光源控制装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是基于2013年6月3日提出的中国国家申请号为201310216840. 7的申请 (光源控制装置）的分案申请，W下引用其内容。
技术领域
[0002] 本发明设及一种对光源进行控制的光源控制装置。
【背景技术】
[0003] 近年来，在前照灯等车辆用灯具中，取代现有的具有灯丝的面素灯而使用寿命更 长且消耗功率更低的LED(Li曲tEmittingDiode)等半导体光源。LED的发光程度即亮度 与流过LED的电流大小相关，因此，在将L邸用作为光源的情况下，需要用于对流过LED的 电流进行调节的点灯电路。
[0004] 本申请人在专利文献1中提出了一种技术，其为了使前照灯的配光可变、进行足 够精细的配光控制，作为光源采用LED矩阵，使各LED单独点灯/焰灯。在专利文献1记载 的点灯电路中，与各L邸并联地设有旁路开关，通过该旁路开关接通/断开而实现L邸的单 独点灯/焰灯。
[0005] 专利文献1 ;日本特开2011 - 192865号公报
[0006] 在采用专利文献1所记载的旁路方式的情况下，L邸周边的配线比较复杂。如果 配线复杂化，则存在发生接触不良或断线等导通不良的可能性增加的问题。
【发明内容】
[0007] 本发明就是鉴于上述状况而提出的，其目的在于提供一种即使光源或旁路开关周 围的配线发生导通不良也能够适当地应对的光源控制装置。
[000引本发明一个方式设及光源控制装置。该光源控制装置具有：驱动电路，其生成流过 串联连接的多个半导体光源的驱动电流；第1旁路开关，其与多个半导体光源中的一部分 并联连接；W及第2旁路开关，其与所述第1旁路开关串联连接，并且与多个半导体光源中 的另一部分并联连接。对于将第1旁路开关和第2旁路开关之间的连接节点与多个半导体 光源中的一部分和多个半导体光源中的另一部分之间的连接节点连接的连接配线，在第1 旁路开关断开且第2旁路开关接通时流过连接配线的电流的极性，与第1旁路开关接通且 第2旁路开关断开时流过连接配线的电流的极性相反。其构成为，在连接配线发生导通不 良的情况下，强制地使第1旁路开关及第2旁路开关该两者接通。
[0009] 根据该方式，可W在连接配线发生导通不良的的情况下，强制地使第1旁路开关 及第2旁路开关该两者接通。
[0010] 本发明的另一方式也是一种光源控制装置。该装置具有：驱动电路，其生成流过串 联连接的多个半导体光源的驱动电流；旁路开关，其与多个半导体光源中的至少一部分并 联连接；主控制电路，其在通常点灯时使旁路开关周期性地接通/断开；W及异常检测辅助 电路，其在旁路开关断开时的旁路开关的两端电压低于第1电压或高于比第1电压高的第2 电压的情况下，使电容器保持的电荷的量w第1时间常数向第1朝向变化，在无法使电容器 保持的电荷的量W第1时间常数向第1朝向变化的情况下，使电容器保持的电荷的量W比 第1时间常数长的第2时间常数向与第1朝向相反的第2朝向变化。主控制电路基于电容 器的两端电压判定是否发生异常，在判定为发生了异常的情况下，强制地使旁路开关接通。
[0011] 根据该方式，可W利用第1时间常数和第2时间常数之间差异，判定是否发生了异 常。
[0012] 此外，上述构成要素的任意组合、或者将本发明的构成要素或描述在装置、方法、 系统等之间相互置换，作为本发明的方式均是有效的。
[001引发明的效果
[0014] 根据本发明，能够提供即使光源或旁路开关周围的配线发生导通不良也能够适当 应对的光源控制装置。
【附图说明】
[0015] 图1是表示实施方式所设及的半导体光源控制装置及与其连接的部件的结构的 电路图。
[0016] 图2是表示图1的滞后幅度设定电路的结构的电路图。
[0017] 图3是表示驱动电压的绝对值和补偿电压之间的关系的曲线图。
[0018] 图4是表示图1的降频转换器驱动电路的结构的电路图。
[0019] 图5是表示图1的第2旁路电路及第3旁路电路的结构的电路图。
[0020] 图6的（a)至（C)是表示驱动电流的时间变化的曲线图。
[0021] 图7是表示PWM减光时的第2旁路开关驱动信号及第2异常检测信号的变化的时 序图。
[0022] 图8是表示对比例所设及的半导体光源点灯电路的结构的电路图。
[002引图9的（a)至（C)是表示第1、第2及第3变形例所设及的半导体光源控制装置的 结构的电路图。
[0024] 图10是表示第4变形例所设及的半导体光源控制装置及与其连接的部件的结构 的电路图。
