CN101252797A - 发光装置 - Google Patents

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CN101252797A
CN101252797A CNA2008100054063A CN200810005406A CN101252797A CN 101252797 A CN101252797 A CN 101252797A CN A2008100054063 A CNA2008100054063 A CN A2008100054063A CN 200810005406 A CN200810005406 A CN 200810005406A CN 101252797 A CN101252797 A CN 101252797A
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伊藤昌康
北河孝悦
村上健太郎
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Abstract

本发明提供一种发光装置，其目的在于抑制半导体光源中流过过冲电流，并保持规定减光的导通占空和减光光量的关系的线性。在发光二极管(LED1～LED4)的通电时，用信号变换器(26)将开关信号(101)根据其逻辑电平变换为电压(V2)或0V，用运算放大器(20)比较变换后的电压和电阻元件(R1)两端的电压(V1)，从而通过NMOS晶体管(22)进行输出环的开闭，在输出环闭合的期间，将发光二极管(LED1～LED4)的电流(If)限制为电流(If1)，以不超过最大电流，并使由开关信号(101)的导通占空所规定的电流作为平均电流流过发光二极管(LED1～LED4)，抑制发光二极管(LED1～LED4)中流过过冲电流。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及发光装置，特别涉及构成为能够作为车辆用灯具来使用的发光装置。
背景技术
已知，以往作为车辆用灯具，将LED(Light Emitting Diode)等半导体发光元件用于光源。在点亮LED等时，例如采用了以下结构：作为供给电源而使用DC/DC变换器对电池电压一边限幅(chopping)一边升压，在将升压后的电压整流的同时进行平滑，并将平滑后的直流功率提供给LED。此时，除LED外还将分流电阻***到DC/DC变换器的输出环中，从分流电阻的两端电压检测出LED的电流，并基于该检测电流在DC/DC变换器中进行反馈控制，使得LED中流过的电流为一定。在将多个LED互相串联连接时，若进行反馈控制使得各个LED中流过的电流为一定，则即使在各个LED的正向电压Vf中存在偏差，也能够以相同的光量来点亮各个LED。
另一方面，在将LED用于光源时，LED的特性与整流用的二极管相同，就算供给电压变化很少，电流也变化很大，流过LED的电流中重叠有纹波(ripple)分量。因此，为了抑制电流的纹波，在DC/DC变换器中也使用较大电容的电容器作为用于平滑的电容器。
此外，在使用DC/DC变换器控制LED的点亮时，例如，使LED发出的光量降低，进行所谓的减光时，有可能对应于减光的程度而使反馈的电流If降低。但是，在对应于减光的程度而改变反馈的电流If的方法中，对于100％的光量(LED中流过额定电流时的全部点亮时的光量)，例如减光10％时，有时产生色移(color shift)的问题。即，即使是在全点亮时通过提供额定电流而发光为白色的LED，在减光时降低提供给LED的电流时，LED的发光色中蓝色分量缓慢下降，LED以带绿色的颜色发光。
因此，提出了作为电源电路而使用内置了开关调节器的电路，对指令LED的减光的PWM(Pulse Width Modulation)信号进行响应，从而重复以下控制：在PWM信号截止(低电平)时，从电源电路向LED提供额定电流，而在PWM信号导通(高电平)时，停止从电源电路向LED提供电流(参照专利文献1)。根据该方法，减光点亮时流过LED的平均电流下降，LED的发光比全部点亮时要弱，但在LED中流过电流时，由于流过额定电流，所以能够将LED的色度保持为白色。
