(57)【要約】【課題】  電力損失の低減及び製造コストの低減を図るとともに、スイッチング電源回路を保護すること。【解決手段】  光源１２と、スイッチング電源回路５及び制御回路６を有する発光装置２とを備える。スイッチング電源回路５は非絶縁で構成され、電源入力端子２０とスイッチング電源回路５の間にバッテリー１４からの入力電圧の供給の開始及び停止を行うスイッチ素子３が配置される。制御回路６は、スイッチング電源回路５の駆動電圧又は駆動電流を検出する出力検出部７と前記入力電圧を検出する入力検出部１１とを有する。検出された駆動電圧又は駆動電流が所定の閾値を超えた場合に、若しくは、検出された前記入力電圧が所定の閾値を超えた場合に前記入力電圧の供給を停止するようにスイッチ素子３が制御される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、電源入力端子から入力電圧を受け駆動出力端子を介して前記光源に駆動電圧又は駆動電流を供給するスイッチング電源回路及び前記駆動電圧又は前記駆動電流を制御する制御回路を有する発光装置とを備えた車両用灯具において、
前記スイッチング電源回路が非絶縁で構成され、
前記電源入力端子と前記スイッチング電源回路の間に前記入力電圧の供給の開始及び停止を行うスイッチ素子が配置され、
前記制御回路は、前記駆動電圧又は前記駆動電流を検出する出力検出部と前記入力電圧を検出する入力検出部とを有し、検出された前記駆動電圧又は前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合に、若しくは、検出された前記入力電圧が所定の閾値を超えた場合に前記入力電圧の供給を停止するように前記スイッチ素子を制御し、
前記制御回路を動作させる制御用電源に入力される制御電圧は前記スイッチ素子と前記電源入力端子の間から供給される
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
光源と、電源入力端子から入力電圧を受け駆動出力端子を介して前記光源に駆動電圧又は駆動電流を供給するスイッチング電源回路と、前記駆動電圧又は前記駆動電流を制御する制御回路とを有する発光装置を備え、
前記スイッチング電源回路が非絶縁で構成され、
前記スイッチング電源回路と前記光源の間に接続され前記駆動電圧又は前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合に前記光源への前記駆動電圧又は前記駆動電流の供給を遮断する遮断素子を設けた
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項３】
前記遮断素子はパターンヒューズ又はワイヤボンドである
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記光源は発光ダイオードで構成されており、前記スイッチング電源回路及び前記制御回路は同一基板上に固定されている
ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源に駆動電圧又は駆動電流を供給する非絶縁型のスイッチング電源回路を有する車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用灯具には、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などの半導体発光素子又は放電灯が用いられているものがある。このような車両用灯具には、光源を点灯させるためにバッテリーからの入力電圧を駆動電圧へ変換し変換された駆動電圧を供給するスイッチング電源回路が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
スイッチング電源回路は、出力側において短絡又は地絡が発生した場合に入力側から大電流が流れてしまうため、一般的に、絶縁型の構成とされている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２０６００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、絶縁型のスイッチング電源回路では入力側と出力側で電流のループが異なるため、入力電圧の大半を光源に出力する非絶縁型のスイッチング電源回路と比較すると、入力電圧を高い効率で出力電圧に変換することができない。
【０００５】
従って、絶縁型のスイッチング電源回路では電力損失が大きくなるという問題が生じる。
【０００６】
