(57)【要約】      （修正有）【課題】回路の小型化を妨げることなく伝導性ノイズを低減する点灯制御装置を提供する。【解決手段】バッテリからワイヤーハーネスを介して電力供給を受けて光源の点灯制御を行う点灯制御装置２であって、ワイヤーハーネスと接続される入力端子ＴＡと、入力端子から光源３に至る第１電流経路に設けられる第１スイッチ素子Ｐ１と、入力端子から基準電位端に至る第２電流経路に設けられる第２スイッチ素子Ｎ２と、第１スイッチ素子と第２スイッチ素子の各々を制御する制御部２０と、を含む。第１スイッチ素子と第２スイッチ素子の各々が、制御部から与えられる制御信号に応じて相補的に導通する。【選択図】図１
2019096500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリからワイヤーハーネスを介して電力供給を受けて光源の点灯制御を行う点灯制御装置であって、
前記ワイヤーハーネスと接続される入力端子と、
前記入力端子から前記光源に至る第１電流経路に設けられる第１スイッチ素子と、
前記入力端子から基準電位端に至る第２電流経路に設けられる第２スイッチ素子と、
前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子の各々を制御する制御部と、
を含み、
前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子の各々が前記制御部から与えられる制御信号に応じて相補的に導通する、点灯制御装置。
【請求項２】
前記第２電流経路に設けられる抵抗素子を更に含む、
請求項１に記載の点灯制御装置。
【請求項３】
前記第１スイッチ素子及び前記第２スイッチ素子は、互いに伝導型の異なるトランジスタであり、前記制御部から前記制御信号として同じ制御信号が与えられる、
請求項１又は２に記載の点灯制御装置。
【請求項４】
前記第１スイッチ素子及び前記第２スイッチ素子は、伝導型の同じトランジスタであり、当該第１スイッチ素子又は前記第２スイッチ素子のうち、その一方には前記制御部から前記制御信号として第１制御信号が与えられ、他方には当該第１制御信号を反転させた第２制御信号が与えられる、
請求項１又は２に記載の点灯制御装置。
【請求項５】
前記第１電流経路と前記第２電流経路とは、前記入力端子から前記第１スイッチ素子までの間において１つの電流経路として共通化されている、
請求項１〜４の何れか１項に記載の点灯制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の点灯制御装置と、当該点灯制御装置によって駆動される光源とを備える車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を含んで構成される光源の点灯制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ等の発光素子を含んで構成される光源の駆動装置の先行例は、例えば特許第５０９７５３４号公報（特許文献１）に開示されている。この特許文献１に開示される駆動装置は、バッテリと、このバッテリから供給される入力電圧を所望の出力電圧に変換して負荷に供給するＤＣ−ＤＣコンバータと、負荷と並列に接続されるノイズ軽減用コンデンサを備えている。
【０００３】
上記の駆動装置を車載用途に用いる場合に、バッテリとＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的接続は、例えばワイヤーハーネス（以下、単に「ハーネス」という。）を用いて確保される。また、このハーネスにはＤＣ−ＤＣコンバータ以外の車載電装品も接続される場合が多い。
【０００４】
ところで、光源の調光を行った際には、パワーオン時とパワーオフ時の消費電流に差を生じることから、ハーネスの寄生抵抗と消費電流により発生する電圧の大きさが変動する。この電圧変動は、伝導性ノイズとしてハーネスを介して他の車載電装品へ伝わり、悪影響を及ぼす可能性がある。また、このような電圧変動は、ＤＣ−ＤＣコンバータへの入力電圧を平滑化する手段として設けられる入力バイパスコンデンサの素子伸縮を生じさせ、それによる基板の音鳴りを生じさせる場合がある。これについて、特許文献１の駆動装置では、入力バイパスコンデンサを複数個並列に接続して用いることが開示されている。