但是，在使用DC/DC变换器从全点亮状态到减光10％左右时，不只是降低DC/DC变换器中内置的开关元件的导通占空(on duty)，例如考虑采用以下电路结构：在DC/DC变换器的输出环中，与LED串联地***开关元件，并将用于控制该开关元件的导通截止的开关信号的导通占空设为10％。
专利文献1：特开2006-86063号公报(参照第3页至第6页、图1)
但是，采用在DC/DC变换器的输出环中，与LED串联地***开关元件，并将用于控制该开关元件的导通截止的开关信号的导通占空设为10％，进行减光十分之一点亮的电路结构时，在DC/DC变换器的输出端设置有大容量的电容器，因此在开关元件从截止转变为导通的瞬间，在流过LED的电流If中产生过冲(overshoot)，最差时，有可能会导致LED的损坏。
即，在DC/DC变换器的输出成为空载时，即，与LED串联的开关元件从导通变为截止时，DC/DC变换器的输出电压急剧上升。尤其，在DC/DC变换器的输出端使用了大容量的电容器时，与LED串联的开关元件从导通变为截止后再次导通时，大量的充电电荷被施加到LED，LED中流过的过冲电流变大。
此时，为了减小LED中流过的过冲电流，还考虑在开关元件截止的期间，停止DC/DC变换器的动作，但是担心在停止DC/DC变换器的动作时，该期间DC/DC变换器的输出电压下降，在将开关元件从截止转变为导通时，随着DC/DC变换器的输出电压降低而LED中没有电流流过。
特别是在采用与串联连接的多个LED中各个LED或者几个LED分别并联连接开关元件，使与熄灯对象的LED并联连接的开关元件导通，使来自DC/DC变换器的电流通过开关元件分流(by-pass)，从而熄灭LED，使与点亮对象的LED并联连接的开关元件截止，使来自DC/DC变换器的电流流过LED而点亮LED的电路结构时，每当熄灯对象的LED的数量变化时，DC/DC变换器的负载较大地变动，并且只要存在点亮对象的LED，则无法停止DC/DC变换器的动作。此外，在该电路结构中，也伴随着对于DC/DC变换器的负载变动，因此与前者的电路结构同样地，开关元件从导通变为截止后再次导通时，产生过冲电流。
考虑两者的电路结构，在抑制过冲电流的产生时，考虑使串联连接到LED的开关元件和并联连接到LED的开关元件的导通速度延缓，即，生成导通的过渡状态，使流过LED的电流缓慢增加。但是，在该方法中，担心例如为了延缓开关元件的导通速度，以10％的导通占空使开关元件导通截止时，产生LED中不流过充足的电流的期间，即使想要10％减光点亮，实际光量例如降低至5％，无法保持导通占空和减光光量的关系的线性(linearity)。
发明内容
因此，本发明的目的在于，抑制半导体光源中流过过冲电流，同时保持规定减光的占空和减光光量的关系的线性。
为了解决所述课题，技术方案1的发光装置构成为，包括：DC/DC变换器，对直流电源的输出进行限幅而变压，并将变压后的电压变换为直流功率后提供给负载；一个或多个半导体光源，作为所述DC/DC变换器的负载而被***到所述DC/DC变换器的输出环中；以及电流限制电路，对与所输入的第1开关信号对应的信号和相当于流过所述半导体光源的电流的信号进行比较，并根据该比较结果来进行所述输出环的开闭，同时在所述输出环闭合时，使所述半导体光源中流过电流，以不超过最大电流，所述发光装置使按照所述第1开关信号的导通占空所规定的电流作为平均电流而流过所述半导体光源。
(作用)将通过DC/DC变换器的输出的直流功率提供给半导体光源，在控制对于半导体光源的通电时，例如在使半导体光源减光(调光)的通电时，对与第1开关信号对应的信号和相当于流过半导体光源的电流的信号进行比较，进行输出环的开闭，同时在输出环闭合时，使半导体光源中流过电流，以不超过最大电流，同时使按照第1开关信号的导通占空所规定的电流作为平均电流而流过半导体光源，因此即使按照第1开关信号开闭DC/DC变换器的输出环，也能够抑制半导体光源中流过过冲电流，同时能够保持规定减光的导通占空和减光光量的关系的线性。
