(57)【要約】【課題】従来の電源装置において、正電圧発生回路に極性を反転する負電圧発生回路を付加して電圧を上昇させたものでは、低い電圧で使用するときには正、負電圧発生回路の共に電圧を下げねば成らず、構成が煩雑化し、消費電力も増加する問題を生じていた。【解決手段】本発明により、出力選択スイッチを設け、必要電圧が所定の値以下となったときには、この出力選択スイッチの出力で負電圧発生回路１１の動作を停止し、正電圧発生回路１０からのみの出力でＬＥＤモジュール２１、２２を点灯させる電源回路としたことで、無駄な電力を消費することなく、また、電圧の制御も簡素化して、この種の電源装置１の構成の簡素化と効率の向上とを共に可能とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータから、正電圧と負電圧を出力し、その差電圧で負荷を駆動することで、出力電圧を昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの２倍とすることを可能とした電源装置において、前記電源装置の正電圧と負電圧との間には、出力選択スイッチ回路が設けられ、入力電圧に対して、負荷電圧が低下し入力電圧との差電圧が減少したときには、前記出力選択スイッチ回路により負荷電圧の低下に応じて前記負電圧をカットさせ、前記昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの電圧調整範囲を狭めて電源装置全体の効率低下を防止することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記負電圧の側の出力が短絡した場合に、前記出力選択スイッチ回路中に設けられた異常検出部により前記出力選択スイッチ回路の動作を停止させることで、負荷、および、電源装置に加わる過電流を防止することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車のテールランプなどをＬＥＤランプを光源として使用することで、点灯面積が広く、且つ、明るいものとしたいときには、複数を直列に接続し比較的に小電力で点灯可能とするのが常套手段であり、そのような場合に採用される電源装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の正電圧と負電圧とを発生させる電源装置９０の構成の例を示すものが図４であり、電源電圧Ｖｃｃが印加されたコイル９１にはアース間にＭＯＳトランジスタ９２が接続され、印加電圧の断続が行われて、前記コイル９１からの出力の昇圧が行われる。そして、前記コイル９１からの出力にはダイオード９３とコンデンサ９４で構成される平滑回路が接続されていて、その出力端子Ｖｏ１には、電源電圧Ｖｃｃが昇圧された電圧が出力されるものとなる。
【０００３】
尚、前記ＭＯＳトランジスタ９２は、例えば、印加される電圧により周波数が変化する発振器などを用いた制御回路９５で駆動されるものとされて、例えば、前記出力端子Ｖｏ１に出力される電圧の調整、或いは、安定化が行えるようにされている。
【０００４】
以上が、正電圧を発生する側の電源装置９０の構成であるが、上記したように、この電源装置９０には負電圧を出力する出力端子Ｖｏ２も設けられている。この負電圧出力は上記の正電圧出力から基準電圧を得るもので、前記出力端子Ｖｏ１とアース間に、それより低い電圧ＶｚのツェナーダイオードＺＤを設け、正電圧側の出力電圧Ｖ１からツェナーダイオードＺＤの電圧Ｖｚを引いた電圧Ｖ２を得る。（Ｖ２＝Ｖ１−Ｖｚ）
【０００５】
前記電圧Ｖ２をオペレーショナルアンプＯＰで反転し、コンデンサ９６、９７、ダイオード９８、９９で整流すれば、電圧Ｖ２が反転されて負電圧−Ｖ２が出力端子Ｖｏ２から出力されるものとなる。よって、出力端子Ｖｏ１と出力端子Ｖｏ２間で所定数のＬＥＤランプを点灯させればよいものとなる。
【特許文献１】特開２００４−３５０３９０号公報
【０００６】
また、図５に示すものは、前の従来例で使用していたツェナーダイオードＺＤを省略し、コイル９１から出力される出力電圧を直接に負電圧発生回路８０であるチャージポンプ回路に入力して負電圧を得て、正電圧発生回路７０であるＤＣ−ＤＣコンバータからの出力端子Ｖｏ１と、前記負電圧発生回路８０の出力端子Ｖｏ２との間に、正電圧発生回路７０からの約２倍の出力電圧を得ようとするものである。尚、図５における符号は図１のものと一部を併せているので、参照されたい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した従来の構成の電源は、発生した正電圧の一部をツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧で減算し、減算が行われた残余部分の極性を反転させて負電圧の出力を形成しているものであるので、出力端子Ｖｏ１、即ち、正電圧に生じる電圧変動量は、出力端子Ｖｏ２から出力される負電圧の電位にも、同じ量が含まれるものとなり、即ち、合計の変動量は２倍となり、これをなくするためには、前記制御回路９５に高精度が要求されるものとなるという精度上の問題点を生じていた。