一方、スイッチング電源回路として低耐圧のスイッチング素子を有する非絶縁型を用いた場合には、出力側において短絡又は地絡が発生した場合に大電流が流れたときに加え、例えば、入力側であるバッテリーからロードダンプ等の過電圧が印加されたときにも低耐圧のスイッチング素子等の破壊のおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、電力損失の低減を図るとともに、スイッチング電源回路を保護することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様による車両用灯具は、光源と、電源入力端子から入力電圧を受け駆動出力端子を介して前記光源に駆動電圧又は駆動電流を供給するスイッチング電源回路及び前記駆動電圧又は前記駆動電流を制御する制御回路を有する発光装置とを備え、前記スイッチング電源回路が非絶縁で構成され、前記電源入力端子と前記スイッチング電源回路の間に前記入力電圧の供給の開始及び停止を行うスイッチ素子が配置され、前記制御回路は、前記駆動電圧又は前記駆動電流を検出する出力検出部と前記入力電圧を検出する入力検出部とを有し、検出された前記駆動電圧又は前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合に、若しくは、検出された前記入力電圧が所定の閾値を超えた場合に前記入力電圧の供給を停止するように前記スイッチ素子を制御し、前記制御回路を動作させる制御用電源に入力される制御電圧は前記スイッチ素子と前記電源入力端子の間から供給されるようにしたものである。
【０００９】
従って、スイッチング電源回路の入力側から過電圧、出力側から過電圧、過電流が供給された場合に入力電圧の供給を停止するようにスイッチ素子が制御される。
【００１０】
本発明の第２の態様による車両用灯具は、光源と、電源入力端子から入力電圧を受け駆動出力端子を介して前記光源に駆動電圧又は駆動電流を供給するスイッチング電源回路と、前記駆動電圧又は前記駆動電流を制御する制御回路とを有する発光装置を備え、前記スイッチング電源回路が非絶縁で構成され、前記スイッチング電源回路と前記光源の間に接続され前記駆動電圧又は前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合に前記光源への前記駆動電圧又は前記駆動電流の供給を遮断する遮断素子を設けるようにしたものである。
【００１１】
従って、スイッチング電源回路の出力側から過電圧、過電流が供給された場合に遮断素子が溶断して入力電圧の供給が停止される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明車両用灯具は、光源と、電源入力端子から入力電圧を受け駆動出力端子を介して前記光源に駆動電圧又は駆動電流を供給するスイッチング電源回路及び前記駆動電圧又は前記駆動電流を制御する制御回路を有する発光装置とを備え、前記スイッチング電源回路が非絶縁で構成され、前記電源入力端子と前記スイッチング電源回路の間に前記入力電圧の供給の開始及び停止を行うスイッチ素子が配置され、前記制御回路は、前記駆動電圧又は前記駆動電流を検出する出力検出部と前記入力電圧を検出する入力検出部とを有し、検出された前記駆動電圧又は前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合に、若しくは、検出された前記入力電圧が所定の閾値を超えた場合に前記入力電圧の供給を停止するように前記スイッチ素子を制御し、前記制御回路を動作させる制御用電源に入力される制御電圧は前記スイッチ素子と前記電源入力端子の間から供給されることを特徴とする。
【００１３】
従って、入力電圧を高い効率で出力電圧に変換することができるので、電力損失の低減を図ることができる。
【００１４】
また、耐圧特性の低い安価なスイッチング素子等のデバイスを用いることができるので、製造コストの低減を図ることができる。
【００１５】
また、スイッチング電源回路への過電流及び過電圧を入力側で遮断することができるので、スイッチング電源回路を保護することができる。
【００１６】
別の本発明車両用灯具は、光源と、電源入力端子から入力電圧を受け駆動出力端子を介して前記光源に駆動電圧又は駆動電流を供給するスイッチング電源回路と、前記駆動電圧又は前記駆動電流を制御する制御回路とを有する発光装置を備え、前記スイッチング電源回路が非絶縁で構成され、前記スイッチング電源回路と前記光源の間に接続され前記駆動電圧又は前記駆動電流が所定の閾値を超えた場合に前記光源への前記駆動電圧又は前記駆動電流の供給を遮断する遮断素子を設けたことを特徴とする。