技术方案2的发光装置构成为，包括：DC/DC变换器，对直流电源的输出进行限幅而变压，并将变压后的电压变换为直流功率后提供给负载；多个半导体光源，作为所述DC/DC变换器的负载而被***到所述DC/DC变换器的输出环中；电流限制电路，限制所述半导体光源的电流；以及开关元件组，对所输入的第2开关信号进行响应，从而使所述半导体光源中的一个或两个以上的半导体光源的两端短路或开路，所述发光装置按照所述第2开关信号的截止占空(off duty)规定所述半导体光源的光量。
(作用)将通过DC/DC变换器的输出的直流功率提供给半导体光源，同时对连接到处于开路状态的开关元件的半导体光源进行通电控制时，例如按照所输入的第2开关信号对半导体光源进行减光(调光)的通电时，通过电流限制电路限制半导体光源的电流，由第2开关信号的截止占空规定半导体光源的光量，因此即使响应于第2开关信号而使开关元件短路或开路，也可以抑制过冲电流流过半导体光源，同时能够保持规定减光的截止占空和减光光量的关系的线性。
技术方案3的发光装置构成为，包括：DC/DC变换器，对直流电源的输出进行限幅而变压，并将变压后的电压变换为直流功率后提供给负载；多个半导体光源，作为所述DC/DC变换器的负载而被***到所述DC/DC变换器的输出环中；电流限制电路，对与所输入的第1开关信号对应的信号和相当于流过所述半导体光源的电流的信号进行比较，并根据该比较结果来进行所述输出环的开闭，同时在所述输出环闭合时，使所述半导体光源中流过电流，以不超过最大电流；以及开关元件组，对所输入的第2开关信号进行响应，从而使所述半导体光源中的一个或两个以上的半导体光源的两端短路或开路，所述发光装置按照所述第1开关信号的导通占空和所述第2开关信号的截止占空规定所述半导体光源的光量。
(作用)将通过DC/DC变换器的输出的直流功率提供给半导体光源，同时对连接到处于开路状态的开关元件的半导体光源进行通电控制时，例如按照所输入的第1开关信号或者第2开关信号对半导体光源进行减光(调光)的通电时，对与所输入的第1开关信号对应的信号和相当于流过半导体光源的电流的信号进行比较，从而进行输出环的开闭，同时在输出环闭合时，使半导体光源中流过电流，以不超过最大电流，同时由第1开关信号的导通占空和第2开关信号的截止占空规定半导体光源的发光量，因此即使按照第1开关信号使DC/DC变换器的输出环开闭，或者响应于第2开关信号而使开关元件短路或开路，也可以抑制过冲电流流过半导体光源，同时能够保持规定减光的占空和减光光量的关系的线性。
技术方案4的发光装置构成为，在技术方案1或技术方案3的发光装置中，所述电流限制电路包括：三极半导体元件，被***到所述DC/DC变换器的输出环中；电阻元件，检测所述半导体光源的电流；信号变换器，将所述第1开关信号按照其逻辑电平而变换为不同电平的信号；以及运算放大器，对从所述电阻元件的检测电流得到的信号和通过所述信号变换器的变换的信号进行比较，并根据该比较结果对所述三极半导体元件进行导通截止驱动，同时控制所述三极半导体元件导通时的导通程度。
(作用)由三极半导体元件、电阻元件、信号变换器及运算放大器构成电流限制电路，用电阻元件检测半导体光源的电流，响应于所输入的第1开关信号，用运算放大器比较第1开关信号和相当于由电阻元件检测出的电流的信号，并根据该比较结果来导通截止驱动三极半导体元件，同时控制三极半导体元件导通时的导通程度，因此能够共享电流限制和调光动作，并能够实现电流限制电路的结构的简化。
由以上说明很明显，根据技术方案1的发光装置，能够抑制过冲电流流过半导体光源，同时能够保持规定减光的导通占空和减光光量的关系的线性。
此外，能够实现符合车辆的行使环境而适当地(即，不产生色度变化，并且抑制过冲电流)调光和减光灯具的亮度的车辆用灯具。
根据技术方案2的发光装置，能够抑制过冲电流流过半导体光源，同时能够保持规定减光的截止占空和减光光量的关系的线性。
此外，能够实现符合车辆的行使环境而适当地(即，不产生色度变化，并且抑制过冲电流)调光和减光灯具的亮度的车辆用灯具。
根据技术方案3的发光装置，能够抑制过冲电流流过半导体光源，同时能够保持规定减光的占空和减光光量的关系的线性。
