车辆用led驱动装置的制作方法

专利名称：车辆用led驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对车辆用LED (Light Emitting Diode)(后灯或室内灯等)进行驱动控制的车辆用LED驱动装置。
背景技术：
图18是表示车辆用LED驱动装置的一现有例子的电路图。在本现有例子的车辆用LED驱动装置中，在尾灯点亮时，开关201被接通，开关202被关断。其结果，在尾灯点亮时，电流Il自电池100起经由开关201、二极管301、电阻401及电阻500流到发光二极管列600。另一方面，在制动灯点亮时，开关201被关断，开关202被接通。其结果，在制动灯点亮时，电流12自电池100起经由开关202、二极管302、电阻402及电阻500流到发光二极管列600。这里，电阻402具有比电阻401小的电阻值。因此，在制动灯点亮时流过的电流12为比在尾灯点亮时流过的电流Il大的电流值，发光二极管列600在制动灯点亮时较之尾灯点亮时发出更明亮的光。此外，作为上述关联的现有技术的一例，可举出JP特开2006-313808号公报。但是，在上述现有例子的车辆用LED驱动装置中，为了调整尾灯点亮时和制动灯点亮时的发光二极管列600的发光量，必须调整在流向发光二极管列600的电流路径上设置的电阻401及402的电阻值，因此高精度地调整发光二极管列600的发光量较为困难。

发明内容
本发明是鉴于本申请发明者们发现的上述问题提出的，其目的在于提供一种能够容易、高精度地调整向车辆用LED输出的输出电流的车辆用LED驱动装置为了达成上述目的，本发明所涉及的车辆用LED驱动装置采用如下构成，S卩，该车辆用LED驱动装置具有电流设定部，其按外部连接的多个电流设定电阻中的每一个电流设定电阻分别独立地设定多个基准电流；电流控制部，其基于外部输入的控制信号来选择所述多个基准电流中的任意一个；以及输出晶体管，其基于由所述电流控制部选出的基准电流来控制向外部连接的车辆用LED的输出电流。
此外，关于本发明的其他特征、要素、步骤、优点及特性，基于后续的最优实施方式的详细说明及与其相关的附图能够更加明确。


图1是表示本发明涉及的车辆用LED驱动器IC的一构成例的框图。图2是表示H/L模式设定部30和电流控制部40的一构成例的电路图。图3是表示偏置部90的一构成例的电路图。图4是表示电流设定部80的第一构成例的电路图。图5是表示第一电流设定特性的R/I相关图。图6是表示电流设定部80的第二构成例的电路图。
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图7是表示第二电流设定特性的R/I相关图。图8是表示PBUS控制部70的一构成例的电路图。图9是表示保护总线(protect bus)信号PBUS的一利用例的应用图。图10是表示LED接地故障检测部50的第一构成例的电路图。图11是表示第一 LED接地故障检测动作的时序图。图12是表示LED接地故障检测部50的第二构成例的电路图。图13是表示第二 LED接地故障检测动作的时序图。图14是表示LED开放检测部60的第一构成例的电路图。图15是表示LED开放的误检测动作的时序图。图16是表示LED开放检测部60的第二构成例的电路图。图17是表示LED开放的误检测避免动作的时序图。图18是表示车辆用LED驱动装置的一现有例子的电路图。符号说明1、1-1 1-3 车辆用LED驱动器IC10 输出晶体管(P沟道型MOS电场效应晶体管)20 基准电压生成部30 H/L模式设定部31 33 电阻34 npn型双极晶体管35 逆变器40 电流控制部41 P沟道型MOS电场效应晶体管42 选择器50 LED接地故障检测部51 比较电路52 直流电压源53 电阻54 恒定电流源55 二极管60 LED开放检测部61 比较电路62 电阻63 恒定电流源64 运算放大器65 电阻70 保护总线控制部(PBUS控制部)71 73 电阻74 npn型双极晶体管75 二极管
76 N沟道型MOS电场效应晶体管77 逻辑加运算器80 电流设定部81,82 N沟道型MOS电场效应晶体管83、84运算放大器85、86恒定电流源87、88电阻90偏置部91,92P沟道型MOS电场效应晶体管93、94运算放大器El电池SffU SW2开关Dl D3二极管ZDl稳压二极管Cl电容器Rl上拉电阻RL, RH电流设定电阻LEDl LED3 发光二极管列Tl T7外部端子NTC负特性热敏电阻
具体实施例方式〈整体框图〉图1是表示本发明涉及的车辆用LED驱动器IC的一构成例的框图。本构成例的车辆用LED驱动器ICl (以下称为本ICl)是具有以下部件的半导体集成电路装置，即输出晶体管10、基准电压生成部20、H/L模式设定部30、电流控制部40、LED接地故障检测部50、 LED开放检测部60、保护总线控制部70 (以下，称为PBUS控制部70)、以及电流设定部80。另外，本ICl作为用于确立与外部进行电连接的单元，而具有外部端子Tl T7。 外部端子Tl为点亮信号输入端子(VIN端子)。外部端子T2为制动灯输入端子(STOP端子)。外部端子T3为异常检测输入输出端子(PBUS端子)。外部端子T4为L模式用的电流设定端子(ISETL端子)。外部端子T5为H模式用的电流设定端子(ISETH端子)。外部端子T6为接地端子(GND端子)。