(57)【要約】【課題】  ダミー抵抗やスイッチ回路などの部品点数やこれらを接続するための配線スペースを抑制しながら、負荷の変動に対応して安定した出力電圧を得ることができる電源装置を提供する。【解決手段】  複数の光源を含む負荷１と、負荷１への電圧を調整するためのＤＣ−ＤＣコンバータ２と、このＤＣ−ＤＣコンバータ２と負荷１との間に接続され、平滑した出力を前記負荷に供給する平滑回路３と、この平滑回路３から供給される出力電流を調整するダミー抵抗４と、平滑回路３とダミー抵抗４との間に設けられるスイッチ回路５と、負荷１の駆動を制御するとともに、負荷１への出力電流に応じて、スイッチ回路５を用いて、平滑回路３とダミー抵抗４との接続／非接続を切り換えるように促す制御を行う制御手段５と、を備えてなる。【選択図】  図１
2011172426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源を含む負荷と、
前記負荷への電圧を調整するためのＤＣ−ＤＣコンバータと、
このＤＣ−ＤＣコンバータと負荷との間に接続され、平滑した電圧を前記負荷に供給する平滑回路と、
この平滑回路から供給される出力電流を調整するダミー抵抗と、
前記平滑回路と前記ダミー抵抗との間に設けられるスイッチ回路と、
前記負荷の駆動を制御するとともに、
前記負荷への出力電流に応じて、前記スイッチ回路を用いて、前記平滑回路と前記ダミー抵抗との接続／非接続を切り換えるように促す制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記スイッチ回路に対して、パルス幅変調制御を行うことによって、前記平滑回路から前記ダミー抵抗へ供給される出力電流を調整することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記光源が消灯状態の際に、前記平滑回路から前記ダミー抵抗へ出力電流が流れるように、前記スイッチ回路を制御することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの起動／停止を促す制御を行うとともに、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータを起動／停止を切り換える際には、前記平滑回路から前記ダミー抵抗へ出力電流が流れるように、前記スイッチ回路を制御することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定した電源を供給するためのＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置に関し、例えば、車両用計器を構成する負荷回路へ安定した電源を供給するための電源装置として好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置があり、例えば、特許文献１に開示されている。この発明に係る電源装置は、フォワード型ＤＣ−ＤＣコンバータを備えた電源装置であって、インダクタンスとコンデンサにより平滑して出力する２次側回路には出力を分岐して流すダミー抵抗とダミー抵抗の接続をオンオフするスイッチ回路とダミー抵抗の接続を制御する電源制御手段を備えたことを特徴とする構成である。この構成によって、負荷の状態に応じてダミー抵抗への接続／遮断を切り換えることで、ＤＣ−ＤＣコンバータからの出力電圧の異常上昇を防止することができる。
【０００３】
また、ダミー抵抗とスイッチ回路とを複数備えて、２次側回路から負荷への電流量に対応してダミー抵抗回路を選択接続することにより、出力電圧が異常に上昇する状況時に適切な電圧値となるように出力電圧の上昇を抑制制御することについて開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３１１７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらダミー抵抗とスイッチ回路とを複数備えることで、部品点数が増加してしまうという問題があった。また、負荷の分解能が多い場合には、その回路数が更に増えてしまうため、部品点数だけでなく、これら部品を実装するための回路基板におけるスペースが必要となってしまい問題となった。
【０００６】
また、回路基板において、回路数が増えることによって、ダミー抵抗への通電／遮断の切り換え制御するための電源制御手段からの制御ラインの配線スペースも増加してしまうという問題があった。
【０００７】
そこで本発明の目的とするところは、上述した課題に着目してなされたものであって、ダミー抵抗やスイッチ回路などの部品点数やこれらを接続するための配線スペースを抑制しながら、負荷の変動に対応して安定した出力電圧を得ることができる電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電源装置は、複数の光源を含む負荷と、前記負荷への電圧を調整するためのＤＣ−ＤＣコンバータと、このＤＣ−ＤＣコンバータと負荷との間に接続され、平滑した電圧を前記負荷に供給する平滑回路と、この平滑回路から供給される出力電流を調整するダミー抵抗と、前記平滑回路と前記ダミー抵抗との間に設けられるスイッチ回路と、前記負荷の駆動を制御するとともに、前記負荷への出力電流に応じて、前記スイッチ回路を用いて、前記平滑回路と前記ダミー抵抗との接続／非接続を切り換えるように促す制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記制御手段は、前記スイッチ回路に対して、パルス幅変調制御を行うことによって、前記平滑回路から前記ダミー抵抗へ供給される出力電流を調整することを特徴とする。