此外，能够实现符合车辆的行使环境而适当地(即，不产生色度变化，并且抑制过冲电流)调光和减光灯具的亮度的车辆用灯具。
根据技术方案4的发光装置，能够实现结构的简化。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施例的发光装置的方框结构图。
图2是表示与第1开关信号的逻辑对应的信号和光源的电流的关系的图，
图2(a)是与第1开关信号的逻辑对应的信号的波形图，图2(b)是表示通过DC/DC变换器对光源的电流执行反馈控制时的光源的电流波形的波形图，图2(c)是表示没有通过DC/DC变换器对光源的电流执行反馈控制时的光源的电流波形的波形图。
图3是表示第1实施例中的各部分的状态的图，图3(a)是开关信号101的信号波形图，图3(b)是发光二极管LED1～LED4整体的视觉性的光量的特性图。
图4是表示本发明的第2实施例的发光装置的方框结构图。
图5是表示第2实施例中的各部分的状态的图，图5(a)是开关信号201、202的波形图，图5(b)是开关信号203的波形图，图5(c)是开关信号101的波形图，图5(d)是施加到发光二极管LED1～LED4的两端的正向电压Vf的合计电压的波形图，图5(e)是发光二极管LED1、LED2的视觉性的光量的特性图，图5(f)是两个串联发光二极管LED3、LED4的视觉性的光量的特性图。
图6是信号生成电路和驱动电路的方框结构图。
标号说明
10发光装置
12DC/DC变换器
14电流限制电路
16电源开关
18电池
20运算放大器
22NMOS晶体管
28、30、32开关元件
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的一实施例。图1是表示本发明的第1实施例的发光装置的方框结构图；图2是表示与第1开关信号的逻辑对应的信号和光源的电流的关系的图，(a)是与第1开关信号的逻辑对应的信号的波形图，(b)是表示通过DC/DC变换器对光源的电流执行反馈控制时的光源的电流波形的波形图，(c)是表示没有通过DC/DC变换器对光源的电流执行反馈控制时的光源的电流波形的波形图；图3是表示第1实施例中的各部分的状态的图，(a)是开关信号101的信号波形图，(b)是发光二极管LED1～LED4整体的视觉性的光量的特性图；图4是表示本发明的第2实施例的发光装置的方框结构图；图5是表示第2实施例中的各部分的状态的图，(a)是开关信号201、202的波形图，(b)是开关信号203的波形图，(c)是开关信号101的波形图，(d)是施加到发光二极管LED1～LED4的两端的正向电压Vf的合计电压的波形图，(e)是发光二极管LED1、LED2的视觉性的光量的特性图，(f)是两个串联发光二极管LED3、LED4的视觉性的光量的特性图；图6是信号生成电路和驱动电路的方框结构图。
在图1中，发光装置10构成为，包括：DC/DC变换器12、多个发光二极管LED1～LED4、电流限制电路14。DC/DC变换器12包括响应于例如PWM(Pulse Width Modulation)信号、例如数百Hz到数百kHz的PWM信号而进行导通截止工作的开关元件(NMOS或PMOS晶体管)12a、变压器12b、整流元件12c、平滑用电容器12d、控制电路12e等，作为开关调节器或者开关电源而构成，其输入端通过电源开关16连接到电池(直流电源)18，通过控制电路12e的输出的PWM信号被输入到开关元件12a中，将来自电池18的直流电压通过开关元件12a的导通截止动作而限幅，将限幅后的电压用变压器12b升压或者降压，并将升压或者降压后的电压用整流元件12c进行整流，同时由平滑用电容器12d平滑而变换为直流功率，并将变换后的直流功率提供给负载。在DC/DC变换器12的输出环中，***有多个发光二极管LED1～LED4和电流限制电路14的一部分元件作为DC/DC变换器12的负载。