外部端子T7为电流输出端子(I0UT端子)。此外，在本ICl中，外部连接有电池E1、开关SWl及SW2、二极管Dl D3、稳压二极管ZDl、电容器Cl、上拉电阻Rl、电流设定电阻RL及RH、发光二极管列LED1。电池El的正极端分别与开关SWl及SW2的第一端连接。电池El的负极端与接地端连接。开关SWl的第二端与二极管Dl的阳极连接。开关SW2的第二端分别与二极管D2 及D3的阳极连接。二极管Dl及D2的阴极都与外部端子Tl连接。二极管D3的阴极与外部端子T2连接。稳压二极管ZDl的阴极与外部端子Tl连接。稳压二极管ZDl的阳极与接地端连接。电容器Cl的第一端与外部端子Tl连接。电容器Cl的第二端与接地端连接。上拉电阻Rl的第一端与外部端子Tl (输入电压VIN的施加端)或电池El的正极端(电池电压BAT的施加端)连接。上拉电阻Rl的第二端与外部端子T3连接。电流设定电阻RL的第一端与外部端子T4连接。电流设定电阻RH的第一端与外部端子T5连接。电流设定电阻RL及RH的第二端都与接地端连接。外部端子T6与接地端连接。外部端子T7与发光二极管列LEDl的阳极连接。发光二极管列LEDl的阴极与接地端连接。在尾灯点亮时，开关SWl被接通，开关SW2被关断。其结果，在尾灯点亮时，输入电压VIN自电池El起经由开关SWl和二极管Dl施加到外部端子Tl。另外，被输入到外部端子T2的停止信号STOP变为低电平(高阻抗)。另一方面，在制动灯点亮时，开关SWl被关断，开关SW2被接通。其结果，在制动灯点亮时，输入电压VIN自电池El起经由开关SW2和二极管D2施加到外部端子T2。另外，被输入到外部端子T2的停止信号STOP变为高电平 (电池电压BAT)。<电路块的概要>输出晶体管10是基于电流控制部40的指示来控制向发光二极管列LEDl输出的输出电流IOUT的开关元件。在本ICl中，作为输出晶体管10使用了 P沟道型MOS (Metal Oxide Semiconductor)电场效应晶体管。输出晶体管10的源极及背栅极(back gate)与外部端子Tl连接。输出晶体管10的漏极与外部端子T7连接。输出晶体管10的栅极与电流控制部40连接。 基准电压生成部20基于施加到外部端子Tl的输入电压VIN而生成规定的基准电压 VREF。H/L模式设定部30基于输入到外部端子T2的停止信号STOP而生成模式设定信号 MODE,并将其输出到电流控制部40。电流控制部40基于模式设定信号MODE将第一基准电流IL和第二基准电流IH的一方选择为基准电流IREF，并按照将与所选择出的基准电流IREF相应的输出电流IOUT提供给发光二极管列LEDl的方式对输出晶体管10进行驱动控制。LED接地故障检测部50检测发光二极管列LEDl的接地故障(外部端子T7与接地端短路的状态或者外部端子T7与以接地端为标准的低电位端短路的状态)，并输出LED接地故障检测信号DET1。LED接地故障检测信号DETl是在未检测出LED接地故障时为低电平且在检测出LED接地故障时为高电平的二值信号。LED开放检测部60检测发光二极管列LEDl的开放(发光二极管列LEDl从外部端子T7离开的状态)，并输出LED开放检测信号DET2。LED开放检测信号DET2是在未检测出 LED开放时为低电平且在检测出LED开放时为高电平的二值信号。PBUS控制部70根据有无异常的检测，来生成保护总线信号PBUS，以及对其进行外部输入输出。另外，PBUS控制部70基于保护总线信号PBUS生成强制关断信号0FF，并将其输出到电流控制部40。电流设定部80分别独立地设定与第一电流设定电阻RL相应的第一基准电流IL 和与第二电流设定电阻RH相应的第二基准电流IH(其中，IH > IL)。此外，虽然在图1中未明示，但是在本ICl中除了上述的电路块之外，还集成化了过电压保护部、温度保护部、电流设定电阻RL、RH的接地故障检测部及开放检测部等。< 特点 >
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本ICl中的第一特点在于，输入电压VIN的电压范围为5. 5 40V这样的宽范围。 第二特点在于，作为电流控制部40，内置了可变型恒定电流源极驱动器。第三特点在于，内置了 H/L模式设定部30。第四特点在于，内置了 LED开放检测部50及LED短路检测部60。 第五特点在于，内置了电流设定电阻RL、RH的接地故障检测部及开放检测部。第六特点在于，内置了过电压保护部及温度保护部。第七特点在于，内置了 PBUS控制部70 (异常状态输出检测功能部)。本ICl为50V高耐压的LED源极驱动器IC。本ICl可进行输出电流IOUT的恒定电流输出控制，还可进行输出电流IOUT的电流切换控制(H/L模式切换控制)。因此，本ICl 优选用作车辆的后灯用LED或白色LED的驱动单元。另外，在本ICl中内置有各种保护功能(发光二极管列LEDl的接地故障/开放保护功能、电流设定电阻RL、RH的接地故障/开放保护功能、过电压保护功能、温度保护功能)，且可实现高可靠性。此外，在本ICl中内置有PBUS控制部70，并且在使用多个本ICl来驱动多个发光二极管列时，一旦某发光二极管列发生了接地故障/开放，则可对整个系统的发光二极管列总括地进行强制关断控制。<H/L模式设定部、电流控制部>图2是表示H/L模式设定部30和电流控制部40的一构成例的电路图。