WO2014174761A1 - Led異常検出装置 - Google Patents
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- H05B45/50—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
Definitions
- the present disclosure relates to an LED abnormality detection device that detects an abnormality such as disconnection of a light emitting diode (LED) used in a vehicle headlight or the like.
- LED light emitting diode
- Patent Document 1 discloses an LED abnormality detection device that detects disconnection of an LED.
- a current is passed with a pulse width that does not light the LED, the current flowing through the LED is charged into a capacitor, and the current value is detected by detecting the potential of the capacitor. Based on the above, disconnection is detected and controlled.
- the LED is lit even when the pulse width is 250 ⁇ s (duty ratio 5%) at a frequency of 200 Hz, for example. Since the brightness at this time is not practical brightness as a headlight but very weak, the user feels uncomfortable. That is, there is a problem that when the control for determining the presence / absence of a disconnection is performed, the user lights unnaturally even though the user does not expect lighting. In order to improve this, if the pulse width is further shortened, the charging time of the capacitor is not sufficient, the current value cannot be detected well, and a disconnection determination cannot be made.
- an intelligent power device has been used as a drive circuit for driving each LED which is an illumination lamp inside and outside the vehicle interior such as a vehicle headlight.
- This IPD is equipped with an abnormality detection unit that outputs a current corresponding to the load current, and outputs an error detection level signal in the event of an overload or an overload. Determine presence or absence.
- the present disclosure is intended to provide an LED abnormality detection device that can satisfactorily determine disconnection and power without causing the user to feel uncomfortable.
- the LED abnormality detection device includes an LED drive circuit, a pull-up circuit, a lighting control unit, and a determination unit.
- the LED driving circuit includes a driving switching element and an abnormality detection unit.
- the driving switching element is disposed between a power source and a load connection terminal to which the LED is connected.
- the abnormality detection unit outputs a signal corresponding to the level of the current flowing from the driving switching element to the load connection terminal, and outputs an abnormality detection level signal when an abnormality occurs.
- the pull-up circuit includes a pull-up switching element and a pull-up resistor connected between the power source and the load connection terminal.
- the lighting control unit controls lighting and non-lighting of the LED.
- the lighting control unit performs PWM control of the driving switching element to adjust the illuminance of the LED when the LED is lit, and the pulling time is shorter than the off time in the off time zone of the driving switching element.
- the switching element for up is controlled to be turned on.
- the determination unit is given an output from the abnormality detection unit. The determination unit is disconnected when the LED is lit and the drive switching element is OFF and the pull-up switching element is ON, and the output of the abnormality detection unit is a signal of the abnormality detection level. When the drive switching element is off and the pull-up switching element is also off, it is determined that there is a power fault when the output of the abnormality detection unit is the abnormality detection level signal.
- the LED abnormality detection device can satisfactorily determine the disconnection and the power fault without the user feeling uncomfortable.
- FIG. 1 is a circuit diagram of an LED abnormality detection device according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a waveform diagram showing the state of each part of the LED abnormality detection device according to the embodiment.
- FIG. 3 is a flowchart showing the control content of the determination unit.
- FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship among the state of each unit, the detected current, and the normal / abnormal situation used in the embodiment and the reference example.
- FIG. 5 is a circuit diagram of an LED abnormality detection device according to a reference example.
- FIG. 6 is a waveform diagram showing the state of each part of the LED abnormality detection device according to the reference example.
- FIG. 7 is a waveform diagram showing the state of each part of an LED abnormality detection device according to another reference example.
- FIG. 5 shows an LED abnormality detection device 1 having an IPD as a reference example.
- the LED abnormality detection device 1 includes an ECU, and includes an intelligent power device (IPD) 2 and a microprocessor unit (MPU) 3. Further, the LED abnormality detection device 1 includes a load connection terminal 1a, and an LED 4 is connected between the load connection terminal 1a and the ground.
- IPD intelligent power device
- MPU microprocessor unit
- the IPD 2 includes an N-type power MOSFET 21 connected between the power supply V and the load connection terminal 1a, an abnormality detection unit 22, and a gate amplifier 23.
- the abnormality detection unit 22 outputs a current corresponding to the load current when a normal LED is lit, and outputs an abnormality detection level (“H” level) signal when a power fault or overload occurs. To do. In FIG. 6, for the output signal C of the abnormality detection unit 22, only the voltage at the abnormality detection level is shown as “H” level.