发光二极管LED1～LED4作为半导体光源相互串联连接，被***到DC/DC变换器12的输出环中。另外，作为构成半导体光源的发光二极管LED，不限于多个，也可以使用一个LED，还可以将串联连接的多个LED作为光源块，且并联连接多个光源块作为半导体光源来使用。此外，发光二极管LED1～LED4可以作为前照灯、尾灯(stop and tail lamp)、雾灯、方向指示灯等各种车辆用灯具的光源来构成。
电流限制电路14构成为，检测发光二极管LED1～LED4中流过的电流，比较相当于检测电流的信号(电压)和通过从外部输入的开关信号(第1开关信号)101得到的信号(与开关信号101的逻辑对应的电压)，并按照该比较结果而开闭DC/DC变换器12的输出环，同时在闭合的期间，将发光二极管LED1～LED4的电流限制为规定的电流。
具体来讲，电流限制电路14包括运算放大器20、NMOS晶体管22、电阻R1、R2、R3、二极管D1而构成。NMOS晶体管22与电阻R1一同被***到DC/DC变换器12的输出环中，作为对运算放大器20的输出电压响应而开闭DC/DC变换器12的输出环的开关元件(三极半导体元件)而构成，其漏极连接到发光二极管LED4的阴极，源极连接到电阻R1，栅极连接到运算放大器20的输出端子。
电阻R1作为用于检测发光二极管LED1～LED4中流过的电流If的电阻元件，与NMOS晶体管22串联连接，被***到DC/DC变换器12的输出环中，检测LED1～LED4中流过的电流If，将相当于该检测电流的信号作为电压(两端电压)V1施加到运算放大器20的负(minus)输入端子(-)。
电阻R2、R3相互串联连接，电阻R2的一端侧连接到基准电压Vref，电阻R3的一端侧接地，电阻R2和电阻R3的连接点连接到二极管D1的阳极和运算放大器20的正(plus)输入端子(+)。二极管D1的阴极连接到信号输入端子24。对信号输入端子24从控制电路12e或者外部输入开关信号101。开关信号101作为占空(导通占空)被设定为规定值的二值逻辑电平的脉冲信号而生成。信号输入端子24中被输入了开关信号101时，在其电平为高电平时，二极管D1成为非导通状态，将基准电压Vref用电阻R2和电阻R3分压所得到的电压V2作为电压V2h(比0V高的电压)施加到运算放大器20的正输入端子(+)中。另一方面，信号输入端子24中被输入了开关信号101时，在其电平为低电平时，二极管D1成为导通状态，电阻R2和电阻R3的连接点通过二极管D1接地，通过分压的电压V2作为电压0V被施加到运算放大器20的正输入端子(+)中。
即，电阻R2、R3和二极管D1作为将输入到信号输入端子24的开关信号101按照其逻辑电平变换为不同电平的信号、例如电压V2h或者电压0V的信号变换器26而构成。严格地说，不会由于二极管D1的Vf电压而下降至0V，因此可以将Vf较低的肖特基二极管用于二极管D1，也可以使用晶体管来代替二极管D1。运算放大器20对电阻R1的两端电压V1和通过信号变换器26的输出的电压V2h或者电压0V进行比较，并按照该比较结果而导通截止驱动NMOS晶体管22。例如，运算放大器20在其正输入端子(+)中被施加了电压V2h时，输出用于使电压V2h和电压V1的差为0的电压，并通过该电压而导通驱动NMOS晶体管22(使NMOS晶体管22为导通状态)，而在正输入端子(+)中被施加了电压0V时，输出电压0V，并通过该电压0V而截止驱动NMOS晶体管22(使NMOS晶体管22为非导通状态)。
这时，运算放大器20根据开关信号101而导通截止驱动NMOS晶体管22时，如图2(a)所示，在导通驱动的期间，流过发光二极管LED1～LED4的电流如图2(b)、(c)所示，被限制为规定的电流(例如，比发光二极管LED1～LED4的额定电流稍大一点的电流)If1。即，在没有电流限制电路14时，发光二极管LED1～LED4中流过虚线所示的电流，但通过设置电流限制电路14，发光二极管LED1～LED4的电流被限制为电流If1。进而，在NMOS晶体管22的导通驱动期间，通过DC/DC变换器12的反馈(FB)控制电流(设定电流)If2小于If1时，如图2(b)所示，If2作为发光二极管LED1～LED4的电流而流过。