【００１７】
従って、入力電圧を高い効率で出力電圧に変換することができるので、電力損失の低減を図ることができる。
【００１８】
また、安価な遮断素子を用いることができるので製造コストの低減を図ることができる。
【００１９】
また、遮断素子に供給される駆動電圧又は駆動電流が所定の閾値を超えた場合に前記入力電圧の供給が停止するので、スイッチング電源回路への過電流が遮断されスイッチング電源回路を保護することができる。
【００２０】
請求項３に記載した発明にあっては、前記遮断素子がパターンヒューズ又はワイヤボンドであるので、供給される駆動電圧又は駆動電流が所定の閾値を超えた場合に確実にバッテリーからの入力電圧の供給を停止させることができる。
【００２１】
請求項４に記載した発明にあっては、前記光源が発光ダイオードで構成されており、前記スイッチング電源回路及び前記制御回路が同一基板上に固定されているので、光源とスイッチング電源回路及び制御回路を接続するためのコネクタを不要とし製造コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明車両用灯具の第１の実施の形態について図１を参照して説明する。
【００２３】
図１に示すように、車両用灯具１は発光装置２及び光源１２を備えて構成されている。
【００２４】
発光装置２は、電源入力端子２０、２１、出力端子２２、２３、スイッチ素子３、非絶縁型のスイッチング電源回路５、シャント抵抗ＲＳＨ、コンデンサＣ及び制御回路６を備えて構成され、光源１２に駆動電圧又は駆動電流を供給する電圧電流供給手段として機能している。光源１２としては、例えば、半導体光源として機能するＬＥＤ（Light Emitting Diode）又は放電灯が用いられる。
【００２５】
スイッチ素子３は、電源入力端子２０とスイッチング電源回路５の間に配置され、オン及びオフによって電源入力端子２０を介して供給される入力電圧の供給の開始及び停止を行う。スイッチ素子３としては、例えば、ＮＭＯＳ（Negative Channel Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、ＰＭＯＳ（Positive Channel Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ等が用いられる。
【００２６】
非絶縁型のスイッチング電源回路５としては、例えば、コイルを含むチョッパー回路を用いたもの、トランスを含むチョッパー回路を用いたフライバック型のものが用いられる。例えば、フライバック型のスイッチング電源回路は、トランス、コンデンサ、ダイオード、ＮＭＯＳトランジスタを含んで構成されている。
【００２７】
コンデンサＣの両端側は電源入力端子２０、２１にそれぞれ接続されている。電源入力端子２０はスイッチ１５を介してバッテリー１４のプラス端子に接続され、電源入力端子２１はバッテリー１４のマイナス端子に接続されている。
【００２８】
制御回路６は、出力検出部７、駆動制御部８、入力検出部９、制御用電源１０及びスイッチ制御部１１を備えて構成されている。
【００２９】
出力検出部７は駆動制御部８及びスイッチ制御部１１に接続されており、スイッチング電源回路５の出力である駆動電圧又は駆動電流を検出する。検出された駆動電圧又は駆動電流は駆動制御部８及びスイッチ制御部１１に送出される。
【００３０】
入力検出部９は、スイッチ制御部１１に接続されており、スイッチング電源回路５の入力電圧を検出する。検出された入力電圧はスイッチ制御部１１に送出される。
【００３１】
駆動制御部８は、スイッチング電源回路５に接続され、検出された駆動電圧又は駆動電流に応じてスイッチング電源回路５の出力を制御する機能を有する。
【００３２】
スイッチ制御部１１は、スイッチ素子３に接続され、出力検出部７及び入力検出部９の検出結果に応じてスイッチ素子３のオンオフを制御する。
【００３３】
制御用電源１０はスイッチ素子３と電源入力端子２０の間のノードに接続されており制御回路６を動作させるための制御電圧を供給する。
【００３４】
以下に、本第１の実施の形態に係る車両用灯具を構成する発光装置２の動作について説明する。
【００３５】
出力検出部７はシャント抵抗ＲＳＨにおける駆動電圧又は駆動電流を検出し検出された駆動電圧又は駆動電流を駆動制御部８及びスイッチ制御部１１に送出する。
【００３６】
入力検出部９は、入力電圧を検出し検出された入力電圧をスイッチ制御部１１に送出する。
【００３７】
