光源控制装置的制造方法_2

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54、第4电阻 156、第5电阻158和基准电压源160。在第3电阻154的一端施加正的控制电源电压Vcc。 第3电阻154的另一端与第2电阻152的一端、第5电阻158的一端及第4电阻156的一 端连接。第4电阻156的另一端接地。在第5电阻158的另一端施加驱动电压Vout。第2 电阻152的另一端与第1运算放大器146的反转输入端子连接。第1运算放大器146的反 转输入端子经由第1电阻150与第1二极管148的正极连接。第1二极管148的负极与第 1运算放大器146的输出端子连接。对第1运算放大器146的非反转输入端子施加由基准 电压源160生成的基准电压化ef。将施加在第1二极管148的正极的电压称为补偿电压 Voffset。如后述所示,补偿电压Voffset与滞后幅度AI对应,补偿电压Voffset越高则 滞后幅度AI越大。
[0050] 对于第1运算放大器146周边的电阻值,与成为基准电压化ef的差动的第3电阻 154、第4电阻156及第5电阻158的值相比,使决定放大率的第1电阻150、第2电阻152 的值充分大,W使得反馈电流不会对基准电压化ef的差动产生影响。
[0化1] 图3是表示驱动电压Vout的绝对值和补偿电压Voffset之间的关系的曲线图。在 负极性的驱动电压Vout的绝对值较小时,第3电阻154、第4电阻156及第5电阻158的 共同连接节点的电压相对于基准电压化ef较大,因此,第1运算放大器146进行电流减小 (sink)而使补偿电压Voffset减小。在共同连接节点的电压与基准电压化ef相等时,补偿 电压Voffset达到最大。
[0052] 为了实现在驱动电压Vout的绝对值成为电压阔值Vth时,滞后幅度A I即补偿电 压Voffset达到最大的控制,将基准电压化ef设定为在驱动电压Vout的绝对值等于电压 阔值Vth时的共同连接节点的电压。特别地,在反激调节器102的设定电压为一100V时, 将基准电压化ef设定为在驱动电压Vout =- Vth =- 50V时的共同连接节点的电压。
[0053] 如果驱动电压Vout的绝对值增大而超过电压阔值Vth,则第1运算放大器146不 进行作用,直接将共同连接节点的电压作为补偿电压Voffset。滞后幅度设定电路138通过 将上述相对于驱动电压Vout的绝对值W山峰状变化的补偿电压Voffset输送至降频转换 器驱动电路136,从而对滞后幅度A I进行控制,使降频转换器104的开关频率落在规定的 范围内。
[0化4]图4是示出降频转换器驱动电路136的结构的电路图。降频转换器驱动电路136具有第2运算放大器162、比较器164、栅极驱动器166、第1电流反射镜电路170、第7电阻 172、第8电阻174、第10电阻178、第12电阻182、第13电阻184、第1npn型双极性晶体 管190、第3开关元件202、第4开关元件204和第2电流反射镜电路206。
[0化5] 对第2运算放大器162的非反转输入端子施加补偿电压Voffset。第2运算放大 器162的输出端子与第1吨n型双极性晶体管190的基极连接,反转输入端子与第1吨n型 双极性晶体管190的发射极连接。第8电阻174的一端与第Inpn型双极性晶体管190的 发射极连接,另一端接地。第1吨n型双极性晶体管190的集电极经由第7电阻172与第1 电流反射镜电路170连接。
[0056] 第1电流反射镜电路170具有第6电阻168、第9电阻176、第11电阻180、第Ipnp 型双极性晶体管192、第化np型双极性晶体管194和第化np型双极性晶体管196。该些电 路元件W构成公知的电流反射镜电路的方式相互连接。第1电流反射镜电路170将流过第 7电阻172的电流作为输入,将流过第10电阻178的电流及流过第3开关元件202的电流 作为输出,使输入电流的大小和输出电流的大小大致相等。
[0057] 第2电流反射镜电路206具有第14电阻186、第15电阻188、第化pn型双极性晶 体管198和第化pn型双极性晶体管200。该些电路元件W构成公知的电流反射镜电路的方 式相互连接。第2电流反射镜电路206将流过第10电阻178的电流作为输入,将流过第4 开关元件204的电流作为输出,使输入电流的大小和输出电流的大小大致相等。
[0化引第3开关元件202例如由P通道M0S阳T构成。第4开关元件204例如由N通道M0SFET构成。第3开关元件202的源极与第1电流反射镜电路170连接。第3开关元件 202的栅极与比较器164的反转输出端子连接。第3开关元件202的漏极与第4开关元件 204的漏极连接。第4开关元件204的栅极与比较器164的反转输出端子连接。第4开关 元件204的源极与第2电流反射镜电路206连接。