- the MPU 3 inputs the signal C to the input terminal 3a.
- the MPU 3 determines whether or not the voltage of the signal C input to the input terminal 3a is the abnormality detection level voltage ("H" level).
- the normal equivalent voltage is determined to be “L” level rather than the voltage of the abnormality detection level.
- the MPU 3 outputs a gate signal B (ON at “H” and OFF at “L”) via the amplifier 23 from the output terminal 3 b to the gate of the power MOSFET 21.
- the MPU 3 can perform pulse width modulation (PWM) control of the power MOSFET 21 to adjust the illuminance of the LED 4 when the LED 4 is lit.
- PWM pulse width modulation
- the MPU 3 determines whether or not the energization path to the LED 4 is disconnected and whether or not there is a power supply fault on the basis of the signal C from the abnormality detection unit 22 of the IPD 2. Is as follows.
- the target duty ratio of the PWM control is T2 / T1 as shown in FIG. 6, the MPU 3 alternately changes the gate signal B to “H” level and “L” level at the target duty ratio.
- the gate signal B is “L”, that is, when the power MOSFET 21 is off, a disconnection or a power fault is determined.
- the disconnection occurs, when the gate signal B is “L”, the potential D is indefinite, so that Ii is also indefinite, and the signal C is also indefinite and not clearly “H”. Accordingly, when the presence or absence of a power fault or a disconnection is determined in the determination possible period th, if the power fault has occurred, the power fault can be determined by the signal C being “H”, but the power disconnection has occurred. However, the occurrence of disconnection cannot be determined. As described above, the configuration for determining the presence or absence of a power fault or disconnection in the off-period of the power MOSFET 21 does not cause the LED 4 to turn on unnecessarily and the user does not feel uncomfortable. There is a problem that the reliability is low.
- the LED abnormality detection device 10 is applied to, for example, an LED for a vehicle headlight, but may be applied to an LED for other exterior lights or interior lights.
- This LED abnormality detection device 10 is composed of an ECU, and includes an intelligent power device (IPD) 20, a pull-up circuit 30, a microprocessor unit (MPU) 40, and a load connection terminal 10a.
- the IPD 20 corresponds to an LED drive circuit.
- the IPD 20 includes an N-type power MOSFET 201 as a driving switching element, and further includes an abnormality detection unit 202.
- An LED 50 is connected via a resistor 501 between the load connection terminal 10a and the ground.
- the drain of the power MOSFET 201 is connected to the power supply V, and the source is connected to the load connection terminal 10a. That is, the power MOSFET 201 is connected between the power supply V and the load connection terminal 10a.
- the gate of the power MOSFET 201 is connected to the output terminal 40a of the MPU 40 via the amplifier 203, and the power MOSFET 201 is turned on when the gate signal B from the output terminal 40a is “H”.
- the abnormality detection unit 202 normally outputs a current Iload corresponding to the load, and outputs an abnormality detection level signal (“H” level) in the case of a power fault on the load connection terminal 10a side or an overload. (Signal C).
- the gate signal B when the gate signal B is “H”, the current Ii flowing to the load side through the power MOSFET 201 is Iload (Case2 The signal C does not become the “H” level that is the abnormality detection level.
- the gate signal B is “L”
- the current Ii is 0 (Case 1), and the signal C is at “L” level.
- the pull-up circuit 30 is configured by connecting an NPN transistor 301 as a pull-up switching element and a resistor 302 in that order between the power source V and the load connection terminal 10a.
- the base of the transistor 301 is connected to the output terminal 40 b of the MPU 40 through a base drive circuit 303 having a transistor 304.
- the transistor 301 is turned on when the signal A output from the output terminal 40b by the MPU 40 is at "H" level.
- a surge absorbing capacitor 10b is connected between the load connection terminal 10a and the ground.
- the MPU 40 functions as a lighting control unit 401 and a determination unit 402 by a software configuration.
- the MPU 40 is provided with a lighting command Son (headlight lighting command) and a light-off command Soff (headlight light-off command) based on the user's lighting operation and automatic detection of the darkness of the surrounding environment.
- Ta indicates a disconnection determinable area
- Tb indicates a skyline determinable area.