駆動制御部８は、検出された駆動電圧又は駆動電流を受けて光源１２に送出される駆動電圧又は駆動電流が所定の値となるようにスイッチング電源回路５をフィードバック制御する。
【００３８】
スイッチ制御部１１は、検出された入力電圧と予め決められた第１の閾値とを比較し、検出された入力電圧が第１の閾値を超えた場合にスイッチ素子３に供給停止制御信号Ｓｋを送出する。尚、第１の閾値は、電源入力端子２０における電圧が過電圧でない正常時における電圧値以下となるように予め設定されスイッチ制御部１１内のメモリ（図示せず）に記憶されている。
【００３９】
また、スイッチ制御部１１は、検出された駆動電圧又は駆動電流と予め決められた第２の閾値とを比較し、検出された駆動電圧又は駆動電流が第２の閾値を超えた場合にスイッチ素子３に供給停止制御信号Ｓｋを送出する。尚、前記第２の閾値は、出力端子２２における電圧が過電圧又は過電流でない正常時における電圧値以下又は電流値以下となるように予め設定され前記メモリに記憶されている。
【００４０】
スイッチ素子３は供給停止制御信号Ｓｋを受け前記入力電圧の供給を停止するようにオフ動作する。例えば、スイッチ素子３がＮＭＯＳトランジスタである場合には、ＮＭＯＳトランジスタのゲートにローレベルの供給停止制御信号Ｓｋが送出されるとスイッチ素子３がオフして前記入力電圧のスイッチング電源回路５への供給が停止する。また、スイッチ素子３がＰＭＯＳトランジスタである場合には、ＰＭＯＳトランジスタのゲートにハイレベルの供給停止制御信号Ｓｋが送出されるとスイッチ素子３がオフして前記入力電圧のスイッチング電源回路５への供給が停止する。
【００４１】
上記したように、車両用灯具１にあっては、スイッチング電源回路５の入力側である入力検出部９と出力側である出力検出部７の両方で電流及び電圧を検出し、検出された駆動電圧又は駆動電流が所定の第２の閾値を超えた場合に、若しくは、検出された入力電圧が所定の第１の閾値を超えた場合に入力電圧の供給を停止するようにスイッチ素子３を制御している。従って、スイッチング電源回路５への過電流及び過電圧を入力側で遮断することができスイッチング電源回路を保護することができる。
【００４２】
また、上記したように、車両用灯具１にあっては、スイッチング電源回路５として非絶縁型を用いているため以下の２つの効果が得られる。第１に、入力電圧を高い効率で出力電圧に変換することができるので電力損失の低減を図ることができる。第２に、耐圧特性の低いスイッチング素子等のデバイスを含んでいるので、これらのデバイスが安価であり、製造コストを低減することができる。
【００４３】
以下に、本発明車両用灯具の第２の実施の形態について図２及び図３を参照して説明する。
【００４４】
車両用灯具３０は、図２に示すように、発光装置３２と、発光装置３２を固定する台座４８と、出射光を前方へ向けて投影する投影レンズ４６と、投影レンズ４６を保持するレンズホルダー４７と、前方に開口されたリフレクター３３とを備えて構成されている。
【００４５】
発光装置３２は、例えば、ＬＥＤである光源４２と、光源４２を搭載する基板４３と、後述するバッテリーを接続するためのコネクタ４４と、基板４３及びコネクタ４４を搭載する回路基板４５とを備えている。尚、光源４２はＬＥＤ以外の他の光源でもよい。光源４２が、例えば、放電灯である場合には、該放電灯は回路基板４５には搭載されずに所定のコネクタを介して回路基板４５に接続される。
【００４６】
以下に、発光装置３２の回路構成について具体的に説明する。
【００４７】
発光装置３２は、図３に示すように、電源入力端子５０、５１、出力端子５２、５３、非絶縁型のスイッチング電源回路３５、シャント抵抗ＲＳＨ、コンデンサＣ、制御回路３６、遮断素子としてのパターンヒューズ３９及び光源４２を備えて構成され、光源４２に駆動電圧又は駆動電流を供給する電圧電流供給手段として機能している。尚、光源４２、スイッチング電源回路３５及び制御回路３６は、回路基板４５（図２参照）から取り外すことができないように回路基板４５上に固定されている。パターンヒューズ３９又は後述するワイヤボンドは回路基板４５に固着されている。
【００４８】
非絶縁型のスイッチング電源回路３５としては、例えば、図１に示したスイッチング電源回路５と同様にコイルを含むチョッパー回路を用いたもの、トランスを含むチョッパー回路を用いたフライバック型のものが用いられる。
【００４９】
コンデンサＣの両端側は電源入力端子５０、５１にそれぞれ接続されている。電源入力端子５０は、スイッチ５５を介してバッテリー５４のプラス端子に接続され、電源入力端子５１は、バッテリー５４のマイナス端子に接続されている。