H/L模式设定部30包括电阻31 33、npn型双极晶体管34、以及逆变器35。电阻31的第一端与外部端子T2连接。电阻31的第二端和电阻32的第一端都与晶体管34 的基极(base)连接。电阻32的第二端与接地端连接。电阻33的第一端与基准电压VREF 的施加端连接。电阻33的第二端与晶体管34的集电极(collector)连接。晶体管34的发射极(emitter)与接地端连接。逆变器35的输入端与晶体管34的集电极连接。逆变器 35的输出端作为模式设定信号MODE的输出端与电流控制部40 (更具体而言，为后述的选择器42的控制端)连接。由上述构成组成的H/L模式设定部30，在制动灯点亮时开关SW2被接通而使得停止信号STOP为高电平(=电池电压BAT)的情况下，将模式设定信号MODE设为高电平(= 基准电压VREF)；另一方面，在尾灯点亮时开关SW2被关断而使得停止信号STOP为低电平 (=高阻抗)的情况下，将模式设定信号MODE设为低电平( = GND)。即、H/L模式设定部 30作为将停止信号STOP的电压电平移位并生成模式设定信号MODE的电平移位器发挥功能。电流控制部40包括P沟道型MOS电场效应晶体管41和选择器42。晶体管41的源极及背栅极与外部端子Tl连接。晶体管41的栅极和输出晶体管10的栅极都与晶体管 41的漏极连接。晶体管41的漏极与选择器42的公共端(基准电流IREF的输入端)连接。 选择器42的第一选择端(L)与第一基准电流IL的输入端连接。选择器42的第二选择端 (H)与第二基准电流IH的输入端连接。选择器42的控制端与模式设定信号MODE的施加端 (逆变器35的输出端)连接。在由上述构成组成的电流控制部40中，选择器42基于模式设定信号MODE (进而是与制动灯的点亮熄灭状态相应的停止信号STOP)将第一基准电流IL(低电流)和第二基准电流IH(高电流)的任意一方选择为基准电流IREF。更具体而言，选择器42在模式设定信号MODE为低电平时，通过将第一选择端(L)与公共端相连，而将第一基准电流IL选择为基准电流IREF ；另一方面，在模式设定信号MODE为高电平时，通过将第二选择端(H)与公共端相连，而将第二基准电流IH选择为基准电流IREF。晶体管41与输出晶体管10—起形成电流反射镜，并作为根据输入到自身的基准电流IREF使输出晶体管10产生镜像电流(=输出电流I0UT)的输入晶体管发挥功能(以下，适当将晶体管41称为输入晶体管41)。具体而言，在尾灯点亮时第一基准电流IL(低电流)作为输出电流IOUT流动，在制动灯点亮时第二基准电流IH(高电流)作为输出电流 IOUT流动。发光二极管列LEDl在制动灯点亮时较之在尾灯点亮时发出更明亮的光。此外， 输出晶体管10和输入晶体管41都为耐得住输入电压VIN和接地电压GND之间的电位差的高耐压元件。如上述，在本ICl中，作为向发光二极管列LEDl供给电流的电流供给源，内置有使用了高耐压元件的源极驱动器而不是沟驱动器(sink driver)。通过采用该构成，能够抑制发光二极管列LEDl发生的顺向下降电压VF的偏差、或因输入电压VIN的偏差引起的输出电流IOUT的偏离，因此无需进行筛选LED的工序，进而可实现基板管理数目的削减、成套设计的容易度等。此外，通过使用本IC1，较之使用分立元件的现有构成，能够实现基板上的占有面积的小型化，因此可提高布局的自由度，可提高车辆的设计性。〈源极驱动器的高精度化〉本ICl作为用于实现上述的源极驱动器的高精度化的单元，如图3所示，还具有偏置部90，该偏置部90使输入晶体管41的源极与漏极间电压VDSl和输出晶体管10的源极与漏极间电压VDS2 —致。图3是表示偏置部90的一构成例的电路图。本构成例的偏置部90包括P沟道型MOS电场效应晶体管91及92、运算放大器93及94。晶体管91的源极及背栅极与输入晶体管41的漏极连接。晶体管91的漏极与基准电流IREF的输入端连接。晶体管91的栅极与运算放大器93的输出端连接。晶体管92的源极及背栅极与输出晶体管10的漏极连接。晶体管92的漏极与外部端子T7连接。晶体管92的栅极与运算放大器94的输出端连接。运算放大器93的非反相输入端⑴与规定的偏置电压(=VIN-Vx)的施加端连接。运算放大器93的反相输入端(_)与晶体管91的源极连接。运算放大器94的非反相输入端 ⑴与规定的偏置电压(=VIN-Vx)的施加端连接。运算放大器94的反相输入端㈠与晶体管92的源极连接。此外，运算放大器93及94都由耐得住输入电压VIN和接地电压GND 之间的电位差的高耐压元件构成。因为通过由上述构成组成的偏置部90能够使输入晶体管41的源极与漏极间电压 VDSl和输出晶体管10的源极与漏极间电压VDS2 —致为同一电压值(=Vx)，因此能够有效地防止因电流反射镜的沟道长度增长效果导致的反射比的偏离。因而，即便输入电压VIN 或发光二极管列LEDl的串联级数(进而为顺向下降电压VF)发生变化，也可始终将向它们提供的输出电流IOUT维持为恒定，进而可实现源极驱动器的高精度化。〈电流设定部〉图4是表示电流设定部80的第一构成例的电路图。第一构成例的电流设定部80 包括N沟道型MOS电场效应晶体管81及82、运算放大器83及84。晶体管81的源极及背栅极与外部端子T4连接。晶体管81的漏极作为第一基准电流IL的输出端与电流控制部 40连接。晶体管81的栅极与运算放大器83的输出端连接。