(57)【要約】【課題】低コストで、ランプに印加される電圧の変動を抑えて、ランプの光量が変化したり、ランプが過電圧により破損したりするのを防ぐことができるランプ駆動装置を得る。【解決手段】バッテリ１とランプ３との間に直列に電流制限素子７を接続し、電流制限素子に対して並列にスイッチ手段８を接続する。バッテリ１の両端の電圧が設定電圧を超えているときにスイッチ手段８をオフ状態に保持し、バッテリ１の両端の電圧が設定電圧以下になったときにスイッチ手段８をオン状態にするようにバッテリ１の両端の電圧に応じてスイッチ手段８を制御するスイッチ制御回路９を設ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷が接続されることがあるバッテリを電源としてランプを駆動するランプ駆動装置において、
前記バッテリと前記ランプとの間に挿入されて前記ランプに対して直列に接続された電流制限素子と、
前記電流制限素子に対して並列に接続されたスイッチ手段と、
前記バッテリの両端の電圧が設定電圧を超えているときに前記スイッチ手段をオフ状態に保持し、前記バッテリの両端の電圧が前記設定電圧以下になったときに前記スイッチ手段をオン状態にするように前記バッテリの両端の電圧に応じて前記スイッチ手段を制御するスイッチ制御回路と、
を具備してなるランプ駆動装置。
【請求項２】
前記設定電圧は、前記バッテリに前記負荷が接続されたときの前記バッテリの両端の電圧にほぼ等しく設定され、
前記負荷が前記バッテリから切り離されているときに前記バッテリから前記電流制限素子を通して前記ランプの両端に印加される電圧が、前記設定電圧にほぼ等しくなるように前記電流制限素子のインピーダンス値が設定されている請求項１に記載のランプ駆動装置。
【請求項３】
前記スイッチ制御回路は、前記バッテリの両端の電圧を検出する電圧検出回路と、前記バッテリの両端の電圧を前記設定電圧と比較してバッテリの両端の電圧が前記設定電圧以下のときに前記スイッチ手段に駆動信号を与えて該スイッチ手段をオン状態にし、前記バッテリの両端の電圧が前記設定電圧を超えているときに前記駆動信号の出力を停止して前記スイッチ手段をオフ状態にする電圧比較器からなっている請求項１または２に記載のランプ駆動装置。
【請求項４】
前記電流制限素子と前記スイッチ手段と前記スイッチ制御回路とがユニット化されてランプ駆動用制御ユニットが構成され、該ランプ駆動制御ユニットがバッテリと該バッテリにより駆動されるランプとを備えた装置に外付けし得るようになっている請求項１，２または３に記載のランプ駆動装置。
【請求項５】
負荷が接続されることがあるバッテリを電源としてランプを駆動するランプ駆動装置に接続して用いるランプ駆動用制御ユニットにおいて、
前記バッテリと前記ランプとの間に挿入されて前記ランプに対して直列に接続される電流制限素子と、前記電流制限素子に対して並列に接続されたスイッチ手段と、前記バッテリの両端の電圧が設定電圧を超えているときに前記スイッチ手段をオフ状態に保持し、前記バッテリの両端の電圧が前記設定電圧以下になったときに前記スイッチ手段をオン状態にするように前記バッテリの両端の電圧に応じて前記スイッチ手段を制御するスイッチ制御回路とを具備してなるランプ駆動用制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリを電源としてランプを駆動するランプ駆動装置及びこのランプ駆動装置に外付けして用いるランプ駆動用制御ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関により駆動される車両等において、バッテリを電源としてランプを駆動する場合には、ランプ駆動装置が図３に示すように構成される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図３において、１は負極が接地されたバッテリで、該バッテリ１の両端にスイッチ２を通してランプ３が接続されている。また、４は内燃機関により駆動される磁石発電機などを電源としてバッテリ１を充電するバッテリ充電装置である。５はランプ３以外の適宜の負荷で、該負荷５はスイッチ６を通してバッテリ１の両端に接続されている。
【０００４】
図３に示したランプ駆動装置において、スイッチ６が開かれていて、負荷５がバッテリ１から切り離されているときには、バッテリ１の出力はもっぱらランプ３に供給され、ランプ３は正常に点灯する。
【０００５】