另一方面，在NMOS晶体管22的导通驱动期间，在If2大于If1或者DC/DC变换器12没有对发光二极管LED1～LED4的电流实施反馈控制时，如图2(c)所示，由电流限制电路14所限制的电流If1作为发光二极管LED1～LED4的电流而流过。
这里，若将开关信号101的导通占空设为100％，则发光二极管LED1～LED4中始终流过通过DC/DC变换器12的反馈控制的恒流If，但若将开关信号101的导通占空从100％依次减小，则发光二极管LED1～LED4中流过的平均电流被控制为依次减小的值(通过开关信号101的导通占空和DC/DC变换器12所规定的平均电流)。
例如，在DC/DC变换器12中，采用用于对发光二极管LED1～LED4中流过的电流If进行恒流控制的控制方式，将电阻R1的两端电压反馈给DC/DC变换器12，从而关于电流If进行恒流控制时，在将开关信号101的导通占空设为20％的情况下，发光二极管LED1～LED4中流过的平均电流(If的平均电流)成为通过DC/DC变换器12的反馈控制的反馈控制电流If2×0.2。
这里，图3(a)、(b)表示将开关信号101的导通占空从20％变化为100％时的各部分的状态。图3(a)、(b)是将施加到信号输入端子24的第1开关信号101的导通占空仅在定时t1～t2的期间设为20％，在定时t2以后将导通占空设为100％时的各部分的状态，图3(a)表示开关信号101的信号波形，图3(b)表示发光二极管LED1～LED4整体的视觉性光量的特性。这时，LED整体的视觉性光量与开关信号101的导通占空成正比(即，与平均电流成正比)，在定时t1～t2的期间成为20％，在定时t2以后成为100％。
根据本实施例，在使发光二极管LED1～LED4减光(调光)的通电时，由运算放大器20对从开关信号101得到的电压V2或者0V和电阻元件R1两端的电压V1进行比较，进行输出环的开闭，同时在输出环闭合时，限制发光二极管LED1～LED4的电流If，以不超过最大电流If1，同时使由开关信号101的导通占空所规定的电流作为平均电流而流过发光二极管LED1～LED4，因此即使按照开关信号101开闭DC/DC变换器12的输出环，也能够抑制发光二极管LED1～LED4中流过过冲电流，同时能够保持规定调光或者减光的导通占空和减光光量的关系的线性。
下面，根据图4说明本发明的第2实施例。本实施例中，在发光二极管LED1的两端连接开关元件28，在发光二极管LED2的两端连接开关元件30，发光二极管LED3和LED4的两端连接开关元件32，将开关元件28、30、32分别连接到信号输入端子34、36、38，根据从控制电路12e施加到信号输入端子34、36、38的开关信号(第2开关信号)201、202、203使开关元件28、30、32导通截止，并且通过开关元件28、30、32的导通截止动作，使发光二极管LED1的两端和发光二极管LED2的两端以及发光二极管LED3和LED4的两端分别在熄灭时短路或者点亮时开路，或者在调光(减光)时交替重复短路和开路，其他结构与第1实施例相同。
即，本实施例通过电流限制电路14限制发光二极管LED1～LED4中流过的电流If，同时将发光二极管LED1～LED4划分为3组，即包含发光二极管LED1的组、包含发光二极管LED2的组、包含发光二极管LED3和LED4的组，属于各个组的发光二极管LED的点亮、熄灭、调光也可以通过开关信号201、202、203来控制。
例如，在将发光二极管LED1～LED4全部点亮时，可以通过将开关信号201、202、203的导通占空设为0％来实现，在将发光二极管LED1～LED4全部熄灭时，可以通过将开关信号201、202、203的导通占空设为100％来实现。此外，在将发光二极管LED1～LED4全部进行调光(减光)时，可以通过将开关信号201、202、203的截止占空设定为小于100％且大于0％的值来实现。
