CN102595695A - 指示器驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及指示器驱动电路。该指示器驱动电路(1)具有：由两个npn晶体管(Q2、Q6)构成的电流反射镜电路(200)；向电流反射镜电路(200)的控制侧的晶体管(Q2)供给控制电流的电流源即pMOS晶体管(Q3、Q4)；由在被控制侧的pMOS晶体管(Q6)中流动的电流驱动而使指示器的LED(30)导通/截止的pMOS晶体管(Q5)。从电流源(100)流入电流反射镜电路(200)的控制电流，通过来自外部的控制信号并经由nMOS晶体管(Q1)而被切换。通过将构成电流源(100)的两个晶体管(Q3、Q4)级联连接，能够减小电源(VCC)的变动对在电流反射镜电路(200)中的流动电流的影响。

Description

指示器驱动电路
技术领域
本发明涉及使将LED等作为光源的指示器导通/截止的指示器驱动电路。
背景技术
例如在车辆中，为了使用5V系的控制信号来对由12V的电池电源驱动的指示器进行开关，需要对控制信号进行电平转换来控制开关元件的指示器驱动电路。在现有的指示器驱动电路中，作为将来自电池电源的电流导通/截止的开关元件，使用高输出的例如MOS晶体管，通过5V系的控制部控制在MOS晶体管的栅极源极间的电阻中流动的电流，来导通/截止与MOS晶体管连接的LED(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开平06-326579号公报。
但是，在指示器驱动电路中，在从利用5V系控制信号而动作的控制部的电流反射镜电路供给利用电池电源而动作的开关元件(例如电动MOS晶体管)的驱动电流的情况下，当控制部侧的电源电压变动时，在电流反射镜电路中的流动电流也随之连动地变化。因此，有时作为指示器的光源的LED的亮度会产生波动、闪烁的情况。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种抑制由电源电压的变动而引起的指示器光源闪烁的指示器驱动电路。
[1]一种指示器驱动电路，其具备：电流反射镜电路，其具有两个晶体管，并且其电流通过来自外部的控制信号而被切换；电流源，其向所述电流反射镜电路的控制侧的第1晶体管供给控制电流；以及开关元件，其被在所述电流反射镜电路的被控制侧的第2晶体管中的流动电流驱动，从而使指示器的光源点亮及熄灭，所述电流源通过将两个晶体管级联连接而构成。
[2]在上述的[1]中所述的指示器驱动电路中，被级联连接的所述电流源的两个晶体管中的任意一方，在所述控制信号使所述光源熄灭时截止。
根据本发明的指示器驱动电路，能够抑制由电源电压的变动导致的指示器光源的闪烁。
附图说明
图1是基于本发明的实施方式的指示器驱动电路的电路图。
图2是示出将图1所示的两个pMOS晶体管级联连接而构成的电流源的详细内容的电路图。
图3是以曲线图例示出将MOS晶体管级联连接的情况下的DC特性的图。
符号说明
1...指示器驱动电路；10...控制部；11...逆变器；13...控制输入端子；12...电源端子；14...电阻；15...齐纳二极管；20...输出部；21电阻；22...电源端子；23...输出端子；30...LED；31...电阻；100...电流源；200...电流反射镜电路；Q1...nMOS晶体管；Q2...npn晶体管；Q3、Q4、Q5...pMOS晶体管；Q5...pMOS晶体管；Q6...npn晶体管；VBB...电池电源；VCC...5V的电源；REF...基准电压。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明优选的实施方式进行说明。其中，对各图中具有实质性相同的功能的构成元件标记相同的符号，并省略其重复的说明。