晶体管82的源极及背栅极与外部端子T5连接。晶体管82的漏极作为第二基准电流IH的输出端与电流控制部40连接。 晶体管82的栅极与运算放大器84的输出端连接。运算放大器83的非反相输入端(+)与规定的偏置电压VB的施加端连接。运算放大器83的反相输入端(_)与晶体管81的源极连接。运算放大器84的非反相输入端(+)与规定的偏置电压VB的施加端连接。运算放大器84的反相输入端(_)与晶体管82的源极连接。在第一构成例的电流设定部80中，通过向电流设定电阻RL及RH分别施加规定的偏置电压VB，来生成第一基准电流IL( = VB/RL)及第二基准电流IH( = VB/RH)。这样，在第一构成例的电流设定部80中，通过分别任意地调整电流设定电阻RL及RH的电阻值，从而可独立地设定尾灯点亮时的输出电流IOUT (=第一基准电流IL)和制动灯点亮时的输出电流I0UT(=第二基准电流IH)。因而，能够容易、高精度地调整最优值因车辆种类的不同而不同的输出电流I0UT。此外，由第一构成例的电流设定部80实现的第一电流设定特性为负特性(即、电流设定电阻RL及RH的电阻值越大，第一基准电流IL及第二基准电流IH越低的特性)。图 5是表示第一电流设定特性的R/I相关图。图6是表示电流设定部80的第二构成例的电路图。第二构成例的电流设定部80 除了图4的构成要素之外，还包括恒定电流源85及86 (恒定电流值IREF)、和电阻87及 88 (电阻值R)。晶体管81的源极及背栅极经由电阻87与接地端连接而不是与外部端子 T4连接。晶体管81的漏极作为第一基准电流IL的输出端与电流控制部40连接。晶体管 81的栅极与运算放大器83的输出端连接。晶体管82的源极及背栅极经由电阻88与接地端连接而不是与外部端子T5连接。晶体管82的漏极作为第二基准电流IH的输出端与电流控制部40连接。晶体管82的栅极与运算放大器84的输出端连接。运算放大器83的非反相输入端(+)与外部端子T4连接而不是与偏置电压VB的施加端连接。运算放大器83 的反相输入端(_)与晶体管81的源极连接。运算放大器84的非反相输入端(+)与外部端子T5连接而不是与偏置电压VB的施加端连接。运算放大器84的反相输入端(-)与晶体管82的源极连接。恒定电流源85及86分别连接于基准电压VREF的施加端与外部端子T4 及T5之间。在第二构成例的电流设定部80中，通过在电流设定电阻RL及RH中分别流过恒定电流IREF，来生成第一电流设定电压VL( = IREFXRL)和第二电流设定电压VH(= IREFXRH)，进而通过向电阻87及88分别施加第一电流设定电压VL和第二电流设定电压VH，来生成第一基准电流IL( = VL/R = IREFXRL/R)和第二基准电流IH( = VH/R = IREFXRH/R)。这样，在第二构成例的电流设定部80中，与前述的第一构成例同样，通过分别任意地调整电流设定电阻RL及RH的电阻值，可独立地设定尾灯点亮时的输出电流 IOUT (=第一基准电流IL)和制动灯点亮时的输出电流IOUT (=第二基准电流IH)。因而， 能够容易、高精度地调整最优值因车辆种类的不同而不同的输出电流I0UT。此外，由第二构成例的电流设定部80实现的第二电流设定特性为正特性(即、电流设定电阻RL及RH的电阻值越大，第一基准电流IL及第二基准电流IH越高的特性)。 图7是表示第二电流设定特性的R/I相关图。因而，如果采用第二构成例的电流设定部 80，则通过将电流设定电阻RL及RH分别与负特性热敏电阻NTC(Negative Temperature Coefficient)并联连接，周围的温度越高就越能降低第一基准电流IL及第二基准电流IH，因此能进行输出电流IOUT的温度降级(derating)的设计。其中，在第二构成例的电流设定部80中，作为第一基准电流IL及第二基准电流IH 的偏差的主要原因，不仅包括电流设定电阻RL及RH的偏差，还包括恒定电流IREF或电阻值R的偏差，因此为了提高输出电流IOUT的精度，优选按照能通过修剪(trimming)的方式来调整恒定电流IREF或电阻值R的方式进行电路设计。<PBUS 控制部〉图8是表示PBUS控制部70的一构成例的电路图。本构成例的PBUS控制部70包括电阻71 73、npn型双极晶体管74、二极管75、N沟道型MOS电场效应晶体管76、逻辑加运算器77。电阻71的第一端与外部端子T3连接。电阻71的第二端和电阻72的第一端都与晶体管74的基极连接。电阻72的第二端与接地端连接。电阻73的第一端与基准电压VREF的施加端连接。电阻73的第二端与晶体管74的集电极连接。晶体管74的发射极与接地端连接。二极管75的阳极与晶体管74的集电极连接。二极管75的阴极作为强制关断信号OFF的输出端与电流控制部40或偏置部90连接。晶体管76的漏极与外部端子 T3连接。晶体管76的源极及背栅极与接地端连接。晶体管76的栅极与逻辑加运算器77 的输出端连接。逻辑加运算器77的第一输入端与LED接地故障检测信号DETl的输入端连接。逻辑加运算器77的第二输入端与LED开放检测信号DET2的输入端连接。此外，虽然在图8中未明示，但是也可在逻辑加运算器77中输入其他的异常检测信号(例如，电流设定电阻RL、RH的接地故障检测信号或开放检测信号)。