- the lighting control unit 401 performs the following control.
- the lighting control unit 401 alternately outputs “H” level (ON signal) and “L” level (OFF signal) as the gate signal B of the power MOSFET 201 through the amplifier 203 of the IPD 20 from the output terminal 40a.
- the duty ratio in this case is t1 / t3 as shown in FIG.
- the power MOSFET 201 is PWM-controlled with a predetermined duty ratio, and the LED 50 is pulse-lit.
- a current Iload corresponding to the load flows when there is no disconnection or power fault, that is, when it is normal.
- the lighting control unit 401 performs control so that the transistor 301 is intermittently turned on from the output terminal 40b in a time shorter than the off time (time t2) in the off time zone of the power MOSFET 201. That is, the lighting control unit 41 alternately outputs “H” level and “L” level as the base signal A of the transistor 304 of the pull-up circuit 30 from the output terminal 40b. In this case, the duty ratio is t2 / t3.
- the “H” level (ON signal) of the base signal A is output almost simultaneously with the stop of the “H” level (ON signal) of the gate signal B. That is, the transistor 301 is turned on at almost the same timing as the power MOSFET 201 is turned off.
- the LED 50 is turned on by the pull-up circuit 30 following the lighting by the IPD 20 and lights up.
- the current Iout to the LED 50 in this case is smaller than the drive current Iload to the LED 50 by the IPD 20, but contributes to the illumination of the LED 50.
- the target duty ratio for illumination is (t1 + t2) / t3.
- the determination unit 402 performs abnormality determination control as shown in FIG. 3 while the LED 50 is on.
- S10 it is determined whether or not the signal C input to the input terminal 40c is at “H” level (abnormality detection level voltage). If it is not “H” level, it is determined as normal in S20.
- the signal B output from the output terminal 40a by the MPU 40 itself is at the “L” level (“NO” in S30), and the signal A is “H”. If it is determined that the current level is “YES” (“YES” in S40), it is determined that a disconnection has occurred in the energization path from the load connection terminal 10a to the LED 50 (S50).
- the determination unit 402 is in a state where the output of the abnormality detection unit 22 is a signal of an abnormality detection level, outputs an off signal to the power MOSFET 201, and outputs an on signal to the transistor 301. Sometimes it is determined that a disconnection has occurred.
- this disconnection determination is as follows.
- a small current reference numeral Ia in FIG. 2 corresponding to the pull-up resistor 302 of the pull-up circuit 30 is turned on.
- the abnormality detection unit 202 outputs a signal C having a voltage lower than the voltage of the abnormality detection level (the “H” level of the signal C in FIG. 4).
- the determination unit 402 satisfies the condition that the power MOSFET 201 is off, the transistor 301 is on, and the signal C of the abnormality detection unit 202 is at the abnormality detection level.
- the signal B output from the output terminal 40a by the MPU 4 itself is at the “L” level (“NO” in S30), and the signal A Is determined to be at the “L” level (“NO” in S40), it is determined that a power fault has occurred for the LED 50 (S60).
- the purpose of the occurrence of this power fault is as follows. When the power MOSFET 201 is off and the transistor 301 of the pull-up circuit 30 is also off, assuming that there is no power fault, the abnormality detection unit 202 has a voltage lower than the voltage at the abnormality detection level. The signal C is output.
- the abnormality detection unit 202 outputs a signal C having a voltage at an abnormality detection level.
- the determination unit 402 satisfies the condition that the power MOSFET 201 is off and the transistor 301 is off and the output of the abnormality detection unit 202 is the signal C of the abnormality detection level. become.
- the pull-up circuit 30 is provided, and the transistor 301 of the pull-up circuit 30 is turned on when the power MOSFET 201 is turned off. Yes, it can be determined. Further, as described above, it is possible to reliably determine the power supply.
- the determination unit 402 determines that the power MOSFET 201 is on and the output of the abnormality detection unit 202 is an abnormality detection level signal, so that it is in an overload state. In addition to disconnection and power, overload conditions can also be detected.
- the lighting control unit 401 since the lighting control unit 401 turns on the transistor 301 at almost the same timing as the power MOSFET 201 is turned off, after the LED 50 is turned on by the IPD 20, the LED 50 can be continuously turned on without being turned off. Therefore, the number of on / off times of the LED 50 can be reduced.