[指示器驱动电路的构成]
图1是基于本发明的实施方式的指示器驱动电路1的电路图。该指示器驱动电路1具备控制部10和输出部20。
控制部10具有：通过例如5V的电源VCC而动作，并与控制输入端子13连接的逆变器11；由逆变器11驱动的nMOS晶体管Q1；npn晶体管Q2，其是构成电流反射镜电路200的一方的双极型晶体管(Bipolar Transistor)；作为向npn晶体管Q2供给控制电流的电流源的pMOS晶体管Q3、Q4。
逆变器11经由未图示的布线连接5V的电源VCC，将经由控制输入端子13输入的控制信号(L/H)反转后向nMOS晶体管Q1输出。
逆变器11的输出连接于源极接地的nMOS晶体管Q1的栅极。nMOS晶体管Q1的漏极连接于发射极接地的npn晶体管Q2的集电极。即，从电流源100流向电流反射镜电路200的控制电流经由利用控制信号导通/截止的nMOS晶体管Q1而被切换。
将控制电流流向电流反射镜电路200的电流源100通过将两个pMOS晶体管Q3、Q4级联连接而构成。
即，在由两个pMOS晶体管Q3、Q4构成的电流源100中，将pMOS晶体管Q3的漏极与pMOS晶体管Q4的源极连接而被串联配置，在pMOS晶体管Q3的源极经由电源端子12连接有电源VCC。并且，pMOS晶体管Q4的漏极连接于nMOS晶体管Q1的漏极和npn晶体管Q2的集电极。
对pMOS晶体管Q3的栅极施加恒定的基准电压REF。该基准电压REF被设定为使pMOS晶体管Q3常时导通的电位，例如基于恒压电路的齐纳电压而生成，该恒压电路由在电源VCC和GND之间串联连接的电阻14和齐纳二极管15构成。
逆变器11的输出分路并与电流源100的另一个pMOS晶体管Q4的栅极连接。
这里，图2是示出将两个pMOS晶体管Q3、Q4级联连接而构成的电流源100的详细内容的电路图。如图2所示，对MOS晶体管Q3、Q4双方的背栅极(backgate)B连接有电源VCC。由此，pMOS的沟道正下方的电位被固定成5V的高电位。
其中，还可以使用例如pnp型的双极型晶体管来构成级联连接成电流源的两个晶体管。
npn晶体管Q2的基极与集电极之间短路，其基极与下面说明的输出部20的npn晶体管Q6的基极连接。两个pnp晶体管Q2和Q6均为发射极接地，由此构成了彼此间流动的电流连动的电流反射镜电路200。其中，如果两个npn晶体管Q2和Q6的电流放大率相同，则pnp晶体管Q6也流过与从pMOS晶体管Q3、Q4供给的电流相同量的电流。
其中，这里将构成电流反射镜电路200的控制部10侧的晶体管Q2称为控制侧的晶体管，将输出部20侧的晶体管Q6称为被控制侧的晶体管。
输出部20经由电源端子22连接有车辆的电池电源VBB(例如12V)，对输出端子23连接有作为指示器的光源的LED30、和限制流过LED30的电流的电阻31。另外，输出部20具有：作为使LED30导通/截止的开关元件的pMOS晶体管Q5；和构成上述的电流反射镜电路200的被控制侧的npn晶体管Q6。
对作为开关元件的pMOS晶体管Q5的源极连接有电池电源VBB，从而被供给来自车辆的电池的驱动电流。另外，pMOS晶体管Q5的栅极源极间的电阻12被上拉(pull-up)至该电池电源VBB的电位。pMOS晶体管Q5的栅极连接于电流反射镜电路200的被控制侧的npn晶体管Q6的集电极。
[指示器驱动电路的动作]
当施加于控制输入端子13的控制信号为低电平L(熄灭控制)时，被逆变器11反转而得的高电平H的信号被施加到构成电流源100的pMOS晶体管Q4的栅极，该pMOS晶体管Q4截止。因此，pMOS晶体管Q3流向电流反射镜电路200的控制侧的npn晶体管Q2的控制电流被断流。因此，电流不流向电流反射镜电路200的被控制侧的npn晶体管Q6。