【００１０】
また、前記制御手段は、前記光源が消灯状態の際に、前記平滑回路から前記ダミー抵抗へ出力電流が流れるように、前記スイッチ回路を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの起動／停止を促す制御を行うとともに、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを起動／停止を切り換える際には、前記平滑回路から前記ダミー抵抗へ出力電流が流れるように、前記スイッチ回路を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置に関し、ダミー抵抗やスイッチ回路などの部品点数やこれらを接続するための配線スペースを抑制しながら、負荷の変動に対応して安定した出力電圧を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態における構成を示す図。
【図２】同上実施の形態における光源点灯数に応じた各出力電流値を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明が適用された実施の形態について添付図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は、車両用計器の電源回路の回路構成を示す図であり、負荷１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２と、平滑回路３と、ダミー抵抗４と、スイッチ回路５と、制御手段６と、負荷駆動回路７とを回路基板上に備えている。
【００１６】
負荷１は、この場合、発光ダイオードからなる光源を複数備えている。また、負荷１は、それぞれの光源が独立してオンまたはオフ制御されるように、負荷駆動回路７を介して制御手段６と接続され、制御手段６からの制御信号に基づいて、各光源が制御されるように構成される。
【００１７】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、車載バッテリなどからの電源を入力して所定電圧を生成して、平滑回路３を介して負荷１へ出力する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、制御手段６からの信号を入力する入力ポートを設け、制御手段６からの信号に基づいて、起動、または停止する。
【００１８】
平滑回路３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２と負荷１との間に接続されて設けられ、ダイオードＤと、インダクタンスＬと、コンデンサＣとを図１に示すように接続することによって、整流平滑された出力を負荷へ供給する。
【００１９】
ダミー抵抗４は、平滑回路３から出力分岐して、スイッチ回路５を介して接続されるものであり、負荷の最大消費電流に応じた抵抗値が選択されて設けられる。ダミー抵抗４は、この平滑回路３から供給される出力電流を調整できる。
【００２０】
スイッチ回路５は、トランジスタを適用でき、平滑回路３とダミー抵抗４との間に接続されて設けられ、制御手段６からの制御に応じて、平滑回路３からダミー抵抗４への出力の有無を切り換えることができる。
【００２１】
制御手段６は、マイクロコンピュータを適用でき、この場合、図示しない車両情報や起動スイッチ（例えば、イグニッションスイッチ）Ｓからの信号を入力し、所定プログラムの演算に応じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の起動／停止、または負荷駆動回路７を介して負荷１の点灯／消灯を制御する。この場合、制御手段６は、車両情報（例えば、車両走行速度）に基づいて値が大きくなるにつれて、多くの光源が点灯するように負荷１を制御する。
【００２２】
また、制御手段６は、光源がすべて消灯している場合には、ダミー抵抗４へ大きな出力電流が流れるように促すデューティ比の信号を用いてスイッチ回路５をパルス幅変調制御し、光源がたくさん点灯し、負荷１へ流れる出力電流が大きくなるにつれて、ダミー抵抗４へ流れる出力電流が小さくなるようにスイッチ回路５をパルス幅変調制御する。この場合、図２に示すように、負荷１への出力電流Ｘに応じて、ダミー抵抗４への出力電流Ｙを調整し、これらを合わせた総出力電流Ｚの電流変動幅Ｚｄが小さいようにしている。従って、平滑回路３からの出力電流の急激な変動を抑えることができるため、応答性良く安定した出力を得ることができる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２からの電流量の変化が抑制されることによって、効率よく安定電源を生成できる。
【００２３】
負荷駆動回路７は、負荷１と制御手段６との間に接続される図示しないトランジスタや抵抗などで構成され、制御手段６からの制御信号に基づく光源を選択的に点灯／消灯制御する切り換え手段である。
【００２４】
次に車両用計器の起動時における制御手段６による制御について説明する。
【００２５】
制御手段６は、起動スイッチＳに基づいて、車両用計器が停止状態から作動状態へ移行する際に、まず、平滑回路３からダミー抵抗４へ出力可能なようにスイッチ回路５を制御するスイッチ処理を行う。
【００２６】
次に、制御手段６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が起動するように促す信号をＤＣ−ＤＣコンバータ２に出力する起動処理を行う。
