专利名称：发光源驱动电压控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对将发光源驱动点亮的驱动电压进行驱动的发光源驱动电压控制装置，特别是涉及通过PWM(脉冲宽度调制)控制来防止因电源电压的变化而产生的发光源亮度闪烁用的发光源驱动电压控制装置。
背景技术：
通常，知道有从电源向发光源供电、同时从相同的电源向其它负载供电的系统，例如，在汽车(车辆)中，将蓄电池作为电源，来驱动发光源和电动机等的负载。
但是，在车辆中存在一种倾向，就是作为电源负载安装有空调、导行装置、以及音响装置等各种各样的电气装置，若用一个蓄电池对发光源以及各种各样的电气装置等的功率负载供电，则产生因电源负载的接通/断开而引起的蓄电池电压(电源电压)变动，由于该电源电压的变动，就产生发光源亮度闪烁这样的现象。
为了对这样的闪烁采取措施，已知有对照明发光源施加的驱动电压进行PWM控制的方法，例如对蓄电池电源装有将电阻和稳压二极管串联连接的稳压装置。
还有的方法是，再附加开关晶体管，对其基极附加PWM信号，并对PWM信号进行电压变换，将该电压变换的结果即电解电容器的正端的直流电压施加在驱动用晶体管的基极上，利用该驱动用晶体管从电源向发光源进行供电，使PWM信号的脉冲宽度变化，对驱动用晶体管的基极上施加的直流电压进行电压控制，以调整照明发光源的亮度(参照例如专利文献1)。
还有的方法是，在使用电源电压通过PWM控制来点亮驱动发光源时，根据电源电压的变动来相应地变更PWM信号的占空比，并将发光源以外的其它电源负载在驱动开始时的PWM信号频率设定成大于稳定时的PWM信号频率，来防止发光源的闪烁。
这里，在与电源电压的变化对应来控制PWM信号的占空比时，虽然PWM信号频率越大，越能够根据电源电压的变化以最佳占空比来相应地进行发光源的PWM控制，但一般若PWM信号频率设定得较大，则由于不仅高速开关产生大量的热量，而且也使得噪声加大，因此只在其它的电源负载起动时进行控制，使得PWM信号频率增大。
而且，在其它电源负载起动时，当只在一瞬间电源电压V发生很大的变化之后，立即恢复到稳定状态时，迅速使PWM控制的占空比变化，进行最佳的发光源的PWM控制，而在电源电压的稳定状态下，则相对降低PWM信号频率，以防止高速开关产生大量热量等的弊病(参照例如专利文献2)。
〔专利文献1〕特开平11-233276号公报(第0012段～第0016段，图1)〔专利文献2)特开2003-338396号公报(第0017段～第0035段，图1～图3)发明内容由于现有的发光源驱动电压控制装置如上构成，也就是说是这样构成，它使PWM信号的脉冲宽度变化，将对PWM信号进行电压变换的结果即电解电容器的正端的直流电压施加在驱动用晶体管的基极上，并对驱动用晶体管的基极上施加的直流电压进行电压控制，以调整照明发光源的亮度，因此存在施加直流电压的驱动用晶体管产生大量的热量的问题。
问题还有，在现有的发光源驱动电压控制装置中，必须包括各种各样的电路元件，其结果，不仅使电路规模变大，而且为了对产生热量采取措施，使驱动用晶体管本身的价格上升。
问题还有，在现有的发光源驱动电压控制装置中，若电源电压反复急剧变化，则由于跟随该变动，反而使发光源的亮度变化，因而用户可视的闪烁就加大。
问题还有，现有的发光源驱动电压控制装置由于这样构成，它根据电源电压的变动来相应地变更PWM信号的占空比，并将发光源以外的其它电源负载在驱动开始时的PWM信号频率设定成大于稳定时的PWM信号频率，因此存在的问题是若电源电压急剧下降之后，立即恢复到原来的稳定状态时，则随之，发光源驱动电压也快速恢复到原来的稳定状态，因而亮度一度下降的发光源急剧加大其亮度，对于用户来说，宛如加大了闪烁。