- the LED drive circuit including the drive switching element and the abnormality detection unit is configured by the IPD 20, so that the pull-up circuit 30 is added to determine the disconnection, the power fault, and the overload. This can be realized with a simple configuration.
- the disconnection occurs to determine the presence or absence of the disconnection. Even if the LED 50 is turned on when the pull-up circuit 30 is turned on, the LED 50 is originally turned on. There is nothing. In addition, when the said disconnection, a power fault, and an overload are determined, it is good to alert
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- Electronic Switches (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
LED異常検出装置(10)において、点灯制御部(401)は、LED(50)の点灯時に駆動用スイッチング素子(201)をPWM制御し、前記駆動用スイッチング素子のオフ時間帯にこのオフ時間より短い時間でプルアップ用スイッチング素子(301)をオンするように制御する。判定部(402)は、前記LEDの点灯時において、前記駆動用スイッチング素子がオフで且つ前記プルアップ用スイッチング素子がオンのときに異常検出部(202)の出力が異常検知レベルの信号であるとき断線有りと判定し、前記両スイッチング素子がオフのときに前記異常検出部の出力が前記異常検知レベルの信号であるとき天絡有りと判定する。
Description
本開示は、2013年4月24日に出願された日本出願番号2013-91415号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、車両のヘッドライトなどに用いられる発光ダイオード(LED)の断線などの異常を検出するLED異常検出装置に関する。
特許文献1は、LEDの断線を検出するLED異常検出装置を開示している。上記LED異常検出装置では、LEDを点灯させない程度のパルス幅で電流を流し、当該LEDに流れる電流をコンデンサにチャージさせて当該コンデンサの電位を検出することで電流値を検出し、この検出電流値に基づいて断線を検出制御する。
しかし、例えば200Hzの周波数でパルス幅250μs(デューティー比5%)としても、LEDが点灯してしまうことは明らかである。このときの明るさはヘッドライトとしての実用的な明るさではなく、非常に弱いものであるため、ユーザーが違和感を抱いてしまう。つまり、断線の有無を判定する制御を行う場合に、ユーザーが点灯を予期していないにも関わらず不自然に点灯する不具合がある。これを改善するため、パルス幅をさらに短くすると、前記コンデンサのチャージ時間が十分でなく、電流値の検出がうまくできずに、断線判定ができなくなるなどの不具合が発生する。
一方、最近においては、車両のヘッドライトなど、車室内外の照明灯である各LEDを駆動する駆動回路として、インテリジェントパワーディバイス(IPD)を用いることが行われている。このIPDでは負荷電流に応じた電流を出力すると共に、天絡や、過負荷発生時には異常検知レベルの信号を出力する異常検出部を備えており、その出力を判定することで天絡と断線の有無を判定する。
本開示は、ユーザーが違和感を抱くことなく、断線と天絡とを良好に判定できるLED異常検出装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係るLED異常検出装置は、LED駆動回路と、プルアップ回路と、点灯制御部と、判定部とを備える。前記LED駆動回路は、駆動用スイッチング素子と異常検出部とを有する。前記駆動用スイッチング素子は、電源と、LEDが接続される負荷接続端子との間に配置される。前記異常検出部は、前記駆動用スイッチング素子から前記負荷接続端子に流れる電流のレベルに応じた信号を出力し、異常の発生時には異常検知レベルの信号を出力する。前記プルアップ回路は、前記電源と前記負荷接続端子との間に接続されたプルアップ用スイッチング素子とプルアップ抵抗とを有する。