【００２７】
次に、制御手段６は、車両情報の入力に基づいて、負荷１を点灯／消灯制御するための制御信号を生成し、負荷駆動回路７に出力する車両情報表示処理を行う。なお、車両情報表示処理は、負荷１への出力電流（光源の点灯個数）に応じたスイッチ回路５への信号についてデューティ比を調整し、負荷１への出力電流が大きくなるにつれて、ダミー抵抗４へ流れる電流を小さくするためのパルス幅変調制御を伴って行われる。
【００２８】
これらの制御手順によって制御することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の起動直後、負荷１が無負荷状態（光源がすべて消灯状態）であっても、ダミー抵抗４へ出力電流が流れ、負荷１側に出力電流を流さない構成となる。従って、車両情報が急激に変化して光源の点灯個数が変化する場合であっても、平滑回路からの出力電流の差異を狭めることができるため、応答性良く安定した出力を行うことができる電源装置となる。
【００２９】
次に車両用計器の終了停止までにおける制御手段６による制御について説明する。
【００３０】
制御手段６は、起動スイッチＳに基づいて、車両用計器が作動状態から停止状態へ移行する際に、まず、負荷１を消灯制御するための制御信号を生成し、負荷駆動回路７に出力する車両情報表示処理を行う。なお、車両情報表示処理は、負荷１への出力電流（光源の点灯個数）に応じたスイッチ回路５への信号についてデューティ比を調整し、負荷１への出力電流が小さくなるにつれて、ダミー抵抗４へ流れる電流を大きくするためのパルス幅変調制御を伴って行われる。
【００３１】
次に、制御手段６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が停止するように促す信号をＤＣ−ＤＣコンバータ２に出力する停止処理を行う。
【００３２】
これらの制御手順によって制御することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の停止時、負荷１が無負荷状態（光源がすべて消灯状態）であっても、ダミー抵抗４へ出力電流が流れ、負荷１側に出力電流を流さない構成となる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２停止後、コンデンサＣの電荷をダミー抵抗４側へ放電できるため、負荷１へ該電荷が回り込んで誤作動することを防止できる。
【００３３】
斯かる電源装置は、複数の光源を含む負荷１と、負荷１への電圧を調整するためのＤＣ−ＤＣコンバータ２と、このＤＣ−ＤＣコンバータ２と負荷１との間に接続され、平滑した出力を前記負荷に供給する平滑回路３と、この平滑回路３から供給される出力電流を調整するダミー抵抗４と、平滑回路３とダミー抵抗４との間に設けられるスイッチ回路５と、負荷１の駆動を制御するとともに、負荷１への出力電流に応じて、スイッチ回路５を用いて、平滑回路３とダミー抵抗４との接続／非接続を切り換えるように促す制御を行う制御手段５と、を備えてなる。
【００３４】
また、制御手段６は、スイッチ回路５に対して、パルス幅変調制御を行うことによって、平滑回路３からダミー抵抗４へ供給される出力電流を調整する。
【００３５】
従って、電子部品を実装するための回路基板上において、ダミー抵抗やスイッチ回路などの部品点数やこれらを接続するための配線スペースを抑制しながら、負荷の変動に対応して安定した出力電圧を得ることができる電源装置を提供できる。
【００３６】
また、制御手段６は、前記光源が消灯状態の際に、平滑回路３からダミー抵抗４へ出力電流が流れるように、スイッチ回路５を制御することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ２からの出力電流の変動幅を小さくでき、効率良く出力電流を生成できる。また、急激な出力電流の変動を低減できるため、異常な出力の発生を防止できる。
【００３７】
また、制御手段６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の起動／停止を促す制御を行うとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ２を起動／停止を切り換える際には、平滑回路３からダミー抵抗４へ出力電流が流れるように、スイッチ回路５を制御することによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が起動時にあっては、異常な出力電流の発生を抑制することで電子部品の破損を防止でき、また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が停止状態にあっては、コンデンサＣの電荷による不具合を防止できる。
【００３８】
なお、本発明を上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた電源装置に関し、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される電源装置として適用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１  負荷
２  ＤＣ−ＤＣコンバータ
３  平滑回路
４  ダミー抵抗
５  スイッチ回路
６  制御手段
【図１】
2011172426.tif 000003
【図２】
2011172426.tif 000004