本发明是为了解决上述问题而提出来的，其目的在于得到一种电路规模小、且能降低电源电压急剧变化之后恢复到原来的稳定状态时的闪烁的发光源驱动电压控制装置。
本发明的发光源驱动控制装置具有以下特点，在控制对发光源施加的发光源驱动电压时，设定初始驱动电压，该初始驱动电压用来设定所希望的上述发光源的亮度，在将初始驱动电压作为发光源驱动电压来驱动所述发光源之后，判定电源电压是否小于初始驱动电压，若电源电压小于初始驱动电压，则将电源电压作为发光源驱动电压，并保持含有电源电压已下降意思的电源电压下降信息，在保持电源电压下降信息之后，若判定为电源电压恢复到初始驱动电压及其以上时，则使发光源驱动电压渐渐地恢复到初始驱动电压。
根据本发明，由于是这样构成，即若电源电压小于初始驱动电压、并且电源电压急剧下降时，则使电源电压一度成为发光源驱动电压，但若电源电压恢复到初始驱动电压及其以上时，就使发光源驱动电压渐渐地恢复到初始驱动电压，因此不会使发光源亮度急剧上升，对于用户来说，可视的发光源亮度渐渐加大，具有对于用户能降低发光源闪烁的效果。
图1是表示本发明实施方式1的发光源驱动电压控制装置的一个例子的电路方框图。
图2是说明图1所示的发光源驱动电压控制电路动作用的流程图。
图3是表示图1所示的发光源驱动电压控制电路的发光源驱动电压变化和电源电压变化的示意图。
图4是对于监视时刻的电源电压、占空比、以及发光源驱动电压间关系的示意图。
标号说明
10发光源驱动电压控制装置11控制部(CPU)12发光源(FL)13开关晶体管具体实施方式
实施方式1图1是表示实施本发明用的实施方式1的发光源驱动电压控制装置的一个例子的电路方框图，图示的发光源驱动电压控制装置在例如控制车辆中安装的音响设备、导行装置用发光源、或车内灯的驱动电压并防止其亮度的闪烁时使用。
发光源驱动电压控制装置10包括微机等控制部(CPU)11，该CPU11以预先规定的时间间隔监视车载电源(例如蓄电池，未图示)的电源电压Vin。电源电压Vin与发光源(FL)12连接，进而，发光源12与开关晶体管13的集电极连接。而且，开关晶体管13的发射极接地。
CPU11通过PWM控制对开关晶体管13进行导通/截止控制，也就是说，如后所述，CPU11将PWM信号提供给开关晶体管13的基极，根据电源电压Vin来相应地变化该PWM信号的占空比(D)(这与通过PWM信号对电源电压进行接通断开控制、以控制发光源驱动电压相当)。
但是，车辆中作为电源负载，除了发光源12，还有发动机起动时驱动的电动机，还包括空调、导行装置、以及音响装置等各种各样的电气装置，这些发光源12、电动机、以及电气装置等的电源负载全都经蓄电池来供电。其结果，不可避免地蓄电池的电源电压Vin发生变动，产生因电源电压Vin的变动而引起的发光源12的亮度闪烁。
现在，若设施加在发光源12和开关晶体管13的串联电路的电压为发光源驱动电压Vo，则当电源电压Vin一度小于发光源驱动电压Vo之后，立即恢复到原来的状态(也就是说，Vin＞Vo的状态)，则由于跟随电源电压Vin的恢复，使发光源驱动电压Vo也恢复到原来的状态，因而发光源12在一度下降到规定的亮度之后就恢复到规定的亮度。
若电源电压Vin急剧下降，则电源电压Vin恢复时的闪烁就变大。图示的CPU11如后所述，能防止因进行PWM控制并在这样的电源电压急剧下降之后的恢复而引起的闪烁。