由上述构成组成的PBUS控制部70，在施加到外部端子T3的保护总线信号PBUS变为高电平(未检测出异常时的逻辑电平)时，将强制关断信号OFF设为低电平；另一方面， 在保护总线信号PBUS变为低电平(检测出异常时的逻辑电平)时，将强制关断信号OFF设为高电平。S卩、形成PBUS控制部70的电路要素之中的电阻71 73、晶体管74及二极管75， 作为受理保护总线信号PBUS的输入并生成强制关断信号OFF的信号输入电路发挥作用。另外，强制关断信号OFF被输入到电流控制部40或偏置部90，并且在强制关断信号OFF变为高电平(检测出异常时的逻辑电平)时，输出电流IOUT的供给被强制关断。此外，由上述构成组成的PBUS控制部70，在LED接地故障检测信号DETl和LED开放检测信号DET2中的至少任意一方为高电平(检测出异常时的逻辑电平)时，将保护总线信号PBUS设为低电平(检测出异常时的逻辑电平)。S卩、形成PBUS控制部70的电路要素之中的晶体管76和逻辑加运算器77，作为在本ICl中检测到某些异常(LED接地故障或LED开放等)时将保护总线信号PBUS切换成低电平(检测出异常时的逻辑电平)的开放漏极(open drain)形式的信号输出电路。图9是表示保护总线信号PBUS的一利用例的应用图。如上述说明，因为在本ICl 中内置有PBUS控制部70，因此例如如图9所示，在使用3个本ICl-I 1_3来驱动3系统的发光二极管列LEDl LED3时，一旦某发光二极管列发生了接地故障/开放，则可对整个系统的发光二极管列LEDl LED3总括地进行强制关断控制。因此，在检查工序中能够进行整个系列的发光二极管列LEDl LED3的总括筛选，另外，在批量生产后(出场后)，即便任意一个发光二极管列发生故障，也能无延迟地发现该故障。〈LED接地故障检测部〉
图10是表示LED接地故障检测部50的第一构成例的电路图。第一构成例的LED 接地故障检测部50包括比较电路51和直流电压源52。比较电路51的反相输入端(_)与外部端子T7(输出电压VOUT的施加端)连接。比较电路51的非反相输入端⑴与直流电压源52的正极端(阈值电压VTHl的施加端)连接。比较电路51的输出端作为LED接地故障检测信号DETl的输出端与PBUS控制部70连接。图11是表示由第一构成例的LED接地故障检测部50实现的第一 LED接地故障检测动作的时序图，按照自上而下的顺序，分别描绘了 LED接地故障的发生状态(开关SWx的接通/关断状态)、输出电压VOUT、LED接地故障检测信号DET1、保护总线信号PBUS、强制关断信号OFF、及输出电流I0UT。在时刻tll，在与外部端子T7外部连接的发光二极管列LEDl为接地故障状态(开关SWx 接通)的情况下，由于输出电压VOUT低于阈值电压VTH1，因此LED接地故障检测信号DETl变为高电平，因而对LED接地故障进行检测。在LED接地故障的检测的过程中，强制关断信号OFF为高电平，输出电流IOUT被强制关断。通过这样的保护动作，可防止本ICl 的热破坏。另外，在LED接地故障的检测的过程中，保护总线信号PBUS为低电平，因而向本 ICl的外部通知异常。另外，在第一构成例的LED接地故障检测部50中，在时刻tl2，即便是发光二极管列LEDl的接地故障状态被解除(开关SWx 关断)的情况，由于输出电压VOUT为高阻抗状态，LED接地故障检测信号DETl被维持在高电平(检测出异常时的逻辑电平)，因此输出电流IOUT的关断状态持续。图12是表示LED接地故障检测部50的第二构成例的电路图。第二构成例的LED 接地故障检测部50除了图10的构成要素之外，还包括电阻53 (电阻值R53)、恒定电流源 M(恒定电流值K4)、以及二极管阳(顺向下降电压V55)。比较电路51的反相输入端 (-)经由电阻53与接地端连接而不是与外部端子T7连接；另一方面，也与监视器电压VMON 的施加端(恒定电流源M的第一端与二极管阳的阳极之间的连接节点)连接。二极管阳的阴极与外部端子T7连接。恒定电流源M的第二端与输入电压VIN的施加端连接。比较电路51的非反相输入端(+)与直流电压源52的正极端(阈值电压VTH1’ = VTH1+V55)的施加端)连接。比较电路51的输出端作为LED接地故障检测信号DETl的输出端与PBUS 控制部70连接。图13是表示由第二构成例的LED接地故障检测部50实现的第二 LED接地故障检测动作的时序图，按照自上而下的顺序，分别描绘了 LED接地故障的发生状态(开关SWx的接通/关断状态)、监视器电压VMON、LED接地故障检测信号DET1、保护总线信号PBUS、强制关断信号OFF及输出电流I0UT。在未发生LED接地故障的时刻t21之前，输出电压VOUT ( = VFl)高于监视器电压 VM0N，二极管55处于逆偏置状态，因此从恒定电流源55输出的恒定电流经由电阻53流入接地端。其结果，输入到比较电路51的反相输入端㈠的监视器电压VMON变为恒定电流值K4和电阻值R53的乘积值(=K4XR5;3)。另外，恒定电流值K4和电阻值R53被调整成未发生LED接地故障时的监视器电压VM0N( = I54XR53)比阈值电压VTH1，高的电压值，因此LED接地故障检测信号DETl变为低电平(未检测出异常时的逻辑电平)。在时刻t21，在与外部端子T7外部连接的发光二极管列LEDl为接地故障状态(开