【０００８】
また、例えば、同じ灯具でテールランプとストップランプなど意識的に出力電圧の変更を行い、用途の拡大を図ろうとするときにも、ツェナーダイオードＺＤなど不連続な電圧動作を行う素子が用いられていることで、例えば、高電圧を必要とする部分と低電圧を必要とする部分との境界を確実なものとしておかなければ成らず、この点でも技術的に困難な点を生じ、電源装置９０全体の構成も煩雑化するなどの問題点も生じるものとなる。
【０００９】
更に言えば、ツェナーダイオードＺＤなどで正電圧と負電圧との領域を分離することのない図５に示したような回路においては、更に顕著に一方の変動、例えば正電圧側の変動が直接的に負電圧側に影響を与えるものとなり、安定した動作はますますに得られにくいものとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、一つの昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータから、正電圧と負電圧を出力し、その差電圧で負荷を駆動することで、出力電圧を昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの２倍とすることを可能とした電源装置において、前記電源装置の正電圧と負電圧との間には、出力選択スイッチ回路が設けられ、入力電圧に対して、負荷電圧が低下し入力電圧との差電圧が減少したときには、前記出力選択スイッチ回路により負荷電圧の低下に応じて前記負電圧をカットさせ、前記昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの電圧調整範囲を狭めて電源装置全体の効率低下を防止することを特徴とする電源装置を提供することで、課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力とダイオードポンプとの間に出力選択スイッチ回路を設け、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力によって負電圧側の電圧も制御するものとし、上記にも記載したようにテールランプ用とストップランプ用との切換えなど出力電圧の制御を容易、且つ、調整幅の広いものとし、この種の電源装置を利用する車両用灯具の用途を拡大するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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、本発明に係る電源装置であり、この電源装置１には、一方の端子から電圧が供給されているインダクタンスＬ１と、このインダクタンスＬ１の他方の端子をアースに対して所定の周期でオン／オフするＮチャンネルのＦＥＴＱ１と、前記インダクタンスＬ１からの出力を整流し、ダイオードＤ１とコンデンサＣ１により直流化する平滑回路とで電源装置１の正電圧発生回路１０が構成されている。
【００１３】
そして、前記インダクタンスＬ１の出力側には、並列にＰチャンネルのＦＥＴＱ２が接続されており、前記インダクタンスＬ１からの直接の出力信号波形を、コンデンサＣ２、Ｃ３、ダイオードＤ２、Ｄ３により構成された負電圧発生回路１１に接続している。尚、前記負電圧発生回路１１においては、前記ＦＥＴＱ２を省略し、前記インダクタンスＬ１からコンデンサＣ２に直結した場合でも出力端子Ｖｏ１、Ｖｏ２間にＤＣ−ＤＣコンバータの約２倍の電圧を得ることが可能である。
【００１４】
ここで、本発明においては、正電圧側のコンデンサＣ１と、出力端子Ｖｏ１との間に抵抗器Ｒ１を挿入し、前記抵抗器Ｒ１に流れる電流を検出し、例えば、前記出力端子Ｖｏ１、Ｖｏ２間に接続されるＬＥＤモジュール２１、２２を構成するＬＥＤランプに短絡を生じたときには、上記抵抗器Ｒ１に流れる電流を電流検出部１０ａにより検出し、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御部１０ｂによりＦＥＴＱ１の断続周期を調整して適正な電流値とし、ＬＥＤモジュール２１、２２に過負荷を生じないようにしている。
【００１５】
本発明では、更に加えて、正電圧発生回路１０と、負電圧発生回路１１との間に、出力選択スイッチ回路１２を設けるものであり、この出力選択スイッチ回路１２は、正電圧発生回路１０の電圧を適宜に分割し、検出電圧としてコンパレータＩＣ３の＋端子に入力して入力する抵抗器Ｒ２、Ｒ３と、このコンパレータＩＣ３の反転端子（−）に入力される基準電圧Ｖｒｅｆと、トランジスタＱ３、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴＱ２とで構成されている。
【００１６】