接着说明其动作。
参照图1～图3，现在，若用户通过输入装置(未图示)CPU11设定希望的发光源亮度，则在CPU11中，将与希望的发光源亮度对应的发光源驱动电压作为初始驱动电压VLAMP(该初始驱动电压VLAMP小于电源电压Vin)。而且，CPU11如后所述，生成与初始驱动电压VLAMP对应的PWM信号，对开关晶体管13进行导通/截止控制，并将发光源驱动电压Vo施加在发光源12上。
现在，若设蓄电池的电源电压Vin为14V，初始驱动电压VLAMP为10V，则当发光源开关(未图示)等接通时(起动)，CPU11就首先设标志(Flag)＝0(一般模式)(步骤ST1)，将发光源驱动电压Vo作为初始驱动电压VLAMP(步骤ST2)，通过PWM控制对开关晶体管13进行导通/截止控制，并将与初始驱动电压VLAMP对应的发光源驱动电压Vo施加到发光源12上。
CPU11以预先设定的周期(即，以规定的时间间隔)监视电源电压Vin，若对规定时间进行计时(步骤ST3)，则CPU11测量电源电压Vin，并得到测量结果(步骤ST4)。而且，CPU11检查是否是Flag＝1(当Flag＝1时，如后所述，为电压恢复模式)(步骤ST5)。在刚接通发光源开关后，由于Flag＝0，因此CPU11进入步骤ST6，在步骤ST6中，判定是否电源电压Vin＜初始驱动电压VLAMP。
在步骤ST6中，若电源电压Vin≥初始驱动电压VLAMP，则CPU11求出占空比(D)＝(Vo/Vin)2，将D＝(Vo/Vin)2的PWM信号提供给开关晶体管13的基极(步骤ST7输出D＝(Vo/Vin)2)。然后，CPU11返回到步骤ST3，再次判定是否经过了规定的时间。
例如，若在图3的时间(监视时刻)t1所示的时刻，CPU11测量电源电压Vin，则这里，由于Vin＝14V，因此CPU11就使VLAMP＝Vo＝10V。这时的占空比D＝0.51。
另一方面，若电源电压Vin＜初始驱动电压VLAMP，则CPU11判定电源电压Vin有对发光源驱动电压Vo产生影响的变动，并将发光源驱动电压Vo作为电源电压Vin之后(步骤ST8)，设Flag＝1(保持电源电压下降信息，成为电源恢复模式步骤ST9)。而且，CPU11在步骤ST7中如上所述那样求出占空比D。
例如，若在图3的时间(监视时刻)t2所示的时刻，CPU11测量电源电压Vin，则这里，由于电源电压Vin急剧下降到8V，因此CPU11使发光源驱动电压Vo＝8V。这时，占空比D＝1.00。也就是说，CPU11应设发光源驱动电压Vo＝8V，占空比D＝1.00。
如上所述，若电源电压Vin＜初始驱动电压VLAMP，则设定Flag＝1。在步骤ST3中，若经过规定时间，则CPU11在步骤ST4中测量电源电压Vin之后，在步骤ST5中判定是否Flag＝1。这时，由于Flag＝1，因此CPU11为发光源驱动电压恢复模式，首先CPU11判定是否电源电压Vin＜初始驱动电压VLAMP(步骤ST10)。
接着，若电源电压Vin≥初始驱动电压VLAMP，则CPU11将预先设定的电位差ΔV(例如，0.5V)与发光源驱动电压Vo进行相加，来得到Vo+ΔV，并判定是否Vo+ΔV≥初始驱动电压VLAMP(步骤ST11)。
在步骤ST11中，若Vo+ΔV＜初始驱动电压VLAMP，则CPU11将Vo+ΔV作为发光源驱动电压Vo(步骤ST12)，在步骤ST7中求出占空比D，来改变PWM信号频率。然后，CPU11返回到步骤ST3。