13关SWx 接通)的情况下，输出电压VOUT降低至接地电压GND，伴随于此，二极管55变为顺偏置状态，因此从恒定电流源M输出的恒定电流经由LED接地故障路径(开关SWx)流入接地端。其结果，监视器电压VMON变为比接地电压GND仅仅高出二极管55的顺向下降电压V55的电压值(=GND+V55)。这里，阈值电压VTH1，被调整成比发生LED接地故障时的监视器电压VM0N(= GND+V55)高的电压值，通过使监视器电压VMON低于阈值电压VTH1’，从而LED接地故障检测信号DETl变为高电平，然后进行LED接地故障的检测。在LED接地故障的检测的过程中， 与第一构成例同样，强制关断信号OFF变为高电平，输出电流IOUT被强制关断。通过这样的保护动作，可防止本ICl的热破坏。另外，在LED接地故障的检测的过程中，保护总线信号PBUS变为低电平，因而向本ICl外部通知异常。然后，在时刻t22，在发光二极管列LEDl的接地故障状态被解除的情况下(开关 Sffx 关断)，从恒定电流源M输出的恒定电流经由发光二极管列LEDl流入接地端，从而发光二极管列LEDl发生顺向下降电压VF。其结果，输入到比较电路51的反相输入端㈠的监视器电压VMON变为比发光二极管列LEDl的顺向下降电压VFl仅仅高出二极管55的顺向下降电压V55的电压值(=VF1+V55)。之后，在时刻t23，当监视器电压VMON超过阈值电压VTH1’时，LED接地故障检测信号DETl被降低至低电平(未检测出异常时的逻辑电平)， 输出电流IOUT自动恢复成接通状态。如上述，第二构成例的LED接地故障检测部50包括在LED接地故障解除时向发光二极管列LEDl流入微小恒定电流154并发生顺向下降电压VFl的接地故障恢复电路(电阻53、恒定电流源54、及二极管55)。如果采用这样的构成，则不会等待来自IC外部的恢复信号，就能在LED接地故障解除时自动地重新开始输出电流IOUT的供给动作。 〈LED开放检测部〉图14是表示LED开放检测部60的第一构成例的电路图。第一构成例的LED开放检测部60包括比较电路61、电阻62、恒定电流源63。比较电路61的非反相输入端⑴ 与外部端子T7(输出电压VOUT的施加端)连接。比较电路61的反相输入端㈠经由电阻 62与输入电压VIN的施加端连接；另一方面，经由恒定电流源63也与接地端连接。比较电路61的输出端作为LED开放检测信号DET2的输出端与PBUS控制部70连接。另外，从电阻62和恒定电流源63的连接节点引出阈值电压VTH2 ( = VIN-α )。在与外部端子Τ7外部连接的发光二极管列LEDl变为开放状态的情况下，输出电压VOUT为过电压状态，通过提升阈值电压VTH2，从而LED开放检测信号DET2变为高电平， 然后进行LED开放的检测。另外，在LED开放的检测的过程中，保护总线信号PBUS变为低电平，虽然向本ICl外部通知异常，但是却与检测出LED接地故障时不同，不进行输出晶体管10的强制关断。其原因在于，向外部端子T7持续施加输入电压VIN，以维持LED开放的检测状态。其中，在第一构成例的LED开放检测部60中，降低电压时(输入电压VIN下降时) 阈值电压VTH2较之想要获得的电压值下降的情况下，会发生LED开放的误检测。图15是表示第一构成例的LED开放检测部60可发生的LED开放的误检测动作的时序图，按照自上而下的顺序，依次描绘了输入电压VIN、阈值电压VTH2、发光二极管列 LEDl LED3的顺向下降电压VFl VF3(其中，VFl > VF2 > VF3)、保护总线信号PBUS、及发光二极管列LEDl LED3中流过的电流IFl IF3。S卩，在图15中描绘了使用3个本 ICl-I 1-3来驱动3系统的发光二极管列LEDl LED3时的情形。在时刻t31，当输入电压VIN开始下降时，伴随于此，阈值电压VTH2也开始下降。 并且，在时刻t32，阈值电压VTH2低于发光二极管列LEDl的顺向下降电压VFl时，LED开放检测信号DET2无意识地变为高电平，从而发生了 LED开放的误检测。在发生了此误检测的情况下，基于前述的保护总线功能，会只有将发生了 LED开放误检测的发光二极管列 LEDl持续点亮而将其他的发光二极管列LEDl及LED3设为关断。例如，在通过发光二极管列LED 1 LED3形成车辆尾灯的情况下，处于仅仅尾灯的一部分持续点亮而剩余部分熄灭的状态。该状态从车辆安全方面考虑不是优选状态，因而需要实施某些对策。图16是表示LED开放检测部60的第二构成例的电路图。第二构成例的LED开放检测部60除了图14的构成要素之外，还包括运算放大器64和电阻65。比较电路61的非反相输入端⑴与外部端子T7 (输出电压VOUT的施加端)连接。比较电路61的反相输入端㈠经由电阻62与输入电压VIN的施加端连接；另一方面，经由电阻65和恒定电流源63 也与接地端连接。比较电路61的输出端作为LED开放检测信号DET2的输出端与PBUS控制部70连接。运算放大器64的非反相输入端(+)与外部端子T7连接。运算放大器64的反相输入端(_)与电阻65和恒定电流源63的连接节点连接。运算放大器64的输出端作为电流限制信号ICLAMP (=将输出电压VOUT与箝位电压VCLAMP之间的差分放大之后得到的电压信号)的输出端与电流控制部40连接。