このようにランプ３を点灯している状態で、スイッチ６が閉じられて負荷５が投入されると、バッテリ１から負荷５にも駆動電流が供給されるようになる。このとき、ランプ３及び負荷５に流れる負荷電流がバッテリ充電装置４が出力し得る電流を超えていると、バッテリ１の両端の電圧が低下し、これが検出されると磁石発電機のフイールド電流を一挙に増大し、バッテリ１の端子電圧を直ちに高め、ランプ３の光量の低下を防止する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−９０５３３号（図１，図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のランプ駆動装置では、バッテリ充電装置４の構成が複雑化し、コスト高になる問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は、低コストで、ランプに印加される電圧の変動を抑えて、ランプの光量が大きく変化するのを防ぐことができるランプ駆動装置及びランプ駆動用制御ユニットを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、負荷が接続されることがあるバッテリを電源としてランプを駆動するランプ駆動装置を対象とする。
【００１０】
本発明に係るランプ駆動装置は、
バッテリとランプとの間に挿入されてランプに対して直列に接続された電流制限素子と、
電流制限素子に対して並列に接続されたスイッチ手段と、
バッテリの両端の電圧が設定電圧を超えているときにスイッチ手段をオフ状態に保持し、バッテリの両端の電圧が設定電圧以下になったときにスイッチ手段をオン状態にするようにバッテリの両端の電圧に応じてスイッチ手段を制御するスイッチ制御回路と、
を具備して構成されている。
【００１１】
このようなランプ駆動装置によれば、バッテリに負荷が接続されていないときには電流制限素子による電圧降下分だけバッテリ電圧よりも低い電圧がランプに印加され、バッテリに負荷が接続されたときにはバッテリの電圧がそのままランプに印加される。したがって、設定電圧を適当に設定しておくことにより、バッテリに負荷が接続されていないとき及びバッテリに負荷が接続されたときにそれぞれランプに印加される電圧をほぼ同じにすることができ、負荷の投入の前後におけるランプの光量の変化を少なくすることができる。
【００１２】
このようなランプ駆動装置によれば、装置の構成が従来より簡単になり、低コストで、ランプに印加される電圧の変動を抑えて、ランプの光量が大きく変化するのを防ぐことができる。
【００１３】
上記設定電圧は、バッテリに負荷が接続されたときの該バッテリの両端の電圧にほぼ等しく設定するのが好ましい。またこの場合、負荷がバッテリから切り離されているときにバッテリから電流制限素子を通してランプの両端に印加される電圧が、設定電圧にほぼ等しくなるように電流制限素子のインピーダンス値を設定するのが好ましい。このように設定しておくと、バッテリに負荷が接続されたときにスイッチ手段をオン状態にして電流制限素子を短絡することができるため、負荷の投入の前後でランプに印加される電圧が大きく変動するのを防ぐことができる。
【００１４】
また、スイッチ制御回路は、バッテリの両端の電圧を検出する電圧検出回路と、バッテリの両端の電圧を設定電圧と比較してバッテリの両端の電圧が設定電圧以下のときにスイッチ手段に駆動信号を与えて該スイッチ手段をオン状態にし、バッテリの両端の電圧が設定電圧を超えているときに駆動信号の出力を停止してスイッチ手段をオフ状態にする電圧比較器により構成することができる。
【００１５】
また本発明の好ましい態様では、電流制限素子とスイッチ手段とスイッチ制御回路とがユニット化されてランプ駆動用制御ユニットが構成され、該ランプ駆動制御ユニットがバッテリと該バッテリにより駆動されるランプとを備えた装置に外付けし得るようになっている。このようにランプ駆動用制御ユニットを構成しておくと、該ユニットをランプ駆動制御ユニットに接続するだけで本発明を実施できるため、既設のランプ駆動装置にも本発明を容易に適用することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るランプ駆動装置の実施の形態の第１例を図１を参照して詳細に説明する。なお、前述した図３と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００１７】
本例のランプ駆動装置では、バッテリ４とランプ３との間に挿入されてランプ３に対して直列に接続された電流制限素子７と、この電流制限素子７に対して並列に接続されたスイッチ手段８と、バッテリ４の両端の電圧が設定電圧を超えているときにスイッチ手段８をオフ状態に保持し、バッテリ４の両端の電圧が設定電圧以下になったときにスイッチ手段８をオン状態にするようにバッテリ４の両端の電圧に応じてスイッチ手段８を制御するスイッチ制御回路９とを備えている。電流制限素子７は、抵抗Ｒ４  で構成されている。スイッチ手段８は、トランジスタＴＲとそのベースに接続された抵抗Ｒ５  とで構成されている。