例如，若在图3的时间(监视时刻)t3所示的时刻，CPU11测量电源电压Vin，则这里，电源电压从8V恢复到14V，但若发光源驱动电压Vo从8V一下子恢复到10V的话，就引起发光源驱动电压Vo急剧变化，而且对于用户产生视作发光源亮度的闪烁。
这里，CPU11将Vo+ΔV＝8.5V作为发光源驱动电压(也就是说，发光源驱动电压Vo从8V变为8.5V)，能够防止因急剧的发光源驱动电压Vo的变化而引起的发光源亮度的闪烁。在图示的例子中，在时刻t3中，CPU11设发光源驱动电压Vo＝8.5V(电源电压Vin为14V)，占空比D＝0.37。
若CPU11再次经过规定时间，则在步骤ST4中测量电源电压Vin，在步骤ST5中判定是否Flag＝1。这时，由于仍然Flag＝1，因此CPU11在步骤ST10中，CPU11判定是否电源电压Vin＜初始驱动电压VLAMP。然后，若电源电压Vin＜初始驱动电压VLAMP，则CPU11将发光源驱动电压Vo设为电源电压Vin(步骤ST13)，在步骤ST7中求出占空比D。
例如，若在图3的时间(监视时刻)t4所示的时刻测量的电源电压Vin再次下降到8V，则CPU11设发光源驱动电压Vo为8V，占空比D＝1.00。然后，若在下一时间(监视时刻)t5的测量时刻，电源电压Vin为14V，则如上所述，CPU11在时间t5设发光源驱动电压为8.5V来防止急剧的变化(这时的占空比＝0.37)。
进而，若在图3所示的时间(监视时刻)t6的时刻测量的电源电压Vin下降到8V，则CPU11设发光源驱动电压Vo为8V(占空比＝1.00)。然后，若在图3所示的时间(监视时刻)t7的时刻测量的电源电压Vin再次恢复到14V，则CPU11如上所述，设发光源驱动电压Vo为8.5V(占空比＝0.37)。
接着，CPU11在图3所示的时间(监视时刻)t8的时刻测量电源电压Vin，但若这时电源电压Vin为14V，则在步骤ST10中，CPU11判定电源电压Vin≥初始驱动电压VLAMP，进而，CPU11在步骤ST11中，判定是否Vo+ΔV≥初始驱动电压VLAMP。
在图3所示的时间(监视时刻)t8中，由于Vo+ΔV＜初始驱动电压VLAMP，因此CPU11在步骤ST12中，将Vo+ΔV作为发光源驱动电压Vo，进而，在步骤ST7中求出占空比D。也就是说，在时间t8的时刻，CPU11设发光源驱动电压Vo为9V(占空比＝0.41)。
进而，CPU11在如图3所示的时间(监视时刻)t9的时刻测量电源电压Vin，若这时的电源电压Vin为14V，则在时间t9中，由于Vo+ΔV＜初始驱动电压VLAMP，因此CPU11在步骤ST12中，将Vo+ΔV作为发光源驱动电压Vo，在步骤ST7中求出占空比D。也就是说，在时间t9的时刻，CPU11设发光源驱动电压Vo为9.5V(占空比＝0.46)。
然后，CPU11在如图3所示的时间(监视时刻)t10的时刻测量电源电压Vin，若这时的电源电压Vin为14V，则在时间t10中，由于Vo+ΔV≥初始驱动电压VLAMP，因此CPU11将初始驱动电压VLAMP作为发光源驱动电压Vo(步骤ST14)，设Flag＝0返回一般模式(步骤ST15)，在步骤ST7中求出占空比D。也就是说，在时间t10的时刻，CPU11设发光源驱动电压Vo＝VLAMP＝10V(占空比＝0.51)。
然后，在图3所示的时间(监视时间)t11的时刻测量电源电压Vin，但在该情况下，由于Flag＝0，因此在步骤ST6中，CPU11判定是否电源电压Vin＜初始驱动电压VLAMP，进行如上所述的处理。在图3所示的时间t11的时刻，由于电源电压Vin＝14V，因此CPU11设发光源驱动电压Vo＝10V(占空比＝0.51)。还有，图4表示对于上述的时刻t1～t11的电源电压Vin(V)、占空比D、发光源驱动电压间的关系。