【００５０】
制御回路３６は、出力検出部３７、駆動制御部３８及び制御用電源４０を備えて構成されている。
【００５１】
パターンヒューズ３９はスイッチング電源回路３５の出力側に配置されたシャント抵抗ＲＳＨと光源４２の間に接続され所定の閾値を超えた駆動電圧又は駆動電流が供給された場合に溶断される。尚、遮断素子としては、所定の閾値を超えた駆動電圧又は駆動電流が供給された場合に溶断されるようなものであればパターンヒューズ以外のものでもよく、例えば、ワイヤボンドを用いてもよい。ワイヤボンドとしては、例えば、金、アルミニウム、銅などの材料からなる超極細の金属線が用いられる。また、上記した閾値の設定はワイヤボンドの径を変えることによって行われる。
【００５２】
出力検出部３７は駆動制御部３８に接続されており、スイッチング電源回路３５の出力である駆動電圧又は駆動電流を検出する。検出された駆動電圧又は駆動電流は駆動制御部３８に送出される。
【００５３】
駆動制御部３８は、スイッチング電源回路３５に接続され、検出された駆動電圧又は駆動電流に応じてスイッチング電源回路３５の出力を制御する機能を有する。
【００５４】
制御用電源４０はスイッチング電源回路３５の入力側に接続されており制御回路３６を動作させるための制御電圧を供給する。
【００５５】
以下に、本第２の実施の形態に係る車両用灯具を構成する発光装置３２の動作について説明する。
【００５６】
出力検出部３７はシャント抵抗ＲＳＨにおける駆動電圧又は駆動電流を検出し検出された駆動電圧又は駆動電流を駆動制御部３８に送出する。
【００５７】
駆動制御部３８は、検出された駆動電圧又は駆動電流を受けて光源４２に送出される駆動電圧又は駆動電流が所定の値となるようにスイッチング電源回路３５をフィードバック制御する。
【００５８】
パターンヒューズ３９は供給された駆動電圧又は駆動電流が所定の閾値より大きい場合に溶断される。この所定の閾値は、出力端子５２における電圧が短絡、地絡等により発生する過電圧又は過電流でない正常時における電圧値又は電流値以下となるように予め設定されている。
【００５９】
上記した所定の閾値より大きい駆動電圧又は駆動電流が供給されてパターンヒューズ３９が溶断されると、バッテリー５４から供給される入力電圧のスイッチング電源回路３５への供給が停止する。
【００６０】
上記したように、車両用灯具３０にあっては、スイッチング電源回路３５の出力側に配置されたパターンヒューズ３９に供給される駆動電圧又は駆動電流が所定の閾値を超えた場合に前記入力電圧の供給が停止する。従って、スイッチング電源回路３５への過電流及び過電圧が遮断されスイッチング電源回路３５を構成する内部デバイス等の発火の防止等の安全性の向上を図ることができ、スイッチング電源回路３５を保護することができる。
【００６１】
また、車両用灯具３０においても、非絶縁型のスイッチング電源回路３５を用いているため、上記した第１の実施の形態における車両用灯具１と同様の効果、即ち、電力損失の低減及び製造コストの低減を図ることができる。
【００６２】
また、光源４２、スイッチング電源回路３５及び制御回路３６が同一の回路基板４５から取り外しできないように回路基板４５上に固定されているため、光源４２とスイッチング電源回路３５及び制御回路３６を接続するためのコネクタ（ハーネス等）が不要であり、また、遮断素子として安価なパターンヒューズ３９を用いているので製造コストの低減を図ることができる。
【００６３】
上記した実施の形態は、本発明を好適に実施した形態の一例に過ぎず、本発明は、その主旨を逸脱しない限り、種々変形して実施することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用灯具の回路構成を示した図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る車両用灯具の構成を示した斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る車両用灯具の回路構成を示した図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、３０…車両用灯具、２、３２…発光装置、３…スイッチ素子、６、３６…制御回路、５、３５…スイッチング電源回路、７、３７…出力検出部、１０、４０…制御用電源、１１…入力検出部、１２、４２…光源、２０…電源入力端子
【図１】
2011068185.tif 000003
【図２】
2011068185.tif 000004
【図３】
2011068185.tif 000005