另外，同样在控制信号为低电平L时，nMOS晶体管Q1通过由被逆变器11反转而得的高电平H的栅极电压而导通。这时，构成电流反射镜电路200的两个pnp晶体管Q2、Q6的基极的电流经由nMOS晶体管Q1流向GND，因此将上述的npn晶体管Q2、Q6均截止。
这样地，通过低电平L的控制信号将电流反射镜电路200的控制侧的npn晶体管Q2截止，并且来自电流源100的控制电流也被断流。因此，在电流反射镜电路200的被控制侧的npn晶体管Q6和电阻21中没有电流流过，由此，通过pMOS晶体管Q5截止，LED30熄灭。
其中，在本实施方式中，由于利用使熄灭控制时的控制信号(低电平L)反转后的信号(高电平H)将级联连接的一方的pMOS晶体管Q4截止，因此，例如即使由于EMI(电磁干扰)的影响等而在控制部10内感应出噪声电流，电流反射镜电路200也不会受到影响。因此，能够避免在熄灭控制时由于EMI的影响等而引起LED30的错误点亮。
另一方面，当施加在控制输入端子13的控制信号为高电平H(点亮控制)时，对pMOS晶体管Q4的栅极施加了被逆变器11反转而得的低电平L的信号，pMOS晶体管Q4导通。与此同时，通过逆变器11输出的低电平L的栅极电压，nMOS晶体管Q1截止。
这时，恒定的控制电流经由级联连接的两个pMOS晶体管Q3、Q4被向电流反射镜电路200的控制侧的npn晶体管Q2供给。因此，在被控制侧的npn晶体管Q6中也流过相同量的电流，在nMOS晶体管Q5的栅极源极间的电阻21处产生导通电压。通过作为开关元件的pMOS晶体管Q5导通，从而在电池电源VBB与LED30之间形成通电电路，LED30点亮。
[实施方式的效果]
根据上述的指示器驱动电路1，由级联连接的两个pMOS晶体管Q3、Q4构成了使控制电流流向电流反射镜电路200的电流源100。由此，与例如使用一个pMOS晶体管Q3来构成电流源的现有技术的情况相比，能够增大阻抗。
这里，图3是以曲线图例示出将两个MOS晶体管级联连接的情况下的DC特性(漏电压Vd与漏电流Id的关系)。其中，在图3中，为了进行比较，以虚线示出MOS晶体管为单体的情况下的DC特性。如该图所示那样，可知与MOS晶体管为单体的情况相比，在级联化的情况下，饱和区域中的阻抗(在图3中是电阻分量ΔVd/ΔId)大。
由此，即使电源VCC的电压DC性地发生偏移，也能够通过级联连接的两个pMOS晶体管Q3、Q4的大阻抗分量，来使供给到控制侧的npn晶体管Q2的控制电流的变动量比以往小。另外，即使在电源VCC产生AC噪声的情况下，也能够通过级联连接的pMOS晶体管Q3、Q4的大阻抗分量，来使供给到控制侧的npn晶体管Q2的电流的变动量比以往小。
因此，能够减少电源VCC的电压变动对在电流反射镜电路200中流动的电流的影响，能够抑制作为指示器的光源的LED30的亮度因电源VCC的变动而产生波动或者闪烁的情况。
以上，对本发明中优选的实施方式进行了说明，但是，本发明并不局限于该实施方式，而能够在不改变其主旨的范围内进行多种变形。

Claims (2)

1.一种指示器驱动电路，其特征在于，具备：
电流反射镜电路，其具有两个晶体管，并且其电流通过来自外部的控制信号而被切换；
电流源，其向所述电流反射镜电路的控制侧的第1晶体管供给控制电流；以及
开关元件，其被在所述电流反射镜电路的被控制侧的第2晶体管中的流动电流驱动，从而使指示器的光源点亮及熄灭，
所述电流源通过将两个晶体管级联连接而构成。
2.根据权利要求1所述的指示器驱动电路，其特征在于，
被级联连接的所述电流源的两个晶体管中的任意一方，在所述控制信号使所述光源熄灭时截止。
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