコンパレータ３４を設けるとともに、抵抗Ｒ７、Ｒ８を設けることができる。抵抗Ｒ７、Ｒ８は、スイッチングレギュレータ１２の入力電圧を分圧し、この分圧により得られた分圧電圧(分圧点Ｃにおける分圧電圧)をコンパレータ３４のプラス入力端子に出力する補助分圧手段として構成されており、コンパレータ３４のマイナス入力端子には分圧点Ａにおける基準電圧が印加されるようになっている。各分圧点Ａ、Ｂ、Ｃにおける分圧電圧は、図７に示すように、分圧点Ａにおける分圧電圧＞分圧点Ｂにおける分圧電圧＞分圧点Ｃにおける分圧電圧の関係に設定されている。そしてタイミングｔ１において、スイッチングレギュレータ１２の入力電圧が設定電圧（設定値）から外れたときには、タイミングｔ２において、コンパレータ３２から入力電圧急変検出信号としての割込み要求信号ＩＲＱ１が出力され、その後タイミングｔ３において、コンパレータ３４から入力電圧急変検出信号としての割込み要求信号ＩＲＱ２が出力されるようになっている。割込み要求信号ＩＲＱ１は、外部割込み端子３０に入力され、割込み要求信号ＩＲＱ２は他の外部割込み端子(図示せず)に入力されるようになっている。このとき、マイコン１８は、割込み要求信号ＩＲＱ１に応答して、スイッチング信号のオンデューティを、スイッチングレギュレータ１２の入力電圧が急変する前よりも小さくする処理を実行するとともに、割込み要求信号ＩＲＱ２に応答して、スイッチング信号のオンデューティをさらに小さくする処理を実行するようになっている。
【００４１】
このように、スイッチングレギュレータ１２の入力電圧が急変したときに、マイコン１８がスイッチング信号のオンデューティを順次小さくする処理を行うことで、スイッチングレギュレータ１２の一次側に流れる電流のピーク値の上昇をきめ細かく制限することができるとともに、スイッチングレギュレータ１２の回路素子をより確実に保護することが可能になる。
【００４２】
本実施例においては、スイッチングレギュレータ１２として、トランスＴ１とスイッチＳＷ１を備え、トランスＴ１の二次側に出力ブロック１４が接続されたものについて述べたが、本発明は、他のスイッチングレギュレータにも適用することができ、以下、他の実施例について説明する。
【００４３】
図８に、タイムシェアリング方式のスイッチングレギュレータ４０を用いたときの実施例を示す。スイッチングレギュレータ４０は、トランスＴ１の代わりに、トランスＴ１０を備え、トランスＴ１０の一次巻線Ｌ１には、スイッチング素子によるスイッチＳＷ１が接続され、二次巻線Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５には、それぞれ出力ブロック４２、４４、４６、４８、５０が接続され、各出力ブロック４２〜５０には、それぞれＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４、ＬＥＤ５が接続されている。各出力ブロック４２〜５０は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、スイッチング素子によるスイッチＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３、ＳＷ２４、ＳＷ２５を備えて構成されている。この場合、マイコン１８は、スイッチング信号を生成してスイッチＳＷ１のオンオフ動作を制御するとともに、スイッチＳＷ２１〜ＳＷ２５を順番にオンオフ制御するようになっている。
【００４４】
例えば、電流境界モードで各スイッチの動作を制御するに際しては、スイッチＳＷ１をオン動作させて、車載バッテリ２０からの入力電圧を電磁エネルギーとして一次巻線Ｌ１に蓄積し、蓄積された電磁エネルギーをスイッチＳＷ１のオフ動作時に、出力ブロック４２〜５０のうちいずれかの出力ブロックに放出するようになっている。すなわち、スイッチＳＷ１がオフ動作になったときには、スイッチＳＷ２１〜ＳＷ２５のうちいずれか１つのスイッチのみがオン動作し、電磁エネルギーを整流して発光エネルギーとしてＬＥＤ１〜ＬＥＤ５のうちいずれか１つのＬＥＤに供給するようになっている。
【００４５】
本実施例においては、スイッチングレギュレータ４０の入力電圧が急変したときには、マイコン１８が、割込み要求信号ＩＲＱに応答してスイッチＳＷ１に対するスイッチング信号のオンデューティを小さくする制御を行うため、スイッチングレギュレータ４０の一次側に流れる電流のピーク値の上昇を制限し、スイッチングレギュレータ４０の回路素子を確実に保護することができる。
【００４６】
図９に、独立方式のスイッチングレギュレータ５２、５４、５６、５８を用いたときの実施例を示す。スイッチングレギュレータ５２、５４、５６、５８は、トランスＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、スイッチング素子によるスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４を備えて構成されており、各トランスＴ１〜Ｔ４の二次側には、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を備えた出力ブロック６０、６２、６４、６６が接続され、各出力ブロック６０、６２、６４、６６には、半導体光源としてのＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４が接続されている。
【００４７】
本実施例におけるマイコン１８は、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４に対するスイッチング信号を独立（個別）に生成し、生成したスイッチング信号を各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４に出力するようになっている。各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、マイコン１８からのスイッチング信号(パルス信号)に応答してオンオフ動作するようになっている。トランスＴ１〜Ｔ４は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオン動作時に、車載バッテリ２０からの入力電圧を電磁エネルギーとして一次巻線に蓄積し、一次巻線に蓄積された電磁エネルギーをスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオフ動作時に二次側から、出力ブロック６０〜６６に放出するようになっている。そして各スイッチングレギュレータ５２〜５８の入力電圧が急激に変化し、入力電圧検出回路１６から割込み要求信号ＩＲＱが出力されたときには、割込み要求信号ＩＲＱに応答してスイッチＳＷ１〜ＳＷ４に対するオンデューティを小さくすることで、各スイッチングレギュレータ５２〜５８の一次側に流れる電流のピーク値を迅速に制限することができ、入力電圧が急変しても各スイッチングレギュレータ５２〜５８を確実に保護することができる。