[0025] 图11是表示第5变形例所设及的半导体光源控制装置的第2旁路电路的结构的 电路图。
[0026] 图12是表示第2L邸发生断线的情况下的第2点灯焰灯控制信号的变化的时序 图。
[0027] 标号的说明
[002引 6车载蓄电池，8电源开关，100半导体光源控制装置，102反激调节器，104降频转 换器，106控制电路，108电流检测电阻，128输出电容器，142续流二极管，144电感器。
【具体实施方式】
[0029] 下面，对各附图所示的相同或等同的构成要素、部件、信号，标注相同标号而适当 地省略重复说明。另外，在各附图中，将对于说明不重要的部件的一部分省略而进行表示。 另外，针对电压、电流或电阻等标注的标号，根据需要而有时用于表示各个电压值、电流值 或电阻值。
[0030] 在本说明书中，所谓"部件A与部件B连接的状态"，除了部件A和部件B物理地直 接连接的情况之外，还包括部件A和部件B经由不会对电气连接状态产生影响的其它部件 而间接连接的情况。相同地，所谓"部件C设置在部件A和部件B之间的状态"，除了部件A 和部件C、或者部件B和部件C直接连接的情况之外，还包括经由不会对电气连接状态产生 影响的其它部件而间接连接的情况。
[0031] 实施方式所设及的半导体光源控制装置生成流过串联连接的多个半导体光源即 LED的驱动电流。与各L邸并联地设置旁路开关。如果旁路开关接通（断开），则对应的 L邸成为焰灯（点灯）状态。在相邻的2个L邸间的连接节点、和对应的2个旁路开关间的 连接节点之间设置有旁路用连接配线。半导体光源控制装置构成为，在旁路用连接配线发 生断线或接触不良时，强制使该旁路用连接配线所连接的2个旁路开关接通。由此，在发生 上述导通不良的情况下，能够使相关的L邸成为焰灯状态。
[0032] 图1是表示实施方式所设及的半导体光源控制装置100及与其连接的部件的结构 的电路图。半导体光源控制装置100向串联连接的多个（N个）车载用LED2 - 1至2 -N 供给驱动电流lout,使该些L邸点灯。N为大于或等于2的自然数。半导体光源控制装置 100及N个LED2 - 1至2 -N搭载于车头灯等车辆用灯具中。半导体光源控制装置100 与车载蓄电池6、电源开关8连接。
[0033] 车载蓄电池6产生12V(或24V)的直流蓄电池电压（电源电压）Vbat。电源开关 8是设置为用于对N个LED2 - 1至2 -N整体的接通/断开进行控制的继电器开关，与车 载蓄电池6串联地设置。如果电源开关8接通，则从车载蓄电池6的正极端子，将蓄电池电 压Vbat作为输入电压而向半导体光源控制装置100供给。车载蓄电池6的负极端子与固 定电压端子连接、即进行接地。
[0034] 各LED 2 - 1至2-N并列且逆向地与静电保护齐纳二极管252 - 1至252-N 连接。目P，第1静电保护齐纳二极管252-1的负极与第1LED 2-1的正极连接，第1静 电保护齐纳二极管252-1的正极与第1LED 2-1的负极连接。对于第2静电保护齐纳 二极管252-2至第N静电保护齐纳二极管252-N，也同样地进行连接。静电保护齐纳二 极管保护所对应的LED不会因静电而导致故障。
[0035] 半导体光源控制装置100具有开关调节器即反激调节器102、降频转换器104、控 制电路106、电流检测电阻108、N个旁路电路270 - 1至270 -N和旁路驱动电路112。控 制电路106对反激调节器102及降频转换器104进行控制，包含反激驱动电路134、降频转 换器驱动电路136和滞后幅度设定电路138。旁路驱动电路112通过微型计算机实现。
[0036] 反激调节器102是电压调节器，将输入的蓄电池电压Vbat变换为目标电压Vt并 输出。反激调节器102的高电平侧的输出端子为接地侧，因此，目标电压Vt是施加于反激 调节器102的低电平侧的输出端子的电压，具有负极性。反激调节器102包含输入电容器 114、第1开关元件116、输入变压器124、输出二极管126、输出电容器128、电压检测二极管 130和电压检测电容器132。
[0037] 输入电容器114与车载蓄电池6并联设置，对蓄电池电压Vbat进行平滑化。更具 体地说，输入电容器114设置在输入变压器124附近，实现针对反激调节器102的开关动作 进行电压平滑化的功能。
