CN111903193B - 点灯电路及车辆用灯具 - Google Patents
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Abstract
驱动电路(210)通过接通、断开光源(102)中流动的驱动电流(ILED)来控制光源(102)的点灯、熄灯。判定电路(224)将光源(102)的两端间电压(VLED)与阈值(VTH)进行比较,根据比较结果判断光源(102)的点灯/熄灯。第一电阻(R1)与光源(102)并联地设置。
Description
技术领域
本发明涉及使用在汽车等中的灯具。
背景技术
图1是车辆用灯具的框图。车辆用灯具100R包括光源102和点灯电路200R。光源102是LED(发光二极管)、LD(激光二极管)或有机EL等的半导体发光元件。点灯电路200R向光源102供给驱动电流ILED,使光源102以期待的亮度发光。
点灯电路200R包括驱动电路210和控制电路220。驱动电路210向光源102供给驱动电流ILED。控制电路220生成指示光源102的点灯/熄灯的控制信号S1。例如控制信号S1的高电平对应于光源102的点灯,控制信号S1的低电平对应于光源102的熄灯。
驱动电路210根据控制信号S1,切换驱动电流ILED的供给(接通)、阻断(断开)。
控制电路220具有判断光源102是否正常地点灯的异常检测功能。在该异常检测中,利用光源102的I-V(电流-电压特性)。具体而言,在光源102的点灯状态下,光源102中流动驱动电流ILED时,在其两端间,产生作为物理特性值而决定的电压降(正向电压)VF。驱动电流ILED为零时,光源102的两端间的电压变为零。因此,规定低于正向电压VF的阈值VTH,通过将光源102的两端间电压与阈值VTH进行比较,可以判断光源102的点灯/熄灯状态。控制电路220比较自己指示的点灯/熄灯状态(控制信号S1)和判断出的点灯/熄灯状态,在它们不一致的情况下,可以判断为异常状态。具体而言,尽管指示光源102的点灯,当光源102的两端间电压VLED低于阈值VTH时,判断为异常状态。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本国特开2005-302311号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
本发明的发明者针对图1的车辆用灯具100R进行了研究,最终认识到以下课题。在光源102的熄灯状态下,如果强光入射到光源102中,则光源102如光电二极管那样动作,通过光电效应而产生电动势。该电动势超过阈值电压VTH时,虽然实际上为熄灯状态,但控制电路220错误判断为点灯状态,进而错误判断为异常状态。
此外,这样的问题在具有与光源102并联的旁通开关,根据旁通开关的接通、断开来控制光源102的点灯/熄灯的旁通方式的点灯电路中不会发生。这是因为在旁通方式中,使光源102熄灯时旁通开关接通,通过旁通开关从而光源102的两端间短接,因此即使强光入射到光源中,通过旁通开关,两端间电压被钳位。
本发明是鉴于相关课题而提出的,其一方案的例示性的目的之一在于提供一种能够抑制光源的点灯/熄灯的错误判定的点灯电路。
[用于解决技术问题的方法]
本发明的一方案涉及光源的点灯电路。点灯电路包括:驱动电路,通过接通、断开光源中流动的驱动电流来控制光源的点灯、熄灯;判定电路,将光源的两端间电压与阈值进行比较,根据比较结果判断光源的点灯/熄灯;以及第一电阻,与光源并列地设置。
本发明的另一方案涉及车辆用灯具。可以是,车辆用灯具包括光源以及驱动光源的上述任一项的点灯电路。
需要说明的是,将以上的构成要素的任意组合或本发明的构成要素或表现在方法、装置、***等之间相互转换所得的方案作为本发明的方案也是有效的。
[发明效果]
根据本发明的一方案,可以防止光源的点灯/熄灯状态的错误判定。
附图说明
图1是车辆用灯具的框图。
图2是具有实施方式的点灯电路的车辆用灯具的框图。