【００４８】
図１０に、フォワード方式のスイッチングレギュレータ６８を用いたときの実施例を示す。本実施例におけるスイッチングレギュレータ６８は、トランスＴ１１とスイッチＳＷ１を備えており、トランスＴ１１の二次側にはダイオードＤ１、Ｄ２、コイルＬ、コンデンサＣが接続されている。
【００４９】
本実施例においては、スイッチＳＷ１がオンのときに、トランスＴ１１に電磁エネルギーを蓄積するとともに、トランスＴ１１の二次側に放出し、スイッチＳＷ１がオフのときに、コイルＬに蓄積された電磁エネルギーを負荷に放出するようになっている。
【００５０】
本実施例においては、スイッチングレギュレータ６８の入力電圧が急変し、入力電圧検出回路から割込み要求信号ＩＲＱが出力されたときには、マイコン１８がスイッチＳＷ１に対するスイッチング信号のオンデューティを小さくすることで、スイッチングレギュレータ６８の一次側に流れる電流が上昇するのを制限することができる。
【００５１】
図１１に、フライバック方式のスイッチングレギュレータ７０を用いたときの実施例を示す。スイッチングレギュレータ７０は、トランスＴ１２とスイッチＳＷ１を備えており、トランスＴ１２の二次側にはダイオードＤとコンデンサＣが接続されている。
【００５２】
本実施例においては、スイッチＳＷ１がオンのときに、トランスＴ１２に電磁エネルギーを蓄積し、スイッチＳＷ１がオフのときに、トランスＴ１２に蓄積された電磁エネルギーを負荷側に放出するようになっている。
【００５３】
本実施例においては、スイッチングレギュレータ７０の入力電圧が急変し、入力電圧検出回路１８から割込み要求信号ＩＲＱが出力されたときには、マイコン１８がスイッチＳＷ１に対するスイッチング信号のオンデューティを小さくすることで、スイッチングレギュレータ７０の一次側に流れる電流が上昇するのを制限することができ、スイッチングレギュレータ７０の回路素子を確実に保護することができる。
【００５４】
図１２に、降圧型のスイッチングレギュレータ７２を用いたときの実施例を示す。スイッチングレギュレータ７２は、スイッチＳＷ１、ダイオードＤ１、コイルＬ、コンデンサＣを備えて構成されている。
【００５５】
本実施例においては、スイッチＳＷ１がオンになったときに、入力電圧を電磁エネルギーとしてコイルＬに蓄積し、スイッチＳＷ１がオフになったときには、ダイオードＤが導通し、コイルＬに蓄積された電磁エネルギーを負荷側に放出するようになっている。
【００５６】
本実施例においては、スイッチングレギュレータ７２の入力電圧急変し、入力電圧検出回路１８から割込み要求信号ＩＲＱが出力されたときには、マイコン１８がスイッチＳＷ１に対するスイッチング信号のオンデューティを小さくすることで、コイルＬに流れる電流のピーク値が上昇するのを制限することができ、スイッチングレギュレータ７２の回路素子を確実に保護することができる。
【００５７】
図１３に、昇圧型のスイッチングレギュレータ７４を用いたときの実施例を示す。スイッチングレギュレータ７４は、コイルＬ、スイッチＳＷ１、ダイオードＤ、コンデンサＣを備えて構成されている。
【００５８】
本実施例においては、スイッチＳＷ１がオンになったときに、入力電圧を電磁エネルギーとしてコイルＬに蓄積し、スイッチＳＷ１がオフになったときには、コイルＬに蓄積された電磁エネルギーを入力電圧に重畳させて負荷側に放出するようになっている。
【００５９】
本実施例においては、スイッチングレギュレータ７４の入力電圧が急変し、入力電圧検出回路１６から割込み要求信号ＩＲＱが出力されたときには、マイコン１８がスイッチＳＷ１に対するスイッチング信号のオンデューティを小さくすることで、コイルＬに流れる電流のピーク値の上昇を制限することができ、スイッチングレギュレータ７４の回路素子を確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例を示す車両用灯具の点灯制御回路の回路構成図である。
【図２】スイッチを構成するスイッチング素子とその駆動回路の回路構成図である。
【図３】入力電圧検出回路の回路構成図である。
【図４】入力電圧検出回路の動作を説明するための波形図である。
【図５】マイクロコンピュータにおけるコンペアマッチの処理を説明するための波形図である。
【図６】入力電圧検出回路の他の実施例を示す回路構成図である。
【図７】図６に示す入力電圧検出回路の作用を説明するための波形図である。
【図８】タイムシェアリング方式によるスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図である。
【図９】独立方式によるスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図である。
【図１０】フォワード方式のスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図である。
【図１１】フライバック方式のスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図である。
【図１２】降圧型のスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図である。
【図１３】昇圧型のスイッチングレギュレータを用いたときの実施例を示す回路構成図である。
【図１４】従来技術におけるスイッチングレギュレータの入力電圧が急変したときの状態を説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  車両用灯具の点灯制御回路
１２  スイッチングレギュレータ
１４  出力ブロック
１６  入力電圧検出回路
１８  マイコン
２０  車載バッテリ
２８  出力端子
３０  外部割込み端子
３２、３４  コンパレータ
４０、５２、５４、５６、５８、６８、７０、７２、７４  スイッチングレギュレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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