车辆用灯具及其驱动装置、控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于汽车等的车辆用灯具。
【背景技术】
[0002]作为车辆用灯具的光源，从以前的卤素灯、高亮度放电灯向LED(发光二极管)、LD(激光二极管)等半导体设备置换的趋势不断发展。驱动这样的半导体光源(以下简称为光源)的驱动电路具有:转换器，其对电池电压等输入电压进行升压或降压，并向光源供给；以及控制器，其控制转换器。控制器检测转换器的输出电流，对转换器的开关进行反馈控制，以使得输出电流接近与目标亮度相对应的电流值。
[0003]图1是表示现有的车辆用灯具的结构的图。图2 (a)、(b)是车辆用灯具Ir的动作波形图。参照图1，车辆用灯具Ir具备光源10和驱动装置20r。电池2的电压Vbat经由开关4向车辆用灯具Ir输入。
[0004]驱动装置20r具有转换器30和控制器40r。转换器30是例如降压转换器，对输入电压Vin进行降压，向作为负载的光源10供给。转换器30主要具有输入电容器C11、开关晶体管M11、整流二极管D11、电感器L11、输出电容器C12。
[0005]控制器40r对在光源10中流过的输出电流1_进行检测，控制开关晶体管M ^的开关的占空比，以使得输出电流近与亮度相对应的目标量。为了检测与输出电流IQUT相对应的线圈电流Iui，将电流感应电阻Rll设置在线圈电流Iui的路径上。在电流感应电阻(以下简称为感应电阻)R11中，产生与线圈电流101成正比的电压降(以下称为感应电压)Vrii。
[0006]线圈电流Iui与开关晶体管MlI的开关相对应而进行电流脉动，输出电流I ■是将线圈电流Iui平滑化后的电流。控制器40r通过所谓滞环控制，将线圈电流I U1稳定在目标范围内。如果感应电压Vkii达到目标范围的上侧阈值I ■，则控制器40r将开关晶体管Mll断开，如果感应电压Vm降低至目标范围的下侧阈值I ■，则控制器40r将开关晶体管Mll接通。图2(a)示出了使线圈电流Iui稳定在目标范围内的情况。
[0007]专利文献1:日本特开2007 - 126041号公报
[0008]为了提高驱动装置20r的可靠性，要求过电流保护。因此，控制器401■将在开关晶体管Ml I中流动的输入电流Imii与规定的阈值(也称为限流值)I _进行比较，如果电流IM11达到阈值I.，则将开关晶体管Mll断开，对输入电流进行限制。具体来说，感应电阻R12设置在向开关晶体管Mll流动的电流Imii的路径上。在感应电阻R12中，产生与电流I M11成正比的电压降(感应电压)VK12。控制器40r将感应电压Vk12和与规定的阈值IPEAK相对应的阈值电压Vpeak进行比较，如果V E12>VPEAK,则将开关晶体管Mll断开。
[0009]本发明人对图1的车辆用灯具Ir进行了研宄，结果是意识到如下课题。
[0010]图2(b)示出了施加限流的状态下的动作波形。在时刻t0，线圈电流Iui降低至下侧阈值IKEFy开关晶体管Mll接通。在随后的时刻tl，如果输入电流Imii达到峰值I PEAK，则开关晶体管Mll断开。如果持续该循环，则与图2(a)相比开关频率升高。鉴于车辆用灯具I搭载在车辆上这一点，几MHz的开关噪声会对搭载在车辆上的其它设备形成干扰(EMI:Electro-magnetic interference)。而且，如果开关频率增大，则DC/DC转换器30的开关损耗增大，可能使效率降低或者对电路元件的可靠性造成影响。
[0011]为了解决该问题，想到下述等控制，即，如果输入电流Imii达到峰值I PEAK，则以规定的断开时间维持开关晶体管Mll的断开状态。但是，在此情况下，需要专用的电路。而且，虽然如果将断开时间增长，则能够抑制限流状态下开关频率的上升，但是，难以将输出电流1tt稳定在目标范围内。
【发明内容】
[0012]本发明就是鉴于上述状况而提出的，其一种方式的示例的目的之一在于，提供一种车辆用灯具及其驱动装置，其能够在使输出电流稳定的同时进行限流。