このように形成された前記出力選択スイッチ回路１２において、前記コンパレータＩＣ３は検出電圧が「高い」と判断したときにはＨレベルを出力する。従って、トランジスタＱ３はオンし、ＭＯＳＦＥＴＱ２もオンとなり、正電圧発生回路１０のＭＯＳＦＥＴＱ１のドレイン波形である正電圧発生回路のパルスは負電圧発生回路１１にも通電され、高い出力電圧が得られるものとなる。
【００１７】
逆に、前記コンパレータＩＣ３は検出電圧が「低い」、即ち、基準電圧Ｖｒｅｆが高いと判定したときにはＬレベルを出力する。従って、トランジスタＱ３はオフとなり、これに伴いＭＯＳＦＥＴＱ２もオフとなり、これにより、前記正電圧発生回路１０の出力の、前記負電圧発生回路１１への伝達は遮断されるものとなる。
【００１８】
即ち、電源装置１の出力端子Ｖｏ１、出力端子Ｖｏ２間に出力される電圧は、正電圧発生回路１０からのみ得られるものとなる。このようにすることで、例えば、ヘッドライトにおける走行配光とすれ違い配光との切換え、テールライトにおける制動灯と尾灯との切換時など、消費電力に差を生じるときには、消費電力が少なくとも良い側には、基本となる正電圧発生回路１０のみを動作させ、負電圧発生回路１１側は停止させた方が使用電力の節約ができ電力効率を向上させることができる。
【００１９】
また、このように、前記負電圧発生回路１１を停止させることで、従来の電圧調整の方法では、正電圧発生回路１０（ＤＣ−ＤＣコンバータ）の出力電圧を変化させることで、前記負電圧発生回路１１側の出力電圧も変化するものとなり、総合的には、正電圧発生回路１０、負電圧発生回路１１は必要とされる電圧の半分の電圧調整を行うことが必要となり、調整により高い精度が要求されるものとなる。
【００２０】
更には、不要時に前記のように負電圧発生回路１１を停止させることで、上記したように正電圧発生回路１０（ＤＣ−ＤＣコンバータ）の消費電力を減らせることができると共に、負電圧発生回路１１が設けられていたときと同じ電力使用量で、正電圧発生回路１０の電圧可変範囲を拡げることができる。
【００２１】
図２は、前記出力選択スイッチ回路１２Ａの別な実施形態であり、本発明は図１の構成に限定されるものではなく、図示のように図１の実施形態とは逆にＰＮＰ型のトランジスタＱ３、ＮチャンネルＭＯＳＱ２を使用しても実現できるものであり、図１の構成のみに限定されるものではない。
【００２２】
更には、図３に示すように、トランジスタＱ３と、ＰチャンネルＭＯＳＱ２の２素子を直結しておき、トランジスタＱ３のベースには、前記トランジスタＱ３の導通、非道通の電位が切換可能なスイッチＳＷを設けて、ブレーキペダル（図示せず）などに連動させておき、例えば、ブレーキペダルを踏めば、トランジスタＱ３と、ＰチャンネルＭＯＳＱ２が導通して、前記負電圧発生回路１１を起動し、正電圧発生回路１０との双方で尾灯を明るく点灯させるなど、使用者の好む時点で作動させるようにすることも自在である。
【００２３】
尚、言うまでもないことであるが、この場合、ブレーキペダル（図示せず）の踏み込みを中止すれば、前記スイッチＳＷは自動的に前記トランジスタＱ２に非道通となる電位を与え、前記負電圧発生回路１１側を遮断して、灯具の明るさをテールライトに適する状態に戻すものとする。また、本発明においては、前記スイッチＳＷは上記したブレーキペダルに限定されるものでなく、例えば、ヘッドライトのすれ違い配光と走行配光の切換であっても良く、要は明るさが切換えられるところであれば、採用して良いものである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上に説明したように、本発明は、基本的に明るさに二段の調整が行われ、更に、調整が行われた二段に明るさのそれぞれに対しても微調整が行われるような用途に採用するときに、効率向上などの効果を奏するものであり、例えば、ホール照明、街路灯照明、室内照明などに採用するときにも、省電力などに相応の作用、効果が認められるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る電源回路を示す回路図である。
【図２】出力選択スイッチ回路の別の実施例を示す回路図である。
【図３】前記出力選択スイッチ回路の更に別の実施例を示す回路図である。
【図４】従来例を示す回路図である。
【図５】別の従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…電源装置
１０…正電圧発生回路
１０ａ…電流検出部
１０ｂ…ＤＣ−ＤＣコンバータ制御部
１１…負電圧発生回路
１２、１２Ａ、１２Ｂ…出力選択スイッチ回路
２１、２２…ＬＥＤモジュール
２１ａ…ＬＥＤランプ
Ｄ１〜Ｄ３…ダイオード
Ｃ１〜Ｃ３…コンデンサ
Ｒ１〜Ｒ３…抵抗器
Ｑ１〜Ｑ３…トランジスタ
【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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