这里，为了简化说明，图5(a)～(f)表示将开关信号101的导通占空设为100％，将开关信号201、202的截止占空设为100％的状态下，仅将开关信号203的截止占空从20％变化为100％时的各部分的状态。图5(a)～(f)是将施加到信号输入端子38的开关信号203的截止占空仅在定时t1～t2的期间设为20％，在定时t2以后将截止占空设为100％时的各部分的状态，图5(a)表示开关信号201、202的波形，图5(b)表示开关信号203的波形，图5(c)表示开关信号101的波形，图5(d)表示施加到发光二极管LED1～LED4的两端的正向电压Vf的合计电压的波形，图5(e)表示发光二极管LED1、LED2的视觉性的光量的特性，图5(f)表示两个串联发光二极管LED3、LED4的视觉性的光量的特性。这时，两个LED的视觉性光量与开关信号203的截止占空成正比，在定时t1～t2的期间成为20％，在定时t2以后成为100％。
在本实施例中，在基于开关信号201～203来控制对于发光二极管LED1～LED4中任意的发光二极管LED的通电时，例如，使发光二极管LED1～LED4中任意的发光二极管减光(调光)的通电时，将开关信号201～203中用于控制减光(调光)对象的发光二极管的开关信号的截止占空设为规定减光(调光)的值，在将连接到减光(调光)对象的发光二极管的开关元件(开关元件28、30、32的其中一个开关元件)根据开关信号(开关信号201～203的其中一个开关信号)进行导通截止控制的过程中，将从开关信号101得到的电压设为V2h，用运算放大器20比较电压V2h和电阻元件R1两端的电压V1，根据该比较结果对NMOS晶体管22进行导通截止驱动，同时控制导通时的NMOS晶体管22的导通程度，限制发光二极管LED1～LED4的电流If。即，在NMOS晶体管22被导通驱动时，NMOS晶体管22的导通电阻被调整，相当于对发光二极管LED1～LED4的过冲电流的、来自电容器12的电压(能量＝1/2·CV2)由NMOS晶体管22作为电阻成分而吸收(发热)。
因此，根据本实施例，即使将开关信号101设为100％导通，根据开关信号201～203的其中一个开关信号导通截止控制开关元件28、30、32的其中一个开关元件，发光二极管LED1～LED4中流过的电流仍被限制，能够抑制发光二极管LED1～LED4中流过过冲电流，同时能够保持规定减光的截止占空和减光光量的关系的线性。
此外，这时，即使不存在开关信号101(例如，抽出图4的二极管D1或使信号输入端子24开路)，也能够得到与将开关信号101设为导通占空100％的情况相同的电路动作。
此外，根据本实施例，通过将开关信号201～203的全部设为截止(导通占空为0％)，将开关信号101的导通占空设定为规定发光二极管LED1～LED4的调光(减光)动作的值，从而能够对发光二极管LED1～LED4进行调光或者减光，因此通过将开关信号(第1开关信号)101的导通占空和开关信号(第2开关信号)201～203的截止占空设定为规定发光二极管LED1～LED4的调光(减光)动作的值，能够对发光二极管LED1～LED4进行调光或者减光。
此外，根据本实施例，通过用规定的定时来控制第1开关信号101和第2开关信号201～203的ON/OFF，从而能够用任意的亮度(减光量)来控制任意的LED。
例如，在图5的定时t1～t2期间，可以将开关信号101设为周期比开关信号203的导通截止的周期短且导通占空为50％的信号，从而将发光二极管LED1、2的光亮大致设为50％，将发光二极管LED3、4的光亮大致设为10％。
或者，也可以将开关信号101设为周期比开关信号203的导通截止周期长且导通占空为50％的信号，从而将发光二极管LED1、2的光亮大致设为50％，将发光二极管LED3、4的光亮大致设为10％。
此外，在所述各个实施例中，由NMOS晶体管22、电阻元件R1、信号变换器26和运算放大器20来构成电流限制电路14，用电阻元件R1检测发光二极管LED1～LED4的电流，响应于开关信号101，用信号变换器26将开关信号101变换为与其逻辑对应的电压，用运算放大器20比较变换后的电压和电阻元件R1两端的电压，并根据该比较结果而导通截止驱动NMOS晶体管22，同时控制导通时的NMOS晶体管22的导通程度，因此能够共享电流限制和减光动作，并且能够实现电流限制电路14的结构的简化。