しかし、この方法は、複数個の入力バイパスコンデンサを設置するために多くのスペースを確保する必要があるため、回路の小型化を妨げることになり好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５０９７５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明に係る具体的態様は、回路の小型化を妨げることなく伝導性ノイズを低減することが可能な技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明に係る一態様の点灯制御装置は、（ａ）バッテリからワイヤーハーネスを介して電力供給を受けて光源の点灯制御を行う点灯制御装置であって、（ｂ）前記ワイヤーハーネスと接続される入力端子と、（ｃ）前記入力端子から前記光源に至る第１電流経路に設けられる第１スイッチ素子と、（ｄ）前記入力端子から基準電位端に至る第２電流経路に設けられる第２スイッチ素子と、（ｅ）前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子の各々を制御する制御部と、を含み、（ｆ）前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子の各々が前記制御部から与えられる制御信号に応じて相補的に導通する、点灯制御装置である。
［２］本発明に係る一態様の車両用灯具は、上記の点灯制御装置と、当該点灯制御装置によって駆動される光源とを備える車両用灯具である。
【０００８】
上記構成によれば、回路の小型化を妨げることなく伝導性ノイズを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施形態の車両用灯具の構成を示す回路図である。
【図２】図２は、調光時の制御部の入出力信号を説明するための波形図である。
【図３】図３は、ハーネスの寄生抵抗による電圧降下を説明するための波形図である。
【図４】図４は、他の実施形態の車両用灯具の構成を示す回路図である。
【図５】図５は、他の実施形態の車両用灯具の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において、回路要素同士が「接続」するとは、所期の動作を妨げない限りにおいて、回路要素同士が配線などを介して直接的に接続される場合のほか、回路要素の相互間に他の回路要素が介在して間接的に接続される場合も含むものとする。
【００１１】
図１は、一実施形態の車両用灯具の構成を示す回路図である。図示の車両用灯具は、バッテリ１から電力供給を受けて点灯制御を行う点灯制御装置２と、この点灯制御装置２によって駆動される光源３を含んで構成されている。光源３は、例えばＬＥＤなどの発光素子を１つ以上含んで構成されている。図示の例では、３つの発光素子が直列接続されているが、接続状態はこれに限定されない。
【００１２】
また、図示のように、バッテリ１と点灯制御装置２との間はハーネス４を介して電気的に接続されている。またこのハーネス４は、点灯制御装置２よりもバッテリ１側の途中で配線が分岐しており、車両に搭載される他の電装品５とバッテリ１との間を電気的に接続するためにも用いられている。電装品５とは、例えば車載用のエアコン装置、オーディオ装置などである。ハーネス４には図示のように寄生抵抗が存在する。この寄生抵抗は、例えば数ｍΩ〜数百ｍΩの大きさである。
【００１３】
点灯制御装置２は、制御部（制御ＩＣ）２０、信号源２１、スイッチ２２、コイル２３、抵抗素子２４、２５、コンデンサ２６、２７、入力端子ＴＡ、ダイオードＤ１、トランジスタＮ１、Ｎ２、Ｐ１を含んで構成されている。この点灯制御装置２は、バッテリ１から得られる電圧を昇圧可能なＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）方式のＤＣ−ＤＣコンバータと、電流ドライバを含んでおり、制御部２０のパワーコントロール端子（ＰＷＭＰＯＷ端子）、または電流ドライバのパワーコントロール端子（ＰＷＭＤＲＶ端子）を外部からのＰＷＭ信号によって制御することで、光源３の広範囲かつ高精度な輝度制御を行うことができる。
【００１４】
制御部２０は、ハーネス４と接続された入力端子ＴＡを介してバッテリ１から電力供給を受けて点灯制御装置２の全体動作を制御するものであり、例えば上記した特許文献１に開示されるような半導体集積回路である。信号源２１は、ＰＷＭ変調信号（例えば２００Ｈｚ）を制御部２０のＰＷＭＤＲＶ端子に入力する。
【００１５】
トランジスタＮ１は、Ｎチャネル電界効果型トランジスタであり、そのゲートが制御部２０のＳＷ端子に接続され、ドレインがコイル２３の一端およびダイオードＤ１の一端に接続され、ソースが抵抗素子２４の一端および制御部２０のＳＥＮＳＰ端子に接続されている。このトランジスタＮ１は、ＳＷ端子の端子電圧に応じてオン／オフが制御される出力パワートランジスタである。