另外，从电阻62和电阻65的连接节点引出阈值电压VTH2 ( = VIN- α )，从电阻65和恒定电流源63的连接节点引出箝位电压VCLAMP (= VIN-α - β ) 0图17是表示由第二构成例的LED开放检测部60实现的LED开放的误检测避免动作的时序图，按照自上而下的顺序，依次描绘了输入电压VIN、阈值电压VTH2、箝位电压 VCLAMP、发光二极管列LEDl LED3的顺向下降电压VFl VF3 (其中，VFl > VF2 > VF3)、 保护总线信号PBUS、及发光二极管列LEDl LED3中流过的电流IFl IF3。S卩，在图17 中，与前述的图15同样地描绘了使用3个本ICl-I 1-3来驱动3系统的发光二极管列 LEDl LED3时的情形。在时刻t41，当输入电压VIN开始下降时，伴随于此，阈值电压VTH2和箝位电压 VCLAMP也开始下降。并且，在时刻t42，当筘位电压VCLAMP低于发光二极管列LEDl的顺向下降电压VFl时，电流控制部40根据电流限制信号ICLAMP来减少输出电流I0UT，而进行输出晶体管10的驱动控制。其结果，因为发光二极管列LEDl中流过的电流IF减少，因此该顺向下降电压VFl逐渐下降。因而，可维持VFl ( VCLAMP的关系，进而可维持VFl ( VTH2 的关系，且可避免LED开放的误检测。然后，输入电压VIN持续下降，在时刻t43及t44以后，顺向下降电压VF2及VF3 也分别成为限制为箝位电压VCLAMP的形式，整个系统的发光二极管列LEDl LED3都一律逐渐变暗。例如，在通过发光二极管列LEDl LED3形成车辆尾灯的情况下，处于尾灯整体逐渐慢慢变暗的状态。该状态较之仅仅尾灯的一部分点亮的状态，在车辆安全方面为优选状态。如上述，第二构成例的LED开放检测部60包括比较电路61，其对将发光二极管列LEDl进行外部连接的外部端子T7中呈现的输出电压VOUT与规定的阈值电压VTH2进行比较来生成LED开放检测信号DET2 ；和运算放大器64，其将输出电压VOUT与箝位电压 VCLAMP之间的差分进行放大来生成电流限制信号ICLAMP。电流控制部40基于电流限制信号ICLAMP按照输出电压VOUT不高于筘位电压CLAMP的方式控制向发光二极管列LEDl输出的输出电流I0UT。通过采用这样的构成，可避免LED开放的误检测。另外，在上述的输出饱和时的电流控制中，虽然能够将输出电流IOUT降低至规定的最小值IMIN，但是在之后输入电压VIN持续降低的情况下，例如在时刻t45，处于发光二极管列LEDl LED3的顺向下降电压VFl VF3高于阈值电压VTH2的状态。由于不会将该状态误检测为LED开放，因此可以在输入电压VIN低于规定的屏蔽电压VMASK的状态下忽视LED开放检测。〈发明效果〉根据本发明，能够提供一种可容易、高精度地调整向车辆用LED输出的输出电流的车辆用LED驱动装置。〈产业上可用性〉本发明作为用于提高车辆用LED驱动装置的安全性、可靠性的技术可有效地利用。〈其他变形例〉另外，本发明的构成除了上述实施方式之外，在不脱离本发明宗旨的范围内可进行各种变更。即、上述实施方式在所有方面只是一个例子，并不是限制性的，本发明的技术范围由权利要求书限定而不是上述实施方式的说明，包括与权利要求书等同的意思及范围内所属的所有变更。
权利要求
1.一种车辆用LED驱动装置，其特征在于，具有电流设定部，其按外部连接的多个电流设定电阻中的每一个电流设定电阻分别独立地设定多个基准电流；电流控制部，其基于外部输入的控制信号来选择所述多个基准电流中的任意一个；以及输出晶体管，其基于由所述电流控制部选出的基准电流来控制向外部连接的车辆用 LED的输出电流。
2.根据权利要求1所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，该车辆用LED驱动装置还具有保护总线控制部，该保护总线控制部根据有无异常的检测来进行保护总线信号的生成及其外部输入输出，其中，所述电流控制部基于所述保护总线信号来控制能否进行向所述车辆用LED的电流供给。
3.根据权利要求1所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，该车辆用LED驱动装置还具有LED接地故障检测部，该LED接地故障检测部检测所述车辆用LED的接地故障，其中，所述电流控制部在所述车辆用LED的接地故障时强制关断所述输出电流的供
4.根据权利要求3所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，所述LED接地故障检测部包括第一比较电路，其对所述车辆用LED的顺向下降电压或与该顺向下降电压相应的监视器电压、和第一阈值电压进行比较，生成LED接地故障检测信号；以及接地故障恢复电路，其在所述车辆用LED的接地故障解除时，向所述车辆用LED流入电流而产生顺向下降电压。
5.根据权利要求1所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，该车辆用LED驱动装置还具有LED开放检测部，其检测所述车辆用LED的开放。
6.根据权利要求5所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，所述LED开放检测部包括第二比较电路，其对将所述车辆用LED进行外部连接的外部端子的端子电压、和第二阈值电压进行比较，生成LED开放检测信号；以及放大器，其对所述端子电压和低于所述第二阈值电压的筘位电压之间的差分进行放大，生成电流限制信号，其中，所述电流控制部基于所述电流限制信号来控制向所述车辆用LED的输出电流， 以使所述端子电压不高于所述箝位电压。