前記点灯制御部は、前記LEDの点灯及び非点灯を制御する。前記点灯制御部は、前記LEDの点灯時に前記駆動用スイッチング素子を前記LEDの照度調整のためにPWM制御し、且つ、前記駆動用スイッチング素子のオフ時間帯にこのオフ時間より短い時間で前記プルアップ用スイッチング素子をオンするように制御する。前記判定部は、前記異常検出部からの出力が与えられる。前記判定部は、前記LEDの点灯時において、前記駆動用スイッチング素子がオフで且つ前記プルアップ用スイッチング素子がオンのときに前記異常検出部の出力が前記異常検知レベルの信号であるとき断線有りと判定し、前記駆動用スイッチング素子がオフで且つ前記プルアップ用スイッチング素子もオフのときに前記異常検出部の出力が前記異常検知レベルの信号であるとき天絡有りと判定する。
前記LED異常検出装置は、ユーザーが違和感を抱くことなく、断線と天絡とを良好に判定できる。
本開示における上記あるいは他の目的、構成、利点は、下記の図面を参照しながら、以下の詳細説明から、より明白となる。図面において、
図1は、本開示の一実施形態に係るLED異常検出装置の回路図である。
図2は、一実施形態に係るLED異常検出装置の各部の状態を示す波形図である。
図3は、判定部の制御内容を示すフローチャートである。
図4は、一実施形態と参考例とで使用する、各部の状態と検出電流と正常・異常状況との関連を示す図である。
図5は、参考例に係るLED異常検出装置の回路図である。
図6は、参考例に係るLED異常検出装置の各部の状態を示す波形図である。
図7は、別の参考例に係るLED異常検出装置の各部の状態を示す波形図である。
本開示の実施形態を説明する前に、本発明者が本発明に至った経緯を説明する。図5に、参考例として、IPDを備えたLED異常検出装置1を示す。LED異常検出装置1は、ECUから構成されており、インテリジェントパワーデバイス(IPD)2とマイクロプロセッサユニット(MPU)3を備えている。又、このLED異常検出装置1は、負荷接続端子1aを備えており、この負荷接続端子1aとグランドとの間にLED4が接続される。
IPD2は、電源Vと負荷接続端子1aとの間に接続されたN型のパワーMOSFET21と、異常検出部22と、ゲートアンプ23を備えている。異常検出部22は、通常のLED点灯時は負荷電流に応じた電流を出力していると共に、天絡や、過負荷などが発生した場合は異常検知レベル(「H」レベル)の信号を出力する。なお、図6には、異常検出部22の出力信号Cについて、この異常検知レベルの電圧のみを「H」レベルとして示している。
MPU3は、入力端子3aに前記信号Cを入力する。このMPU3は、この入力端子3aに入力される信号Cの電圧が前記異常検知レベルの電圧(「H」レベル)か否かを判定する。なお、前記正常相当電圧は当該異常検知レベルの電圧よりは「L」レベルとして判断する。このMPU3は、出力端子3bからパワーMOSFET21のゲートにアンプ23を介してゲート信号B(「H」でオン、「L」でオフ)を出力する。この場合、MPU3は、LED4の点灯時に、LED4を照度調整のため、パワーMOSFET21をパルス幅変調(PWM)制御することができる。
パワーMOSFET21のPWM制御時におけるオフ期間に、IPD2の異常検出部22からの信号Cに基づいてLED4への通電路の断線の有無と、当該通電路の天絡の有無とをMPU3により判定することを考察すると次のようになる。MPU3は、PWM制御の目標デューテュー比を図6に示すようにT2/T1とした場合、ゲート信号Bを、上記目標デューテュー比で「H」レベル、「L」レベルに交互に変化させる。このゲート信号Bが「L」のとき、すなわり、パワーMOSFET21がオフのときに断線、天絡の判定をする。
断線及び天絡が発生していない正常状態では、図4に示すように、ゲート信号Bが「H」のとき前記電流Iiは負荷に応じた電流Iload(Case2)となり、信号Cは異常検知レベルである「H」レベルとはならない。ゲート信号Bが「L」のときには、前記電流Iiは0であり(Case1)、信号Cは「L」レベルである。次に天絡の発生時には、ゲート信号Bが「L」、「H」のいずれでも電位Dが明確に「H」(図6の符号Da部分)で、電流Iiは0(Case4)となるため、信号Cは「H」(異常検知レベルの電圧信号)となる。