【００１８】
設定電圧は、バッテリ１に負荷５がスイッチ６で接続されたときのバッテリ１の両端の電圧にほぼ等しく設定されている。また、スイッチ６が開かれていて負荷５がバッテリ１から切り離されているときに、バッテリ１から電流制限素子７を通してランプ３の両端に印加される電圧が、設定電圧にほぼ等しくなるように電流制限素子７のインピーダンス値が設定されている。
【００１９】
スイッチ制御回路７は、バッテリ１の両端の電圧を検出する電圧検出回路１０と、バッテリ１の両端の電圧をツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧に対応する設定電圧と比較してバッテリ１の両端の電圧が該設定電圧以下のときにスイッチ手段８に駆動信号を与えて該スイッチ手段８をオン状態にし、バッテリ１の両端の電圧がツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧に対応する設定電圧を超えているときに駆動信号の出力を停止してスイッチ手段８をオフ状態にする電圧比較器１１からなっている。電圧検出回路１０は、抵抗Ｒ１  と抵抗Ｒ２  の直列回路により構成され、この抵抗Ｒ１  と抵抗Ｒ２  の直列回路はバッテリ１の両端に並列接続されている。ツェナーダイオードＺＤには、抵抗Ｒ３  が直列接続され、このツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ３  の直列回路はバッテリ１の両端に並列接続されている。ツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ３  の接続点は電圧比較器１１の非反転入力端子（＋入力端子）に接続され、抵抗Ｒ１  と抵抗Ｒ２  の接続点は電圧比較器１１の反転入力端子（−入力端子）に接続されている。
【００２０】
本例では、電流制限素子７とスイッチ手段８とスイッチ制御回路９とがユニット化されてランプ駆動用制御ユニット１２として構成されている。このランプ駆動制御ユニット１２が、バッテリ１と該バッテリ１により駆動されるランプ３とを備えたランプ駆動装置に、接続端子１３，１３ｂで外付けされている。
【００２１】
このようなランプ駆動装置の動作について説明する。まず、スイッチ６が開かれている状態について説明する。バッテリ１の両端の電圧が抵抗Ｒ１  とＲ２  からなる分圧回路からなる電圧検出回路１０により検出されて比較器１１の反転入力端子（−入力端子）に入力されている。バッテリ１の端子電圧が設定電圧を超えているときにはツェナーダイオードＺＤがオン状態にあるため、比較器１１の非反転入力端子（＋入力端子）の電位が反転入力端子（−入力端子）の電位よりも高くなっている。このとき比較器１１の出力端子の電位は接地電位よりも高くなっているため、トランジスタＴＲにはベース電流が流れず、トランジスタＴＲはオフ状態にある。このときランプ３に抵抗Ｒ４  が接続された状態にあるため、ランプ３の両端の電圧はバッテリ１の定格電圧よりも低い値に制限される。このときのランプ３の両端の電圧が負荷５を接続したときのバッテリ１の両端の電圧に等しくなるように抵抗Ｒ４  の抵抗値を調整しておく。
【００２２】
次に、スイッチ６が閉じられて負荷５が投入され、バッテリ１の両端の電圧が設定電圧以下になると、ツェナーダイオードＺＤがオフ状態になるため、比較器１１の反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧よりも高くなる。このとき比較器１１の出力端子の電位が接地電位まで低下するため、トランジスタＴＲにベース電流が流れ、トランジスタＴＲがオン状態になる。これにより抵抗Ｒ４  がオン状態のトランジスタＴＲにより短絡されるため、ランプ３の両端にはバッテリ１の両端の電圧（設定電圧に等しい）がそのまま印加される。
【００２３】
このようなランプ駆動装置では、バッテリ１に負荷５が接続されていないときには電流制限素子７による電圧降下分だけバッテリ電圧よりも低い電圧がランプ３に印加され、バッテリ１に負荷５が接続されたときにはバッテリ１の電圧がそのままランプ３に印加される。したがって、設定電圧を適当に設定しておくことにより、バッテリ１に負荷５が接続されていないとき及びバッテリ１に負荷５が接続されたときにそれぞれランプ３に印加される電圧をほぼ同じにすることができ、負荷５の投入の前後におけるランプ３の光量の変化を少なくすることができる。また、負荷５が切り離されたときに、ランプ３に過大な電圧が印加されて該ランプ３が破損するのを防止することができる。