7.根据权利要求1所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，所述电流设定部通过向所述多个电流设定电阻分别施加恒定电压来生成所述多个基准电流。
8.根据权利要求1所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，所述电流设定部通过在所述多个电流设定电阻中分别流过恒定电流来生成多个电流设定电压，进而通过向多个内部电阻分别施加所述多个电流设定电压来生成所述多个基准电流。
9.根据权利要求8所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于， 所述多个电流设定电阻分别并联连接负特性热敏电阻。
10.根据权利要求1所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，所述电流控制部包括输入晶体管，该输入晶体管与所述输出晶体管一起形成电流反射镜，并根据输入到自身的所述基准电流，使所述输出晶体管产生镜像电流。
11.根据权利要求10所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，该车辆用LED驱动装置还具有偏置部，该偏置部使所述输入晶体管和所述输出晶体管的源极/漏极间电压相一致。
12.根据权利要求2所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，该车辆用LED驱动装置还具有LED接地故障检测部，该LED接地故障检测部检测所述车辆用LED的接地故障，其中，所述电流控制部在所述车辆用LED的接地故障时强制关断所述输出电流的供
13.根据权利要求12所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于， 所述LED接地故障检测部包括第一比较电路，其对所述车辆用LED的顺向下降电压或与该顺向下降电压相应的监视器电压、和第一阈值电压进行比较，生成LED接地故障检测信号；以及接地故障恢复电路，其在所述车辆用LED的接地故障解除时，向所述车辆用LED流入电流而产生顺向下降电压。
14.根据权利要求2所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，该车辆用LED驱动装置还具有LED开放检测部，该LED开放检测部检测所述车辆用LED 的开放。
15.根据权利要求14所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于， 所述LED开放检测部包括第二比较电路，其对将所述车辆用LED进行外部连接的外部端子的端子电压、和第二阈值电压进行比较，生成LED开放检测信号；以及放大器，其对所述端子电压和低于所述第二阈值电压的箝位电压之间的差分进行放大，生成电流限制信号，其中，所述电流控制部基于所述电流限制信号来控制向所述车辆用LED的输出电流， 以使所述端子电压不高于所述筘位电压。
16.根据权利要求3所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，该车辆用LED驱动装置还具有LED开放检测部，该LED开放检测部检测所述车辆用LED 的开放。
17.根据权利要求16所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于， 所述LED开放检测部包括第二比较电路，其对将所述车辆用LED进行外部连接的外部端子的端子电压、和第二阈值电压进行比较，生成LED开放检测信号；以及放大器，其对所述端子电压和低于所述第二阈值电压的箝位电压之间的差分进行放大，生成电流限制信号，其中，所述电流控制部基于所述电流限制信号来控制向所述车辆用LED的输出电流， 以使所述端子电压不高于所述筘位电压。
18.根据权利要求4所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于，该车辆用LED驱动装置还具有LED开放检测部，该LED开放检测部检测所述车辆用LED 的开放。
19.根据权利要求18所述的车辆用LED驱动装置，其特征在于， 所述LED开放检测部包括第二比较电路，其对将所述车辆用LED进行外部连接的外部端子的端子电压、和第二阈值电压进行比较，生成LED开放检测信号；以及放大器，其对所述端子电压和低于所述第二阈值电压的筘位电压之间的差分进行放大，生成电流限制信号，其中，所述电流控制部基于所述电流限制信号来控制向所述车辆用LED的输出电流， 以使所述端子电压不高于所述箝位电压。
全文摘要
本发明提供一种车辆用LED驱动装置，具有电流设定部，其按照外部连接的多个电流设定电阻的每一个电流设定电阻分别独立地设定多个基准电流；电流控制部，其基于外部输入的停止信号来选择所述多个基准电流中的任意一个；以及输出晶体管，其基于由所述电流控制部选出的基准电流来控制向外部连接的发光二极管列输出的输出电流。
文档编号H01L33/00GK102431486SQ20111030377
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年9月29日
发明者宫本孝司, 青木启 申请人:罗姆股份有限公司