断線の発生時には、ゲート信号Bが「L」のとき、電位Dが不定であるため、Iiも不定であり、信号Cも不定で明確に「H」とはならない。従って、判定可能期間thで天絡、断線の有無を判定した場合、天絡が発生していれば、信号Cが「H」となることで天絡を判定できるが、断線が発生していても、断線の発生を判定できない。上述のようにパワーMOSFET21のオフ期間で天絡や断線の有無を判定する構成は、LED4が不要に点灯することはなく、ユーザーが違和感を抱くことはないが、天絡、断線の有無の判定信頼性が低いという不具合がある。
以下、本開示の一実施形態について図1~図4を参照して説明する。図1において、LED異常検出装置10は、例えば車両のヘッドライト用のLEDに適用しているが、その他の車外灯や車内灯のLEDに適用しても良い。このLED異常検出装置10は、ECUから構成されており、インテリジェントパワーデバイス(IPD)20と、プルアップ回路30と、マイクロプロセッサユニット(MPU)40とを備え、さらに負荷接続端子10aを備えている。IPD20はLED駆動回路に相当する。このIPD20は、駆動用スイッチング素子としてN型のパワーMOSFET201を備え、さらに異常検出部202を備えている。前記負荷接続端子10aとグランドとの間に、抵抗501を介してLED50を接続している。
前記パワーMOSFET201のドレインは電源Vに接続され、ソースは負荷接続端子10aに接続されている。つまりパワーMOSFET201は、電源Vと負荷接続端子10aとの間に接続されている。このパワーMOSFET201のゲートはアンプ203を介してMPU40の出力端子40aに接続されており、この出力端子40aからのゲート信号Bが「H」のときにこのパワーMOSFET201がオンされる。
前記異常検出部202は、通常は負荷に応じた電流Iloadを出力すると共に、負荷接続端子10a側の天絡や、過負荷などの場合は異常検知レベルの信号(「H」レベル)を出力する(信号C)。断線及び天絡が発生していない正常状態では、図4を参照して既述したように、ゲート信号Bが「H」のとき前記パワーMOSFET201を通って負荷側へ流れる電流IiはIload(Case2)となり、信号Cは異常検知レベルである「H」レベルとはならない。ゲート信号Bが「L」のときには、前記電流Iiは0であり(Case1)、信号Cは「L」レベルである。
次に天絡の発生時には、ゲート信号Bが「L」、「H」のいずれでも電位Dが明確に「H」で、且つ電流Iiも0(Case3、4)となるため、信号Cは「H」(異常検知レベルの電圧)となる。断線の発生時には、ゲート信号Bが「L」レベルのとき、電位Dが不定であるため、Iiも不定であり、信号Cも不定で「H」レベルとはならない。この信号CはMPU40の入力端子40cに与えられる。
前記プルアップ回路30は、前記電源Vと負荷接続端子10aとの間にプルアップ用スイッチング素子であるNPN型のトランジスタ301と抵抗302とをその順に接続して構成されている。トランジスタ301のベースはトランジスタ304を備えたベース駆動回路303を介してMPU40の出力端子40bに接続されている。MPU40が出力端子40bから出力する信号Aが「H」レベルのときにトランジスタ301がオンされる。又、負荷接続端子10aとグランドとの間にはサージ吸収用のコンデンサ10bが接続されている。
このMPU40は、ソフトウエア構成により、点灯制御部401及び判定部402として機能する。このMPU40には、ユーザーの点灯操作や、周囲環境の暗さ自動検出に基づく点灯指令Son(ヘッドライト点灯指令)と、消灯指令Soff(ヘッドライト消灯指令)が与えられる。
以下、本実施形態に係るLED異常検出装置10の各部の状態を、図2を参照して説明する。図2の判定可能領域において、Taは断線判定可能領域を示し、Tbは天絡判定可能領域を示す。前記MPU40に前記点灯指令Sonが与えられると、点灯制御部401が次の制御を行う。点灯制御部401は、出力端子40aから前記IPD20のアンプ203を介してパワーMOSFET201のゲート信号Bとして「H」レベル(オン信号)と「L」レベル(オフ信号)とを交互に出力する。この場合のデューテュー比は図2に示すようにt1/t3である。この結果、パワーMOSFET201が所定のデューティー比でPWM制御され、LED50がパルス点灯される。なお、この場合、パワーMOSFET201に流れる電流Iiとしては、断線及び天絡がない場合つまり正常時には負荷に応じた電流Iloadが流れる。