【００１６】
コイル２３は、一端がトランジスタＮ１のドレインおよびダイオードＤ１のアノードと接続され、他端が入力端子ＴＡとハーネス４を介してバッテリ１に接続されている。抵抗素子２４は、一端がトランジスタＮ１のソースおよび制御部２０のＳＥＮＳＰ端子に接続され、他端が制御部２０のＳＥＮＳＮ端子および基準電位端（接地端）に接続されている。この抵抗素子２４は、過電流検出用の抵抗素子である。ＳＥＮＳＰ端子とＳＥＮＳＮ端子の間の電圧が所定値以上になると、制御部２０は、過電流保護動作（例えば、トランジスタＮ１のオンデューティ低下）を実行する。
【００１７】
コンデンサ２６は、一端がコイル２３の一端に接続され、他端が基準電位端に接続されている。このコンデンサ２６は、バッテリ１からの入力電圧を平滑化するバイパスコンデンサである。コンデンサ２７は、一端がダイオードＤ１のカソードに接続され、他端が基準電位端に接続されている。ダイオードＤ１は、アノードがコイル２３の一端と接続され、カソードがトランジスタＰ１のドレインに接続されている。
【００１８】
トランジスタＰ１は、Ｐチャネル電界効果型トランジスタであり、そのゲートが制御部２０のＰＷＭＯＵＴ端子に接続され、ドレインがダイオードＤ１のカソードおよびコンデンサ２７の一端に接続され、ソースが光源３に接続されている。別言すると、トランジスタＰ１は、入力端子ＴＡから光源３に至る第１電流経路上に設けられている。
【００１９】
トランジスタＮ２は、Ｎチャネル電界効果型トランジスタであり、そのゲートが制御部２０のＰＷＭＯＵＴ端子に接続され、ドレインが入力端子ＴＡおよびハーネス４を介してバッテリ１に接続されるとともにコイル２３の一端に接続され、ソースが抵抗素子２５を介して基準電位端に接続されている。別言すると、トランジスタＮ２は、入力端子ＴＡから基準電位端に至る第２電流経路上に設けられている。
【００２０】
本実施形態の点灯制御装置２は上記の構成を有しており、次にその動作について詳細に説明する。基本的な動作としては、信号源２１からＰＷＭ変調信号（例えば２００Ｈｚ）が制御部２０のＰＷＭＤＲＶ端子に入力されると、制御部２０のＰＷＭＯＵＴ端子からＰＷＭ信号が出力され、トランジスタＰ１のゲートに入力される。それにより、トランジスタＰ１のオンオフが制御され、光源３の発光素子へ供給される電流がＰＷＭ制御される。
【００２１】
図２は、調光時の制御部の入出力信号を説明するための波形図である。図２に示すように、スイッチ２２から制御部２０のＰＷＭＰＯＷ端子にオン信号が入力されて制御部２０の電源が入った状態（パワーオン）になると、ＰＷＭＤＲＶ端子に入力されるＰＷＭ変調信号（例えば矩形波）に応じてＰＷＭＯＵＴ端子から出力されるＰＷＭ信号がハイレベルになり、トランジスタＰ１はオン状態（導通状態）になり、トランジスタＮ２はオフ状態（非導通状態）になる。また、制御部２０のＰＷＭＰＯＷ端子にオフ信号が入力されて制御部２０の電源が切れた状態（パワーオフ）になるとＰＷＭＯＵＴ端子から出力されるＰＷＭ信号がローレベルになり、トランジスタＰ１はオフ状態（非導通状態）になり、トランジスタＮ２はオン状態（導通状態）になる。すなわち、トランジスタＰ１とトランジスタＮ２は、制御部２０から与えられる制御信号に応じて相補的に導通する。
【００２２】
ここで、ＰＷＭＯＵＴ端子から出力されるＰＷＭ信号の大きさが相対的に高いレベル（ハイレベル）のときには光源３の発光素子に電流が流れる。このとき、ハーネス４の寄生抵抗による電圧降下を生じることから、バッテリ１と点灯制御装置２の接続点である入力端子ＴＡにおける入力電圧が低下する。同様に、ＰＷＭ信号の大きさが相対的に小さいレベル（ローレベル）のときにはトランジスタＮ２に電流が流れる。このときも、ハーネス４の寄生抵抗による電圧降下を生じることから入力端子ＴＡにおける入力電圧が低下する。
【００２３】