此外，在所述各个实施例中，在DC/DC变换器12中，可以采用对电流If进行反馈控制的控制方式，或者采用进行仅输出Vf合计(发光二极管LED1～LED4整体的Vf)以上的电压这样的反馈控制的控制方式。
后者的情况下，If的恒流控制和If的限制主要通过运算放大器20和NMOS晶体管22来执行，DC/DC变换器12只进行用于输出足以供给电流的电压的控制。这里，设开关信号101的导通占空为20％时，发光二极管LED1～LED4中流过的平均电流(If的平均电流)成为，电流If1×0.2(参照图2(c))。
此外，根据各个实施例，能够实现符合车辆的行使环境而适当地(即，不产生色度变化，并且抑制过冲电流)调光和减光灯具的亮度的车辆用灯具。
另一方面，在基于开关信号101和开关信号201～203控制发光二极管LED1～LED4的点亮或调光时，能够由DC/DC变换器12中内置的控制电路来生成开关信号101和开关信号201～203，同时如图6所示，可以采用由包含微计算机(微处理器)和其***电路的信号生成电路40根据程序生成开关信号101和开关信号201～203，将生成的开关信号101用驱动电路42放大后施加到信号输入端子24，同时将生成的开关信号201～203用驱动电路44、46、48分别放大后施加到信号输入端子34、36、38的结构，或者也可以采用将车辆用电子设备等中所使用的信号中相当于开关信号101和开关信号201～203的开关信号施加到信号输入端子24和信号输入端子34、36、38的结构。

Claims (4)

1、一种发光装置，其特征在于，包括：
DC/DC变换器，对直流电源的输出进行限幅而变压，并将变压后的电压变换为直流功率后提供给负载；
一个或多个半导体光源，作为所述DC/DC变换器的负载而被***到所述DC/DC变换器的输出环中；以及
电流限制电路，对与所输入的第1开关信号对应的信号和相当于流过所述半导体光源的电流的信号进行比较，并根据该比较结果来进行所述输出环的开闭，同时在所述输出环闭合时，使所述半导体光源中流过电流，以不超过最大电流，
所述发光装置使按照所述第1开关信号的导通占空所规定的电流作为平均电流而流过所述半导体光源。
2、一种发光装置，其特征在于，包括：
DC/DC变换器，对直流电源的输出进行限幅而变压，并将变压后的电压变换为直流功率后提供给负载；
多个半导体光源，作为所述DC/DC变换器的负载而被***到所述DC/DC变换器的输出环中；
电流限制电路，限制所述半导体光源的电流；以及
开关元件组，对所输入的第2开关信号进行响应，从而使所述半导体光源中的一个或两个以上的半导体光源的两端短路或开路，
所述发光装置按照所述第2开关信号的截止占空规定所述半导体光源的光量。
3、一种发光装置，其特征在于，包括：
DC/DC变换器，对直流电源的输出进行限幅而变压，并将变压后的电压变换为直流功率后提供给负载；
多个半导体光源，作为所述DC/DC变换器的负载而被***到所述DC/DC变换器的输出环中；
电流限制电路，对与所输入的第1开关信号对应的信号和相当于流过所述半导体光源的电流的信号进行比较，并根据该比较结果来进行所述输出环的开闭，同时在所述输出环闭合时，使所述半导体光源中流过电流，以不超过最大电流；以及
开关元件组，对所输入的第2开关信号进行响应，从而使所述半导体光源中的一个或两个以上的半导体光源的两端短路或开路，
所述发光装置按照所述第1开关信号的导通占空和所述第2开关信号的截止占空规定所述半导体光源的光量。
4、如权利要求1或3所述的发光装置，其特征在于，
所述电流限制电路包括：
三极半导体元件，被***到所述DC/DC变换器的输出环中；
电阻元件，检测所述半导体光源的电流；
信号变换器，将所述第1开关信号按照其逻辑电平而变换为不同电平的信号；以及
运算放大器，对从所述电阻元件的检测电流得到的信号和通过所述信号变换器的变换的信号进行比较，并根据该比较结果对所述三极半导体元件进行导通截止驱动，同时控制所述三极半导体元件导通时的导通程度。
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