さらに点灯制御部401は、パワーMOSFET201のオフ時間帯にこのオフ時間より短い時間(時間t2)で、出力端子40bからトランジスタ301を間欠的にオンするように制御する。すなわち、点灯制御部41は、出力端子40bからプルアップ回路30のトランジスタ304のベース信号Aとして「H」レベルと「L」レベルを交互に出力する。この場合のデューテュー比はt2/t3である。又、このベース信号Aの「H」レベル(オン信号)は、前記ゲート信号Bの「H」レベル(オン信号)の停止とほぼ同時に出力される。つまり、パワーMOSFET201のオフタイミングとほぼ同じタイミングでトランジスタ301をオンする。
これにより、LED50が、IPD20による点灯に引き続いてプルアップ回路30によりオンされて点灯する。なお、この場合のLED50への電流Ioutは、IPD20によるLED50への駆動電流Iloadより小さいが、LED50の照明には寄与する。又、この場合照明のための目標デューティー比は(t1+t2)/t3となる。又、前記消灯指令Soffが与えられると、出力端子40aの出力を「L」レベル(オフ信号)とすると共に、出力端子40bの出力を「L」レベル(オフ信号)とする。これによってLED50が消灯される。
ここで、前記判定部402は、上述のLED50の点灯中において、図3に示すように異常判定制御を実行する。S10では、入力端子40cに入力される信号Cが「H」レベル(異常検知レベルの電圧)であるか否かを判断する。「H」レベルでなければ、S20で正常と判断する。S10で、「H」レベルであると判断された場合において、MPU40自身が出力端子40aから出力している信号Bが「L」レベルであって(S30の「NO」)、信号Aが「H」レベルである(S40の「YES」)と判断されると、負荷接続端子10aからLED50までの通電路に断線が発生したと判断する(S50)。つまり、判定部402は、前記異常検出部22の出力が異常検知レベルの信号であって且つ前記パワーMOSFET201に対してオフ信号を出力し且つ前記トランジスタ301に対してオン信号を出力した状態であるときに断線が発生したと判定する。
この断線判定の趣旨は、次にある。パワーMOSFET201がオフであるときに、断線が発生していない状況で、プルアップ回路30のトランジスタ301をオンすると、このプルアップ回路30のプルアップ抵抗302に応じた小電流(図2の符号Ia部分)がLED50側へ流れるのみで、異常検出部202は異常検知レベル(図4の信号Cの「H」レベル)の電圧より低い電圧の信号Cを出力する。
次に、パワーMOSFET201がオフであるときに、断線が発生している状況で、プルアップ回路30のトランジスタ301をオンすると、負荷接続端子10aの電位が浮いて不定となるが、この不定電圧(図2の符号Dx参照)にプルアップ電圧が重畳され、当該負荷接続端子10aの電位が上昇し、異常検出部202が異常検知レベルの信号Cを出力することになる。この結果、判定部402は、パワーMOSFET201がオフで且つ前記トランジスタ301がオン、及び異常検出部202の信号Cが前記異常検知レベルとなるといった条件を満足するため、断線有りと判定する。
又、前記S10で、「H」レベルであると判断された場合において、MPU4自身が出力端子40aから出力している信号Bが「L」レベルであって(S30の「NO」)、信号Aが「L」レベルである(S40の「NO」)と判断されると、LED50に対して天絡が発生したと判断する(S60)。この天絡発生の趣旨は次にある。パワーMOSFET201がオフであって、プルアップ回路30のトランジスタ301もオフであるときに、天絡が発生していない状況であるとすると、異常検出部202は、異常検知レベルの電圧より低い電圧の信号Cを出力する。
次に、パワーMOSFET201がオフであって、プルアップ回路30のトランジスタ301もオフであるときに、天絡が発生していると状況であるとすると、この天絡によって負荷接続端子10aが「H」であるため、異常検出部202は異常検知レベルの電圧の信号Cを出力する。この結果、判定部402は、パワーMOSFET201がオフで且つ前記トランジスタ301もオフで異常検出部202の出力が前記異常検知レベルの信号Cであるといった条件を満足するため、天絡有りと判定することになる。
又、S10で信号Cが「H」レベルであると判断され、S30で信号Bが「H」レベルであると判断されると、S70で過負荷が発生していると判断する。このように本実施形態によれば、プルアップ回路30を設けて、パワーMOSFET201のオフ時に、当該プルアップ回路30のトランジスタ301をオンさせることで、断線が発生している場合に確実に当該断線有りを判定することができる。又、上述したように、天絡も確実に判定できる。