[003引输入变压器124的一次绕组118及第1开关元件116串联连接，该串联电路相对于 车载蓄电池6与输入电容器114并联连接。例如第1开关元件116由N通道MOSFET(Metal OxideSemiconductorFieldEffectTransistor)构成。输入变压器 124 的二次绕组 120 的一端与输出电容器128的一端连接，二次绕组120的另一端与输出二极管126的正极连 接。输出电容器128的另一端与输出二极管126的负极连接。输出电容器128的一端与反 激调节器102的低电平侧的输出端子连接，施加目标电压Vt。输出电容器128的另一端与 反激调节器102的高电平侧的输出端子连接。
[0039] 对第1开关元件116的控制端子（栅极）施加通过反激驱动电路134生成的矩形 波形状的前段控制信号S1。第1开关元件116在前段控制信号S1有效（assert)时即高电 平时接通，在取消时即低电平时断开。
[0040] 输入变压器124的电压检测用绕组122、电压检测二极管130及电压检测电容器 132构成正极电压检测电路，该正极电压检测电路用于对目标电压Vt的大小作为正极性电 压而进行检测。电压检测用绕组122的一端接地，另一端与电压检测二极管130的正极连 接。电压检测二极管130的负极与电压检测电容器132的一端连接。电压检测电容器132 的另一端接地。在电压检测电容器132的一端施加与目标电压Vt的绝对值对应的正电压。 该电压作为检测电压Vd而被供给至反激驱动电路134。
[0041] 反激驱动电路134基于检测电压Vd，进行用于将目标电压Vt保持为大致恒定的电 压反馈控制。反激驱动电路134对前段控制信号S1的频率及占空比进行调节，W使得目标 电压Vt接近于例如一100V左右的设定电压。
[0042] 降频转换器104设置在反激调节器102的后段，包含第2开关元件140、续流二极 管142和电感器144,但不包含输出电压平滑用的电容器。
[0043] 第2开关元件140例如由N通道M0S阳T构成。对第2开关元件140的控制端子施 加通过降频转换器驱动电路136生成的矩形波形状的后段控制信号S2。第2开关元件140 在后段控制信号S2为高电平时接通，在低电平时断开。第2开关元件140的漏极与输出电 容器128的高电平侧即反激调节器102的高电平侧的输出端子连接。第2开关元件140的 源极与续流二极管142的负极连接。
[0044] 续流二极管142的正极与电感器144的一端连接。续流二极管142的正极和电感 器144的一端间的连接节点，与输出电容器128的低电平侧即反激调节器102的低电平侧 的输出端子连接。电感器144的另一端与N个LED2 - 1至2 -N的负极侧连接。
[0045] 电流检测电阻108设置在驱动电流lout的路径上。电流检测电阻108的一端与第 2开关元件140的源极和续流二极管142的负极之间的连接节点连接。电流检测电阻108 的另一端接地，并且与N个LED2-1至2-N的正极侧连接。电流检测电阻108中产生 与驱动电流lout成正比的电压降Vm。
[0046] 由于N个LED2-1至2-N的正极侧接地，所W在N个LED2 - 1至2 -N的 负极侧即电感器144的另一端施加负极性的驱动电压Vout。在通常点灯时，驱动电压Vout 成为大小与处于发光状态（=对应的旁路开关断开）的L邸数量XI个L邸的正向电压降 Vf相当的负电压。
[0047] 降频转换器驱动电路136基于电压降Vm，进行用于将驱动电流lout保持在规定电 流范围内的电流反馈控制。作为降频转换器驱动电路136,如果驱动电流lout的大小超过 规定的电流上限值Ithl，则断开第2开关元件140,如果驱动电流lout的大小低于比电流 上限值Ithl还小的电流下限值Ith2,则接通第2开关元件140。作为降频转换器驱动电路 136,如果驱动电流lout的大小超过电流上限值Ithl，则将后段控制信号S2置为低电平，如 果驱动电流lout的大小低于电流下限值Ith2,则将后段控制信号S2置为高电平。
[0048] 滞后幅度设定电路138基于驱动电压Vout，对电流上限值Ithl和电流下限值 Ith2之差即滞后幅度AI进行设定。滞后幅度设定电路138在驱动电压Vout的绝对值低 于比目标电压Vt的绝对值还小的电压阔值Vth的情况下，使滞后幅度AI随着驱动电压 Vout的绝对值变大而增大，在驱动电压Vout的绝对值超过电压阔值Vth的情况下，使滞后 幅度AI随着驱动电压Vout的绝对值变大而减小。
[0049] 图2是示出滞后幅度设定电路138的结构的电路图。滞后幅度设定电路138具有 第1运算放大器146、第1二极管148、第1电阻150、第2电阻152、第3电阻1