[0059] 第12电阻182及第13电阻184在控制电源电压Vcc和接地电平之间依次串联连 接。第12电阻182和第13电阻184之间的连接节点,与第3开关元件202的漏极和第4 开关元件204的漏极之间的连接节点连接。第3开关元件202的漏极和第4开关元件204 的漏极之间的连接节点,与比较器164的非反转输入端子连接。向比较器164的反转输入 端子施加电压降Vm。
[0060] 比较器164的非反转输出端子与栅极驱动器166连接。栅极驱动器166使后段控 审IJ信号S2的相位与在比较器164的非反转输出端子处出现的信号的相位一致。即,如果比 较器164的非反转输出端子处出现的信号为高电平(低电平),则栅极驱动器166使后段控 制信号S2成为高电平(低电平)。
[0061] 将补偿电压Voffset作为输入的第2运算放大器162及第1吨n型双极性晶体管 190,输出Voffset/(第8电阻174的电阻值)的电流。根据W电压降Vm为输入的比较器 164的输出的相化将该电流向第12电阻182和第13电阻184之间的分压节点进行灌入或 者拉出。对于电桥方式的第3开关元件202及第4开关元件204,在第2开关元件140的栅 极为高电平(第2开关元件140接通)的定时,第3开关元件202接通,第12电阻182和 第13电阻184之间的分压节点的电压上升,设定电流上限值Ithl。如果驱动电流lout上 升而达到电流上限值Ithl,则在与第2开关元件140的栅极实质上变为低电平(第2开关 元件140断开)的同时,第4开关元件204接通。由此,第12电阻182和第13电阻184之 间的分压节点的电压降低,设定电流下限值Ith2。
[0062] 驱动电流lout的平均值是由第12电阻182和第13电阻184之间的分压电压设定 的。另外,由于滞后幅度设定电路138的作用,如果驱动电压Vout的绝对值接近电压阔值 Vth,则灌/拉电流变大,因此,电流上限值Ithl-电流下限值1地2 =滞后幅度AI变大。 驱动电压Vout的绝对值与电压阔值Vth相差越大,滞后幅度AI就越小。如后述所示,该 是用于使降频转换器104的开关频率落在规定范围内。
[0063] 返回图1,半导体光源控制装置100构成为,能够对N个LED 2- 1至2-N单独 进行点灯/焰灯控制。旁路驱动电路112生成用于对各LED 2 - 1至2-N的点灯/焰灯 进行控制的N个点灯焰灯控制信号Scl~ScN。旁路驱动电路112对各点灯焰灯控制信号 Scl至ScN的电平单独进行控制,W得到所期望的亮度及配光图案。具体地说,旁路驱动电 路112在使第1LED 2 - 1点灯的情况下,将第1点灯焰灯控制信号Sc1置为低电平,在使 第1LED 2-1焰灯的情况下,将第1点灯焰灯控制信号Scl置为高电平。对于第2点灯焰 灯控制信号Sc2至第N点灯焰灯控制信号ScN也同样地设置。旁路驱动电路112将各点灯 焰灯控制信号Scl至ScN向对应的旁路电路270-1至270-N输出。
[0064] 第1旁路电路270 - 1至第N旁路电路270 -N分别与第1LED2 - 1至第NLED 2 -N并联连接。第1旁路电路270 - 1至第N旁路电路270 -N依次在降频转换器104 的高电平侧输出端子和低电平侧输出端子之间串联连接。
[00化]第1旁路电路270 - 1在第1点灯焰灯控制信号Scl为高电平时,使第1LED2 -1的两端间导通,即,W比第1LED2 - 1低的阻抗进行连接。由此,第1LED2 - 1焰灯。下 面,将上述使L邸焰灯的旁路电路的状态称为旁路接通状态。第1旁路电路270 - 1在第1 点灯焰灯控制信号Scl为低电平时,使第1LED2 - 1的两端间W比第1LED2 - 1高的阻 抗进行连接。由此,第1LED2-1点灯。下面,将上述使L邸点灯的旁路电路的状态成为 旁路断开状态。
[0066] 第1旁路电路270 - 1生成用于对第1LED2 - 1及其周边的配线的异常进行检测 的第1异常检测信号Sdetl,并向旁路驱动电路112供给。在第1异常检测信号Sdetl为高 电平的情况下,在第1旁路电路270 - 1处于旁路断开状态时,施加在第1旁路电路270 -1的电压与短路检测电压相比较低,或者与高于短路检测电压的断线检测电压相比较高。短 路检测电压设定为比1个LED的正向电压降Vf低。断线检测电压设定为比LED的正向电 压降Vf高,且比2个LED的正向电压降之和2Vf低。