さらに、本実施形態によれば、本来の照明などのためにLED50を点灯させるときに、断線及び天絡の有無の判定を行うため、断線が無い場合にプルアップ回路30によってLED50が点灯されたとしてももともとLED50による照明時であるから、ユーザーが違和感を抱くことはない。又、本実施形態によれば、判定部402が、さらに、パワーMOSFET201がオンであって異常検出部202の出力が異常検知レベルの信号であるときに過負荷状態であることを判定するため、断線、天絡の他、過負荷状態も検出することができる。
又、本実施形態によれば、点灯制御部401が、パワーMOSFET201のオフタイミングとほぼ同じタイミングでトランジスタ301をオンするため、IPD20によるLED50の点灯後、当該LED50をオフすることなく継続点灯できる。そのため、LED50のオンオフ回数を少なくできる。又、本実施形態によれば、駆動用スイッチング素子及び異常検出部を備えたLED駆動回路を、IPD20により構成したため、断線、天絡さらに過負荷の判定を、プルアップ回路30を追加する程度の簡単な構成で、実現できる。
又、図1の回路構成において、消灯指令Soffを受けている状態で、すなわち、LED50を消灯した状態で、断線の有無を自動的に判定することが考えられる。この場合、図7に示すように、断線判定期間tdにおいて、プルアップ回路30のトランジスタ301をオンすると、すなわち、信号Aを「H」レベルとすると、断線が発生していない状況では、このプルアップ回路30を通してLED50に連続して電流が流れ、すなわち、電位Dがプルアップ電位となり、LED50が、照度は低いものの、ユーザーの意図しない状態で点灯してしまう。
これに対して、本実施形態によれば、ユーザーによる点灯操作や暗さ自動検出などに基づく点灯指令SonによってLED50をパルス点灯している状況で、断線の有無を判定するため、断線が発生しておらずにプルアップ回路30のオンタイミングでLED50が点灯しても、LED50がもともと点灯される状況であるから、ユーザーが、プルアップ回路30オンによるLED50点灯に気付くこともなく、違和感を抱くこともない。なお、前記断線、天絡及び過負荷を判定した場合には、これらを適宜報知(表示や音声出力)すると良い。
本開示は、上述の実施形態に何ら限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
Claims (4)
- 電源と、LED(50)が接続される負荷接続端子(10a)との間に配置された駆動用スイッチング素子(201)と、前記駆動用スイッチング素子(201)から前記負荷接続端子(10a)に流れる電流のレベルに応じた信号を出力し、異常の発生時には異常検知レベルの信号を出力する異常検出部(202)とを有するLED駆動回路(20)と、
前記電源と前記負荷接続端子(10a)との間に接続されたプルアップ用スイッチング素子(301)とプルアップ抵抗(302)とを有するプルアップ回路(30)と、
前記LED(50)の点灯及び非点灯を制御し、前記LED(50)の点灯時に前記駆動用スイッチング素子(201)を前記LED(50)の照度調整のためにPWM制御し、且つ、前記駆動用スイッチング素子(201)のオフ時間帯にこのオフ時間より短い時間で前記プルアップ用スイッチング素子(301)をオンするように制御する点灯制御部(401)と、
前記異常検出部(202)からの出力が与えられ、前記LED(50)の点灯時において、前記駆動用スイッチング素子(201)がオフで且つ前記プルアップ用スイッチング素子(301)がオンのときに前記異常検出部(202)の出力が前記異常検知レベルの信号であるとき断線有りと判定し、前記駆動用スイッチング素子(201)がオフで且つ前記プルアップ用スイッチング素子(301)もオフのときに前記異常検出部(202)の出力が前記異常検知レベルの信号であるとき天絡有りと判定する判定部(402)と
を備えたLED異常検出装置。 - 前記判定部(402)は、さらに、前記駆動用スイッチング素子(201)がオンであって前記異常検出部(202)の出力が前記異常検知レベルの信号であるときに過負荷状態であることを判定する請求項1記載のLED異常検出装置。
- 前記点灯制御部(401)は、前記駆動用スイッチング素子(201)のオフタイミングとほぼ同じタイミングで前記プルアップ用スイッチング素子(301)をオンする請求項1又は2記載のLED異常検出装置。
- 前記LED駆動回路(20)は、インテリジェントパワーデバイスから構成されている請求項1から3のいずれか一項記載のLED異常検出装置。
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