这样，由于是这样构成，即电源电压Vin急剧变化，并且低于初始驱动电压VLAMP之后，若电源电压Vin恢复到相比于初始驱动电压VLAMP更高的状态，并持续这样的状态，则根据预先设定的电位差ΔV分段地提高发光源驱动电压Vo，并使其恢复到初始驱动电压VLAMP，因此当发生电源电压Vin急剧下降之后，恢复到原来的电压这样的情况时，用户可视的发光源的亮度变化变小，能够降低发光源亮度的闪烁。
而且，如上所述，由于通过CPU11来控制开关晶体管13，即利用软件来对开关晶体管13进行PWM控制(导通/截止)，因此开关晶体管13产生的热量减少，而且能缩小电路规模。
还有，根据上述说明可知，CPU11起到集中作为判定单元、电压调整单元、以及电压恢复单元的功能。
这样，根据实施方式1，由于是这样构成，即若电源电压Vin小于初始驱动电压VLAMP并且电源电压Vin急剧下降时，则将电源电压Vin一度作为发光源驱动电压Vo，若电源电压Vin恢复到初始驱动电压VLAMP及其以上时，则使得发光源驱动电压Vo分段地恢复到初始驱动电压VLAMP，因此具有的效果是，不会使发光源亮度急剧上升，对于用户可视的发光源亮度渐渐地加大，能降低发光源的闪烁程度。
权利要求
1.一种发光源驱动电压控制装置，其特征在于，在控制对发光源施加的发光源驱动电压的发光源驱动电压控制装置中，具有判定单元，所述判定单元设定初始驱动电压，该初始驱动电压用来设定所希望的所述发光源的亮度，在将所述初始驱动电压作为所述发光源驱动电压来驱动所述发光源之后，判定电源电压是否小于所述初始驱动电压；电压调整单元，所述电压调整单元当所述电源电压小于所述初始驱动电压时，将所述电源电压作为所述发光源驱动电压，并保持含有电源电压已下降意思的电源电压下降信息；以及电压恢复单元，所述电压恢复单元在保持所述电源电压下降信息之后，若利用所述判定单元判定为所述电源电压恢复到所述初始驱动电压及其以上，则使所述发光源驱动电压渐渐地恢复到所述初始驱动电压。
2.如权利要求1所述的发光源驱动电压控制装置，其特征在于，电压调整单元和电压恢复单元使对各个电源电压进行接通断开控制的PWM信号的占空比变化，控制发光源驱动电压。
3.如权利要求1所述的发光源驱动电压控制装置，其特征在于，判定单元以预先规定的时间间隔在规定的监视时刻监视电源电压，在电源电压恢复到初始驱动电压及其以上的监视时刻的下一监视时刻，若再次小于所述初始驱动电压时，则电压恢复单元不管是否保持有电源电压下降信息，还是将所述电源电压作为发光源驱动电压。
4.如权利要求1至3中的任何一项所述的发光源驱动电压控制装置，其特征在于，电压恢复单元若在监视时刻电源电压大于等于初始驱动电压的状态持续，则将预先规定的电位差与发光源驱动电压相加，并使所述发光源驱动电压分段地恢复到初始驱动电压。
全文摘要
一种发光源驱动电压控制装置，电路规模小，且能降低电源电压急剧变化之后恢复到原来的稳定状态时的发光源的闪烁。设定初始驱动电压，该初始驱动电压用来设定所希望的所述发光源的亮度，在将初始驱动电压作为发光源驱动电压来驱动发光源(12)之后，CPU11判定电源电压Vin是否小于初始驱动电压V
文档编号G05F1/00GK1703132SQ200510074030
公开日2005年11月30日 申请日期2005年5月24日 优先权日2004年5月24日
发明者舩江和仁, 柴田卓也 申请人:三菱电机株式会社