图3是示出光电二极管的I-V特性的图。
图4的(a)~(c)是示出判定电路的结构例的电路图。
图5的(a)、(b)是示出驱动电路的结构例的框图。
具体实施方式
(实施方式的概要)
本说明书所公开的一实施方式涉及光源的点灯电路。点灯电路包括:驱动电路,通过接通、断开光源中流动的驱动电流来控制光源的点灯、熄灯;判定电路,将光源的两端间电压与阈值进行比较,根据比较结果判断光源的点灯/熄灯;以及第一电阻,与光源并联地设置。
由此,在光源的熄灯状态下,入射日光等的强光时,通过光电效应可以使要逆向流到光源中的电流流向第一电阻。由此,在光源的熄灯状态下可以将光源的两端间电压维持为低于阈值,从而可以防止点灯/熄灯的错误判定,进而防止异常的错误检测。
也可以是,判定电路包括对光源的两端间电压进行分压的第二电阻和第三电阻,根据分压后的电压来判断光源的点灯/熄灯。也可以是,第一电阻的电阻值低于第二电阻和第三电阻的电阻值的总和。
也可以是,第一电阻是第二电阻元件和第三电阻元件的串联连接。判定电路可以根据第二电阻元件和第三电阻元件的连接节点的电压来判断光源的点灯/熄灯。通过充分低地设定由第二电阻元件和第三电阻元件构成的分压电路的电阻值,可以使分压电路作为第一电阻发挥功能。
也可以是,确定第一电阻的电阻值,以使在光源的熄灯状态下日光入射到光源中时,光源的两端间电压低于阈值的1/2倍,较优选为低于1/5倍。
(实施方式)
下面,基于优选的实施方式参照附图说明本发明。对各附图所示的相同或等同的构成要素、构件、处理,标注相同的附图标记,适当省略重复的说明。另外,实施方式并不限定发明而是例示,并非实施方式所记载的所有特征或其组合都是发明的本质。
在本说明书中,所谓“部件A和部件B连接的状态”,除了部件A和部件B物理性地直接连接的情况以外,还包括部件A和部件B经由不会对它们的电连接状态造成实质性的影响的或者不妨碍通过它们的组合所实现的功能或效果的其他部件而间接连接的情况。
同样地,所谓“部件C被设置在部件A和部件B之间的状态”,除了部件A和部件C、或部件B和部件C直接连接的情况以外,还包括经由不会对它们的电连接状态造成实质性的影响的或者不妨碍通过它们的组合所实现的功能的其他部件而间接连接的情况。
在本说明书中参照的波形图或时序图的纵轴和横轴为了容易理解而进行了适当的放大或缩小,另外所示的各波形也为了容易理解而进行简化,或者夸张或强调。
另外,在本说明书中,对电压信号、电流信号等的电信号、或者电阻、电容器等的电路元件标注的附图标记根据需要也表示各自的电压值、电流值、或者电阻值、容量值。
图2是具有实施方式的点灯电路200的车辆用灯具100的框图。车辆用灯具100包括光源102以及控制光源102的点灯/熄灯及亮度的点灯电路200。典型地,光源102为LED,但也可以是LD或有机EL等的其他半导体发光装置。
点灯电路200包括驱动电路210和控制电路220。驱动电路210通过根据从控制电路220所供给的控制信号S1来接通/断开光源102中流动的驱动电流ILED,以控制光源102的点灯、熄灯。另外,驱动电路210也可以通过模拟地改变驱动电流ILED从而能够控制光源102的亮度。根据控制信号S1的光源102的接通/断开的切换,可以发生在较长的时间尺度中,也可以发生在PWM调光那样的较短周期中。
控制电路220包括控制器222和判定电路224。控制器222对驱动电路210供给控制信号S1。判定电路224将光源102的两端间电压VLED与阈值VTH相比较,根据比较结果判断光源102的点灯/熄灯。具体而言,判定电路224在VLED>VTH时判断为点灯,在VLED<VTH时判断为熄灯。
第一电阻R1与光源102并联地设置。第一电阻R1的电阻值被确定使得:在光源102的熄灯状态下,向光源102入射强光时光源102的两端间电压VLED’低于阈值VTH。例如假定光源102的点灯状态下的两端间电压VLED为VF=3V、阈值VTH为VF/2=1.5V。以当光源102中入射强光时光源102的两端间电压VLED’低于1.5V的方式,确定第一电阻R1的电阻值。