【００２４】
このようなランプ駆動装置によれば、装置の構成が従来より簡単になり、低コストで、ランプ３に印加される電圧の変動を抑えて、ランプ３の光量が大きく変化するのを防ぐことができる。
【００２５】
図２は本発明に係るランプ駆動装置の実施の形態の第２例の要部回路図を示したものである。図１と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００２６】
本例のランプ駆動装置では、電圧検出回路１０の抵抗Ｒ１  とＲ２  の接続点が比較器１１の非反転入力端子（＋入力端子）に接続されている。ツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ３  とはツェナーダイオードＺＤを接地側にして直列接続され、この抵抗Ｒ３  とツェナーダイオードＺＤの接続点は電圧比較器１１の反転入力端子（−入力端子）に接続されている。その他の構成は、図１と同様になっている。
【００２７】
このようなランプ駆動装置では、スイッチ６が開かれていて、バッテリ１の端子電圧が設定電圧を超えているときにはツェナーダイオードＺＤがオン状態にあり、一定の電位が比較器１１の反転入力端子（−入力端子）に与えられている。この状態では、比較器１１の非反転入力端子（＋入力端子）の電位の方が反転入力端子（−入力端子）の電位よりも高くなっている。このためトランジスタＴＲはオフ状態にある。
【００２８】
次に、スイッチ６が閉じられて負荷５が投入され、バッテリ１の両端の電圧が設定電圧以下になると、ツェナーダイオードＺＤがオフ状態になるため、比較器１１の反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧よりも高くなる。このとき比較器１１の出力端子の電位が接地電位まで低下するため、トランジスタＴＲにベース電流が流れ、トランジスタＴＲがオン状態になる。これにより抵抗Ｒ４  がオン状態のトランジスタＴＲにより短絡されるため、ランプ３の両端にはバッテリ１の両端の電圧（設定電圧に等しい）がそのまま印加される。
【００２９】
このような構成でも、第１例と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
上記例では、電流制限素子７として抵抗Ｒ４  を用いたが、複数のダイオードの直列接続回路により電流制限素子７を構成してもよい。
【００３１】
また上記例では、スイッチ手段８としてトランジスタＴＲを用いたが、例えばＭＯＳＦＥＴやリレー等を用いることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係るランプ駆動装置では、バッテリに負荷が接続されていないときにランプに印加される電圧と、バッテリに負荷が接続されているときにランプに印加される電圧とをほぼ等しくすることができるため、負荷の接続の有無によるランプの光量の変動を抑えることができる。このようなランプ駆動装置によれば、装置の構成が従来より簡単になり、低コストで、ランプに印加される電圧の変動を抑えて、ランプの光量が大きく変化するのを防ぐことができる。
【００３３】
また本発明において、電流制限素子とスイッチ手段とスイッチ制御回路とをユニット化した場合には、ランプ駆動装置に外付けすることにより、本発明を実施できるため既存のランプ駆動装置にも本発明を容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係るランプ駆動装置の実施の形態の第１例を示す回路図である。
【図２】
本発明に係るランプ駆動装置の実施の形態の第２例の要部構成を示す回路図で
ある。
【図３】
従来のランプ駆動装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１  バッテリ
２  スイッチ
３  ランプ
４  バッテリ充電装置
５  負荷
６  スイッチ
７  電流制限素子
８  スイッチ手段
９  スイッチ制御回路
１０  電圧検出回路
１１  電圧比較器
１２  ランプ駆動制御ユニット
１３，１３ｂ  接続端子
ＴＲ  トランジスタ
Ｒ１  〜Ｒ５    抵抗
ＺＤ  ツェナーダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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