図３は、ハーネスの寄生抵抗による電圧降下を説明するための波形図である。光源３に流れる電流をiLED、トランジスタＮ２に流れる電流をiMOSとする。図３に示すように、トランジスタＰ１がオン状態のときの電流iLEDとハーネス４の寄生抵抗により生じる電圧降下をΔVo1、トランジスタＰ１がオフ状態のときの電流iMOSとハーネス４の寄生抵抗により生じる電圧降下をΔVo2とすると、これら各電圧降下の差ΔＶは、ΔVo1−ΔVo2となる。この電圧降下の差ΔＶを小さくするほど、伝送制ノイズを低減することができる。すなわち、iLEDとiMOSの差が少なくなるほど（理想的にはiLED＝iMOS）、調光動作時の入力端子の入力電圧の変動が抑えられるので、ハーネス４を介して他の電装品５に伝わってしまう伝送ノイズを低減させることができる。トランジスタＮ２に流れる電流をiMOSの大きさについては、主にトランジスタＮ２のオン抵抗値および抵抗素子２５の抵抗値によって調整することができるので、光源３の各発光素子による抵抗値に対応して各抵抗値を適宜設定することでiLEDとiMOSの差を少なくすることができる。
【００２４】
図４は、他の実施形態の車両用灯具の構成を示す回路図である。図１に示した車両用灯具と比較すると、点灯制御装置の構成が一部異なっている。具体的には、トランジスタＮ２のドレインがトランジスタＰ１のドレイン（およびダイオードＤ１のアノード）に接続された点と、このトランジスタＮ２のソースに接続されていた抵抗素子２５がダイオードＤ２に置き換えられた点が異なっており、それ以外の構成は共通である。すなわち、この実施形態では、入力端子ＴＡからトランジスタＰ１までの間において第１電流経路と第２電流経路が１つの電流経路として共通化されている。ダイオードＤ２は、一端がトランジスタＮ２のソースに接続され、他端が基準電位端に接続されている。この図４に示す構成の点灯制御装置では、トランジスタＰ１がオフ状態になったときには、iLEDがトランジスタＮ２側に流れるので、iLEDとiMOSがほぼ等しくなる。それにより、伝送制ノイズを低減することができる。
【００２５】
図５は、他の実施形態の車両用灯具の構成を示す回路図である。図１に示した車両用灯具と比較すると、点灯制御装置２の構成が一部異なっている。具体的には、トランジスタＮ２がＰチャネル電界効果型トランジスタであるトランジスタＰ２に置き換えられた点と、このトランジスタＰ２のゲートと制御部２０のＰＷＭＯＵＴ端子の間に反転増幅器２８が接続された点が異なっており、それ以外の構成は共通である。すなわち、この実施形態においては、同じ伝導型のトランジスタが用いられている。また、ＰＷＭＯＵＴ端子から出力される信号が第１制御信号に対応し、この信号を反転増幅器２８によって反転させた信号が第２制御信号に対応している。この構成によっても、図１に示した点灯制御装置２と同様の効果が得られる。なお、反転増幅器２８によって反転させた信号をトランジスタＰ１に与えるようにしてもよい。また、同様の考え方を図４に示した点灯制御装置２に適用し、トランジスタＮ２をトランジスタＰ２と反転増幅器２８の組み合わせ回路に置き換えてもよい。
【００２６】
以上のような各実施形態によれば、ハーネスの寄生抵抗による電圧降下に起因して生じる伝送制ノイズを低減することができる。また、入力バイパスコンデンサを多く設ける必要がないので回路の小型化を妨げることがない。
【００２７】
なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した各実施形態では途中で分岐したハーネス４によってバッテリ１と点灯制御装置２の間およびバッテリ１と電装品５の間が接続されている場合を例示していたが、接続関係はこれに限定されない。例えば、バッテリ１から点灯制御装置２を介在させて電装品５が接続されていてもよいし、バッテリ１から電装品５を介在させて点灯制御装置２が接続されていてもよい。
【００２８】
また、図１、図４に示した各実施形態においては、トランジスタＰ１とトランジスタＮ２のそれぞれを反対の伝導型のトランジスタに置き換えてもよい。詳細には、トランジスタＰ１をＮチャネル電界効果型トランジスタに置き換え、トランジスタＮ２をＰチャネル電界効果型トランジスタに置き換えてもよい。同様に、図５に示した実施形態における各トランジスタＰ１、Ｐ２をＮチャネル電界効果型トランジスタに置き換えてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１：バッテリ
２：点灯制御装置
３：光源
４：ハーネス
５：電装品
２０：制御部
２１：信号源
２２：スイッチ
２３：コイル
２４、２５：抵抗素子
２６、２７：コンデンサ
２８：反転増幅器
ＴＡ：入力端子
Ｄ１、Ｄ２：ダイオード
Ｎ１、Ｎ２：Ｎチャネル電界効果型トランジスタ
Ｐ１、Ｐ２：Ｐチャネル電界効果型トランジスタ
【図１】
2019096500.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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