在此,假定入射了强光的光源102的特性与光电二极管相同。图3是示出光电二极管的I-V特性的图。在入射强度为零的状态下,光电二极管的I-V特性如实线所示,与LED的相同。光电二极管中入射光时,I-V特性向负侧移位,移位量取决于光量。光入射时、光电二极管的两端间被开路时,在其两端间,产生开路电压VOC。光入射时、光电二极管的两端间因低阻抗而短路时,光电二极管作为电流源动作,要逆向地流动电流ISC。电流ISC实质上与入射光量呈正例。
返回图2。光入射到光源102时的电流ISC由于流经电阻R1而产生电势差VLED’。
VLED’=ISC×R1
将在车辆用灯具100的使用中设想的最大入射光量入射时的电流记作ISC(MAX)。此时,将第一电阻R1的电阻值规定为满足以下的关系即可。
VLED’=R1×ISC(MAX)<VTH
若将其变形,得到
R1<VTH/ISC(MAX)。
需要说明的是,若考虑元件偏差或光量的偏差等,VLED’优选低于阈值VTH的1/2,较优选低于1/5,进一步优选为1/10倍左右。作为一个示例,相对于VTH=1.5V,可以设定为VLED’=0.2V左右。若ISC(MAX)=200μA,则R1=1kΩ。
以上为车辆用灯具100的结构。接着说明其动作。
(点灯指示,正常状态,无光入射)
驱动电流ILED被供给至光源102,VLED=VF>VTH。判定电路224可以正确地将光源102判断为点灯状态。此外,若VF=3V,则1kΩ的第一电阻R1中流动3mA的电流。若ILED=600mA,则0.5%流至第一电阻R1并被消耗。
(熄灯指令,正常状态,无光入射)
驱动电路210使驱动电流ILED为零。此时光源102的两端间电压VLED变为零,VLED<VTH。判定电路224可以正确地将光源102判断为熄灯状态。
(点灯指示,异常状态,无光入射)
如果发生光源102的两端间的短路,则光源102的两端间电压VLED实质上变为零,VLED<VTH。因此判定电路224可以正确地将光源102判断为熄灯状态。此外,虽然是点灯指示,但由于被判断为熄灯状态,因此判定电路224可以正确地检测出异常状态。
(熄灯指令,正常状态、有光入射)
由于光入射而在光源102中流动逆向的电流ISC。逆向的电流ISC流入第一电阻R1,光源102的两端间电压VLED’为ISC×R1。可以保证此时的电压VLED’低于阈值VTH,从而判定电路224可以正确地判断为熄灯状态。
以上为车辆用灯具100的动作。根据车辆用灯具100,可以防止点灯/熄灯的错误判定,进而防止异常的错误检测。
本发明可作为图2的框图或电路图进行把握,或者,及于由上述的说明导出的各种装置、方法,并不限定于特定的结构。下面,不在于缩小本发明的范围,而是为了辅助发明的本质或动作的理解,并使其明确,说明更具体的构成例或实施例。
图4的(a)~(c)是示出判定电路224的结构例的电路图。驱动电路210作为电流源而示出。判定电路224包括对光源102的两端间电压VLED进行分压的第二电阻R2和第三电阻R3,根据分压后的电压VDET判断光源102的点灯/熄灯。VDET=R3/(R2+R3)×VLED成立。电压比较器226将检测电压VDET与以分压比R3/(R2+R3)换算的阈值VTH’(=R3/(R2+R3)×VTH)进行比较,VDET<VTH’时将光源102判断为熄灯状态。
图4的(b)中将图4的(a)的电压比较器226替换为A/D转换器228和数字比较器230。A/D转换器228将分压后的电压VDET转换为数字值。数字比较器230将A/D转换器228的输出即数字值DDET与相当于阈值VTH’的数字值DTH’相比较。
在图4的(a)、(b)中,将第二电阻R2、第三电阻R3确定为充分地高于第一电阻R1,以不发生不必要的电力消耗。换言之第一电阻R1的电阻值低于第二电阻R2和第三电阻R3的电阻值的总和。典型地,R2+R3为几十kΩ到几百kΩ的数量级。