[0067] 第2旁路电路270 - 2至第N旁路电路270 -N也同样地,各自基于第2点灯焰 灯控制信号Sc2至第N点灯焰灯控制信号ScN,控制第2LED2 - 2至第NLED2 -N的点 灯/焰灯状态。另外,第2旁路电路270 - 2至第N旁路电路270 -N分别生成第2异常 检测信号Sdet2至第N异常检测信号SdetN,向旁路驱动电路112供给。
[0068] 旁路驱动电路112在通常点灯时使第1LED2 - 1的亮度降低的情况下,使第1点 灯焰灯控制信号SclW从几百化至几曲Z的减光频率n周期性地即W矩形波形状变化。 通过该种第1点灯焰灯控制信号Scl的脉冲调制,从而使第1LED2 - 1W减光频率n点 灭,降低人眼感受到的明亮度。第1点灯焰灯控制信号Scl的占空比设定为能够得到所期 望的发光程度。在此情况下,由于在第1LED2 - 1点灯时,对流过第1LED2 - 1的驱动电 流大小的较大变化进行了抑制,所W使色偏得到抑制。对于各个第2LED2-2至第NLED 2 -N,旁路驱动电路112也同样地具有PWM(PulseWi化hMo化lation)减光功能。
[0069] 旁路驱动电路112基于第1异常检测信号Sdetl,判定第1LED2-1及其周边的配 线是否发生了异常。如果第1异常检测信号Sdetl成为高电平,则旁路驱动电路112判定 为发生了异常,强制使第1点灯焰灯控制信号Scl成为高电平。例如,在按照PWM减光功能 而应使第1点灯焰灯控制信号Scl为低电平的期间,旁路驱动电路112仍将第1点灯焰灯 控制信号Scl保持为高电平。另外,旁路驱动电路112如果没有判定为发生了异常,则在应 使第1点灯焰灯控制信号Scl为低电平的期间,也使第1点灯焰灯控制信号Scl成为高电 平。旁路驱动电路112对于第2L邸2-2至第N LED 2-N也具有相同的异常检测功能。
[0070] 第1旁路用连接配线280 - 1将第1旁路电路270 - 1和第2旁路电路270 - 2 之间的第1旁路侧连接节点NB1、W及第1LED2 - 1和第2LED2 - 2之间的第1负载侧连 接节点化1进行连接。在第1旁路电路270 - 1处于旁路断开状态且第2旁路电路270 -2处于旁路接通状态的情况下,流过第1旁路用连接配线280 - 1的驱动电流lout的极性 为从负载侧向旁路侧的朝向。在第1旁路电路270 - 1处于旁路接通状态且第2旁路电路 270 - 2处于旁路断开状态的情况下,流过第1旁路用连接配线280 - 1的驱动电流lout 的极性为从旁路侧向负载侧的朝向。由此,前者的情况下流过第1旁路用连接配线280 -1的驱动电流lout的极性,与后者的情况下流过第1旁路用连接配线280 - 1的驱动电流 lout的极性相反。
[0071] 第2旁路用连接配线280 - 2至第(N- 1)旁路用连接配线280 -(N- 1)也相 同。
[0072] 旁路驱动电路112及第1旁路电路270 - 1至第N旁路电路270 -N构成为,在 旁路用连接配线发生了导通不良的情况下,将与该旁路用连接配线连接的2个旁路电路该 两者强制置为旁路接通状态。
[0073] 图5是表示第2旁路电路270 - 2及第3旁路电路270 - 3的结构的电路图。第 2旁路电路270 - 2包含第2开关用电平转换电路254 - 2、第2旁路/限压电路250 -2、第2断线检测电路272 - 2、第2短路检测电路274 - 2、第2检测信号用电平转换电路 276 - 2和第2积分电路278 - 2。
[0074] 第2开关用电平转换电路254 - 2从旁路驱动电路112接收第2点灯焰灯控制信 号Sc2,将其变换为W第2L邸2 - 2的负极电压为基准即设为低电平的第2旁路开关驱动 信号Sd2。第2旁路开关驱动信号Sd2的相位与第2点灯焰灯控制信号Sc2的相位一致,第 2旁路开关驱动信号Sd2的低电平成为第2L邸2 - 2的负极电压。该样,第2开关用电平 转换电路254 - 2对第2点灯焰灯控制信号Sc2进行电平转换,并向对应的第2旁路/限 压电路250 - 2供给。
[0075] 第2旁路/限压电路250 - 2包含与第2L邸2-2并联连接的第2旁路开关 110 - 2。第2旁路/限压电路250 - 2在第2旁路开关驱动信号Sd2为高电平(低电平) 的的情况下,通过使第2旁路开关110-2接通(断开)而使第2L邸2-2焰灯(点灯)。 此外,第2旁路/限压电路250 - 2构成为,在第2旁路开关驱动信号Sd2为低电平时,使 用第2旁路开关110 - 2,限制第2旁路开关110 - 2的两端电压的上限。
[0076] 第2旁路/限压电路250 - 2包含限压齐纳二极管
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