[0013]本发明的一种方式涉及一种驱动装置，其与光源一起使用，构成车辆用灯具。驱动装置具有:DC/DC转换器，其接受输入电压，向光源供给驱动电压；以及控制器，其控制DC/DC转换器。DC/DC转换器具有输入端子、输出端子及接地线；开关晶体管及输入电感器，它们串联设置于输入端子和接地线之间；以及输出电感器。控制器具有:电流控制器，其将在输出电感器中流动的第I线圈电流与第I上侧阈值及第I下侧阈值进行比较；限流器，其将在输入电感器中流动的第2线圈电流与第2上侧阈值及第2下侧阈值进行比较；以及占空比控制器，其⑴在第2线圈电流超过第2上侧阈值之前，第I线圈电流超过第I上侧阈值的循环内，(i_a)以第I线圈电流超过第I上侧阈值为契机，将开关晶体管断开，(i_b)以第I线圈电流低于第I下侧阈值为契机，将开关晶体管接通，(?)在第I线圈电流超过第I上侧阈值之前，第2线圈电流超过第2上侧阈值的循环内，(i1-a)以第2线圈电流超过第2上侧阈值为契机，将开关晶体管断开，(?-b)以第2线圈电流低于第2下侧阈值为契机，将开关晶体管接通。
[0014]根据该实施方式，假设在第I线圈电流达到第I上侧阈值，开关晶体管刚断开后，即使第2线圈电流降低至第2下侧阈值，开关晶体管也不会立即接通，直至第I线圈电流降低至第I下侧阈值为止，使开关晶体管维持断开。相反地，假设在第2线圈电流达到第2上侧阈值，开关晶体管刚断开后，即使第I线圈电流降低至第I下侧阈值，开关晶体管也不会立即接通，直至第2线圈电流降低至第2下侧阈值为止，使开关晶体管维持断开。由此，能够控制开关频率的上升。
[0015]电流控制器也可以包含第I滞环比较器，该第I滞环比较器将与第I线圈电流相对应的第I检测电压、和转变为分别与第I上侧阈值及第I下侧阈值相对应的2个电压电平的第I阈值电压进行比较，在第I检测电压比第I阈值电压低的期间内，生成被设为有效的控制信号。限流器也可以包含第2滞环比较器，该第2滞环比较器将与第2线圈电流相对应的第2检测电压、和转变为分别与第2上侧阈值及第2下侧阈值相对应的2个电压电平的第2阈值电压进行比较，在第2检测电压比第2阈值电压低的期间内，生成被设为有效的限制信号。占空比控制器也可以包含逻辑电路，该逻辑电路生成如下的脉冲信号，即，在控制信号及限制信号均被设为有效的期间内，设为有效，在控制信号及限制信号中的至少一个被设为无效的期间内，设为无效。
[0016]根据该结构，能够利用简单的结构适当地控制开关晶体管。
[0017]也可以在将DC/DC转换器的输出功率设为Pqut、将输入电压设为Vin时，随着P ουτ/Vin增大，第2上侧阈值和第2下侧阈值增大。
[0018]根据该方式，在使输出电流稳定的DC/DC转换器中，能够抑制使利用电流控制器实现的控制状态和利用限流器实现的限制状态频繁地相互转换的振荡状态。
[0019]限流器也可以还具有:第1V/I (电压/电流)变换器，其生成与输入电压Vin相对应的第I电流；以及第2V/I变换器，其生成与DC/DC转换器的输出电压Vtm相对应的第2电流。所述限流器也可以构成为，能够与第I电流及第2电流相对应而对第I滞环比较器进行补偿。
[0020]在此情况下，能够与输入电压Vin和输出电压V TOT相对应而对电流控制和限流的优先级进行控制。
[0021]DC/DC转换器也可以具有设置在输入端子和输出端子之间的串联电容器。DC/DC转换器也可以是Cuk转换器、Sepic转换器或Zeta转换器。
[0022]本发明的其他方式涉及一种车辆用灯具。车辆用灯具也可以具备:光源，其含有串联连接的多个发光元件；上述任意一个方式的驱动装置，其驱动光源；以及至少一个旁路开关，其对应于多个发光元件中的至少一个，并设置为与各自对应的发光元件并联。
[0023]在此情况下，与旁路开关的接通、断开相对应地，产生DC/DC转换器的负载变化，实施限流的频率变多。在此情况下，通过使用上述的驱动装置，从而能够兼顾稳定的电流控制及限流。
[0024]发明的效果
[0025]根据本发明的一个方式，能够在使输出电流稳定的同时实施限流。
【附图说明】
[0026]图1是表示现有的车辆用灯具的结构的