(57)【要約】【課題】ヘッドライトの光源用など、大電力で且つ点灯に比較的に高い電圧が必要なＬＥＤの複数の点灯が要求されるときには、直列に必要数を点灯させることが困難で複数の電源装置が必要となり、装置毎のバラツキなどを生じやすいなどの問題点があった。【解決手段】本発明により、１つの制御回路４からの出力を基準とし、正電圧側の昇圧電位と負電圧側の昇圧電位とを得ると共に、正電圧側の正極と負電圧側の負極間においてＬＥＤ５をフローティング駆動することで１つの制御回路により２倍の出力電位、出力電力を得ることを可能とした電源装置１とすることで、必要数のＬＥＤ５を直列に点灯させることを可能とし、例えば、１個のＬＥＤの断線時にも、全てが消灯する従来通りの動作を可能として課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの制御回路からの出力を基準とし、正電圧側の昇圧電位と負電圧側の昇圧電位とを得ると共に、前記正電圧側の正極と前記負電圧側の負極間においてＬＥＤをフローティング駆動することで１つの制御回路により２倍の出力電位、出力電圧を得ることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記正電圧側の正極と前記負電圧側の負極との間には、前記ＬＥＤの複数個と共に、電流検出用抵抗器が直列に挿入され、前記電流検出用抵抗器の両端に生じる電位出力により前記制御回路が前記ＬＥＤの定電流駆動を行うことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記電流検出用抵抗器が前記正電圧側の正極と前記負電圧側の負極間の断線検出用抵抗器を兼ね、断線検出が前記制御回路により行われることを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
前記正電圧側の正極と前記負電圧側の負極との間には短絡保護回路が設けられ、前記制御回路により検出、及び、保安が行われることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御回路にはＰＷＭ調光回路が具備されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤを点灯するための電源装置に関するものであり、詳細には、車両のヘッドライトの光源としてＬＥＤを採用される場合に、前記ＬＥＤを駆動するのに最適な構成とした電源装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、複数個が直列に接続されたＬＥＤ８０を、それよりも低い出力電圧の電池などで点灯させるときの電源回路９０としては、図７に示すように制御回路９１により制御される昇圧回路９２とチャージポンプ型の反転電圧発生回路９３とを駆動し、昇圧回路９２の正極側と反転電圧発生回路９３の負極側との間に規定電圧が得られるようにし、この間で所望の数のＬＥＤ８０の点灯を行うものがあった。
【０００３】
この場合、電圧が上昇しすぎないように、前記昇圧回路９２の出力には抵抗器９４、９５で分割された電圧が制御回路９１にフィードバックされ、出力電圧の制御が行われている。また、前記ＬＥＤ８０とは直列に図８に回路図として示すような定電流部９６が挿入され、前記ＬＥＤ８０が安定した明るさで発光するように制御されている。
【特許文献１】特開２００５−１３６１５７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、前記した従来の電源装置では、負側の電源は構成の単純化のためにチャージポンプ型などが一般的に採用されているため、例えば、車両のヘッドライト用など高出力、大電流となることが予想されるＬＥＤに対しては対応することが困難であり、また、定電流部９６に使用されているＦＥＴ９６ａ、抵抗器９６ｂには数百ｍＡ〜数Ａが流れることが予想され大型化し、消費電力、発熱の問題を生じるものとなる。
【０００５】
よって、従来の構成の電源装置を用いて車両のヘッドライト用など大電力用のＬＥＤを駆動するときには、例えば、中型で複数の電源装置を用意しておき、これら複数の電源装置のそれぞれにＬＥＤを分担させて受け持たせ、総合として必要数のＬＥＤの点灯を行うなどの手段が必要となり、配線の煩雑化、メンテナンスの煩雑化、回路基板面積の大型化などの問題を生じると共に、コストアップの問題も避けられないものとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した従来の電源装置に生じる問題を解決するための具体的手段として、１つの制御回路からの出力を基準とし、正電圧側の昇圧電位と負電圧側の昇圧電位とを得ると共に、前記正電圧側の正極と前記負電圧側の負極間においてＬＥＤをフローティング駆動することで１つの制御回路により２倍の出力電位、出力電圧を得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】