在图4的(c)中,分压用的电阻R2、R3被与第一电阻R1兼用。具体而言,第一电阻R1是对应于R2的第二电阻元件R12和第三电阻元件R13的串联连接。判定电路224根据第二电阻元件R12和第三电阻元件R13的连接节点的电压VDET判断光源102的点灯/熄灯。判定电路224如图4的(a)所示可以包括电压比较器,如图4的(b)所示也可以包括A/D转换器和数字比较器。在图4的(c)中,以满足(R12+R13)<VTH/ISC(MAX)的方式设计电阻值。
图5的(a)、(b)是示出驱动电路210的结构例的框图。图5的(a)的驱动电路210A包括开关转换器。控制器222A在点灯指示的状态下,对驱动电路210A进行恒流控制以使得光源102中流动的电流ILED接近目标值IREF。
图5的(b)的驱动电路210B包括开关转换器212和恒流源214。恒流源214在点灯指示的状态下,将光源102中流动的电流量稳定化为目标量IREF。在点灯指示的状态下,控制器222在光源102和恒流源214的两端间产生驱动电压VOUT。控制器222B对开关转换器212进行反馈控制,以使得驱动电压VOUT接近规定的目标值,或者恒流源214的两端间电压接近规定的目标值,或者恒流源214的两端间电压不低于规定的下限电压。此外,在图5的(b)中,恒流源214为光源102的阴极侧,但也可以将恒流源214设置在阳极侧。
基于实施方式,使用具体的语句说明了本发明,但实施方式仅表示本发明的原理和应用,对于实施方式,在不脱离权利要求书所规定的本发明的思想的范围内,可以有多种变形例及配置的变更。
[工业可利用性]
本发明涉及使用在汽车等中的灯具。
[附图标记说明]
100 车辆用灯具
102 光源
200 点灯电路
210 驱动电路
212 开关转换器
214 恒流源
220 控制电路
222 控制器
224 判定电路
226 电压比较器
228A/D 转换器
230 数字比较器
R1 第一电阻
R2 第二电阻
R3 第三电阻
R12 第二电阻元件
R13 第三电阻元件
Claims (6)
1.一种点灯电路,是包含半导体发光装置的光源的点灯电路,其特征在于,包括:
驱动电路,通过接通、断开所述光源中流动的驱动电流来控制所述光源的点灯、熄灯;
判定电路,将所述光源的两端间电压与阈值,即阈值电压VTH进行比较,所述光源的两端间电压低于所述阈值时判断为熄灯状态,所述光源的两端间电压高于所述阈值时判断为点灯状态;以及
第一电阻,与所述光源并联地设置,
将其使用中设想的最大入射光量入射时流向所述半导体发光装置的电流为ISCMAX时,所述第一电阻的电阻值R1规定为满足R1<VTH/ISCMAX的关系。
2.根据权利要求1所述的点灯电路,其特征在于,
所述判定电路包括对所述光源的两端间电压进行分压的第二电阻和第三电阻,根据分压后的电压判断所述光源的点灯/熄灯,
所述第一电阻的电阻值低于所述第二电阻和所述第三电阻的电阻值的总和。
3.根据权利要求1所述的点灯电路,其特征在于,
所述第一电阻是第二电阻元件和第三电阻元件的串联连接,
所述判定电路根据所述第二电阻元件和所述第三电阻元件的连接节点的电压判断所述光源的点灯/熄灯。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的点灯电路,其特征在于,
所述第一电阻的电阻值被确定使得:在所述光源的熄灯状态下日光入射到所述光源中时,所述光源的两端间电压低于所述阈值的1/2倍。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的点灯电路,其特征在于,
所述第一电阻的电阻值被确定使得:在所述光源的熄灯状态下日光入射到所述光源中时,所述光源的两端间电压低于所述阈值的1/5倍。
6.一种车辆用灯具,其特征在于,包括:
光源;以及
驱动所述光源的权利要求1至3中任一项所述的点灯电路。
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