【０００７】
本発明により、電源装置の正電圧側の昇圧回路も、負電圧側の昇圧回路もコイルを採用したＤＣ−ＤＣコンバータとすることで、制御回路における周波数の調整などの手段で必要な電圧と、必要な電流とが得られるものとなり、例えば１灯に対して１台の電源装置で必要な電位と電流とを供給できるものとして、小型化、コストダウンを可能とする効果を奏することができるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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に示すものは本発明に係る電源装置１の第一実施例であり、この電源装置１は正電位側を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ部２と負圧側を出力する負電源部３とで基本的に構成されている。なお、このときに前記ＤＣ−ＤＣコンバータ部２は制御回路４を含むものとされている。
【実施例１】
【０００９】
そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力の正電位側と、負電源部３の出力の負電位側との間には必要数のＬＥＤ５が直列に接続されている。よって、本発明においては前記ＬＥＤ５は、車両の電源に直接に接続されていることはなく、また、車両に直接に接地されていることもない、いわゆる、フローティングの状態とされている。
【００１０】
図２は、上記に説明した本発明の電源装置１を更に詳細に示すものであり、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ部２は上記にも説明したように、コイル２１、ＦＥＴ２２、ダイオード２３、コンデンサ２４で構成されており、前記制御回路４内に設けられたパルス発生回路（図示は省略する）からの信号に従い前記ＦＥＴ２２をオン、オフさせてコイル２１に高圧を発生させ、この高圧をコンデンサ２４に充電する。
【００１１】
また負電源部３においては、上記制御回路４からの同じパルス発生回路からの出力をもって、同様にコイル３１、ＦＥＴ３２、ＦＥＴ３３、ダイオード３４、コンデンサ３５をもって負極側に昇圧し、上記に説明したＤＣ−ＤＣコンバータ部２と略同電圧の負電圧を得る。
【００１２】
ここで、図２に示すように高出力ＬＥＤを複数個直列に点灯させるためには、５０Ｖ〜１００Ｖが必要となり、これは、一般の車両に搭載されいる電源であるバッテリーの電圧１２Ｖよりもはるかに高く、また、夜間などにおいては負荷が重くなり１０Ｖ程度まで低下することも多いので、本発明の電源装置１の有効性は明らかである。
【００１３】
なお、図２中に符号４１で示すものは電流検出用抵抗器であり、ＬＥＤ５の明るさは、定格範囲内においては電流値に比例するものであるので、前記制御回路４により前記電流検出用抵抗器４１の両端に発生する電圧からＬＥＤ５に流れる電流値を演算し、設定電流となるように出力電圧を調整する。仮にＬＥＤが断線した場合、定電流制御であるため、制御部では電圧を上げようとするが、抵抗２５、２６により一定値で制限をかける。
【００１４】
即ち、電流検出用抵抗４１に流れる電流が一定になるように、制御回路４のパルス幅が調整され、接続されたＬＥＤ５に最適な出力電圧（正電圧と負電圧）を出力している。ＬＥＤ５の断線時は、抵抗２５、２６の電圧を制御回路４にフィードバックし、一定電圧で制限をかけている。
【００１５】
図３に示すものは、本発明に係る電源装置１の第二実施例であり、この第二実施例においては、特にＰチャンネルのＦＥＴ３３ではスイッチング周波数が上がる場合に負電源部３としてのスイッチングロス大きくなるので、ＦＥＴ３２、３３を使用することをなくしたものである。
【実施例２】
【００１６】
この第二実施例では、上記したように高いスイッチング周波数にも対応可能な負電源部３の構成とするものであり、この第二実施例の回路では、負電源部３は、制御回路４が発生するスイッチング周波数で駆動されているＤＣ−ＤＣコンバータ部２のＦＥＴ２２のドレイン側の電圧を共用する方式としてある。
【００１７】
そしてＦＥＴ２２のドレイン電圧を利用し、コンデンサ３５を介し、ダイオード３７、３９、コンデンサ３８で正電圧と同等の負電圧を出力する。制御方式は前述と同様に定電流制御である。
【００１８】
図４に示すものは、本発明に係る電源装置１の第三実施例であり、この電源装置１に接続されるＬＥＤ５は、ヘッドライトの光源用など従来採用されてきたＬＥＤに比べて大電力であるので、例えば、ボンディングワイヤ（図示せず）などに断線を生じる可能性が高くなることが予想される。
【実施例３】
【００１９】
よって、本発明では、断線検出回路６を設けるものであり、この断線検出回路６には、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ部２からの出力電圧を抵抗器２５と抵抗器２６とで分割した電圧と、ＬＥＤに流れる電流を測定するための電流検出用抵抗器４１からの電圧とが入力されている。
【００２０】
もしも、この状態で、抵抗器２５と抵抗器２６とで分割した電圧が存在し、前記電流検出用抵抗器４１からの電圧が存在しなくなれば、ＬＥＤ５、或いは、ＬＥＤ５を接続する配線の何れかに断線を生じている事態が予想されるので、断線検出回路６は、この電源装置１の外部、例えば、運転席などに警告灯などが点灯するようにしておく。
【００２１】
図５は本発明の第四実施例であり、この第四実施例では、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ部２の出力と、負電源部３の出力には抵抗器７１、７２が接続され、これら抵抗器７１、７２には短絡保護回路７が接続されている。
【実施例４】
【００２２】
上記にも述べたように抵抗器７１、７２に流れる電流に変化が認められるときは、ＬＥＤ５、或いは、そのＬＥＤ５に関与する配線に短絡が生じたことが予想されるものとなる。このときには、例えば、電流の変化が大きいときには、広い範囲の短絡を生じており、短絡保護回路７は、電源スイッチＳＷ１を遮断する。
【００２３】
また、前記抵抗器７１、７２に流れる電流の変化が、小さく、１個のＬＥＤ５の短絡であることが予想できる場合には、逆に、例えばＬＥＤ５に流す電流を増加させ、ヘッドライトなどが本来の明るさを保つ方向に調整を行っても良いものである。なお、このときには、以後の変化も監視し、短絡の程度が進行するようであれば、上記のように電源スイッチＳＷ１の遮断を行えばよい。
【００２４】
また、ＰＷＭ方式とする場合においても、ＰＷＭ発振器は必ずしも前記制御回路４内に設ける必要はなく、図６に示すように外部に設け、車両の諸条件、例えばＤＲなど必要に応じて変化させる。また、本発明によれば、全てのＬＥＤ５が直列に接続されているので、１個でも断線すれば灯具全体が消灯するものとなり、従来のヘッドライトとの動作の共通性が保たれるものとなる。尚、ＳＷ２はＰＷＭ調光用スイッチである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る電源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る電源装置の構成の要部を示す回路図である。
【図３】同じく本発明に係る電源装置の第二実施例の要部を示す回路図である。
【図４】本発明に係る電源装置に断線検出回路を組み込んだときの例を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る電源装置に短絡保護回路を組み込んだときの例を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る電源装置にＰＷＭ方式の調光回路を外付けするときの例を示すブロック図である。
【図７】従来例を示す配線図である。
【図８】従来例の要部を示す配線図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…電源装置
２…ＤＣ−ＤＣコンバータ部
２１…コイル
２２…ＦＥＴ
２３…ダイオード
２４…コンデンサ
２５、２６…抵抗器
３…負電源部
３１…コイル
３２…ＦＥＴ
３３…ＦＥＴ（Ｐチャンネル）
３４…ダイオード
３５、３８…コンデンサ
３７、３９…ダイオード
４…制御回路
４１…電流検出用抵抗器
５…ＬＥＤ
６…断線検出回路
７…短絡保護回路
８…ＰＷＭ発振器
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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