光源控制装置的制造方法_4

文档序号:8925876阅读:来源:国知局
路开关驱动信号Sd2重复进行几次电平转换后,旁路驱动电路112判定为第2异常检测 信号Sdet2从低电平转换为高电平。
[0112] 另外,在图7中,针对在第2旁路开关110-2-次断开的期间中使积分电容器282 达到充满电的情况进行了说明,但并不限定于此,也可W是每次重复断开期间时,积分电容 器282接近充满电。
[0113] 对第1旁路用连接配线280 - 1至第(N-1)旁路用连接配线280-(N-1)的 其中一个发生导通不良的情况下的半导体光源控制装置100的动作进行说明。作为例子, 考虑在第2旁路用连接配线280-2中发生导通不良的情况,即在图5所示的电路的标号 218所示的"X"标记的位置处发生导通不良的情况。
[0114] 在第2旁路用连接配线280-2中发生导通不良的情况下,第2旁路开关110-2 的源极和第3旁路开关110-3的漏极的连接节点的电平上升。在第2旁路开关110-2 及第3旁路开关110-3该两者断开时,由于第2旁路开关110 - 2和第3旁路开关110-3的特性差等,该连接节点的电平接近第2旁路开关110-2的源极的电平或第3旁路开关 110-3的漏极的电平。并且,例如,如果该连接节点的电平充分接近第3旁路开关110-3的漏极的电平,则通过第3短路检测电路274 - 3判定为发生了短路异常。第3异常检测 信号Sdet3成为高电平,旁路驱动电路112使第3点灯焰灯控制信号Sc3固定为高电平。
[0115] 该样,第3旁路开关110 - 3接通,第2旁路开关110 - 2的两端电压实质上成为 2Vf。由于断线检测电压低于2Vf,所W第2断线检测电路272 - 2判定为发生了导通不良。 第2异常检测信号Sdet2成为高电平,旁路驱动电路112使第2点灯焰灯控制信号Sc2固 定为高电平。
[0116] 其结果,第2旁路开关110 - 2及第3旁路开关110 - 3该两者强制接通,第2L邸 2 - 2及第3LED2 - 3该两者维持为焰灯状态。
[0117] 此外,在第2旁路开关110 - 2的源极和第3旁路开关110 - 3的漏极的连接节 点的电平接近第2旁路开关110 - 2的源极的电平的情况下,第2短路检测电路274 - 2 检测出短路异常,第3断线检测电路272 - 3检测出断线异常,仍然将第2旁路开关110-2及第3旁路开关110-3该两者强制接通。
[0118] 假如没有采取使2个旁路开关强制接通的措施,而是将用于使第2L邸2 - 2点灯 的第2旁路开关驱动信号Sd2设为低电平,且将用于使第3L邸2 - 3焰灯的第3旁路开关 驱动信号Sd3设为高电平的情况下,虽然第3旁路开关110 - 3接通,但驱动电流lout并 不流过第3旁路开关110 - 3,而是流过第3L邸2 - 3。目P,无法使第3L邸2 - 3焰灯。在 使第2旁路开关驱动信号Sd2成为高电平,第3旁路开关驱动信号Sd3成为低电平的情况 下,虽然第2旁路开关110 - 2接通,但驱动电流lout并不流过第2旁路开关110 - 2,而 是流过第2LED2 - 2。目P,无法使第2LED2 - 2焰灯。
[0119] 如上所示,在第2旁路用连接配线280 - 2中发生导通不良的情况下,难W单独控 制第2LED2 - 2、第3LED2 - 3各自的点灯/焰灯状态。
[0120] 在本实施方式所设及的半导体光源控制装置100中,在第1旁路用连接配线 280 - 1至第(N- 1)旁路用连接配线280 -(N- 1)的其中一个发生导通不良的情况下, 使发生导通不良的旁路用连接配线所连接的2个旁路开关强制接通。由此,使旁路用连接 配线所连接的2个L邸焰灯。
[0121] 在旁路用连接配线中发生导通不良的情况下,如上述所示,难W单独地对该旁路 用连接配线所连接的2个L邸各自的点灯/焰灯状态进行控制。例如,考虑半导体光源控 制装置100用于车辆用前照灯的远光光束,具有半导体光源控制装置100使相关的L邸焰 灯W不会对前行车辆或对面车辆造成眩光的功能的情况。在此情况下,如果与相关L邸连 接的旁路用连接配线发生导通不良,则无法使相关L邸焰灯而可能造成眩光。因此,在本实 施方式中,如果旁路用连接配线中发生导通不良,则通过强制使与其连接的2个旁路开关 接通,从而能够使发生导通不良的旁路用连接配线与驱动电流lout的旁路路径没有关系, 维持相关LED的焰灯状态。由此,可W避免造成眩光。
[0122] 另外,本实施方式所设及的半导体光源控制装置100具有PWM减光功能,其通过使 旁路开关W较高的速度接通/断开而对对应的LED的亮度进行调节。该旁路开关在接通 时,旁路开关的两端电压接近0V,但由于该并非异常而不能判断为短路异常。因此,半导体 光源控制装置100构成为,在旁路开关接通时不进行短路异常检测及断线异常检测,而在 旁路开关断开时对其进行检测。
[0123] 由此,在PWM减光中的L邸或配线发生异常的情况下,需要在旁路开关断开而出现 异常和无论有无异常旁路开关均接通该两种状态高速交替中进行异常判断。作为对L邸的 点灯/焰灯及PWM减光功能进行控制的主设备,大多使用微型计算机。通常,由于微型计算 机W几十毫秒的程度的较长时间间隔进行动作,所W并不适合高速地仅对多个L邸各自的 异常进行检出并判断的情况。例如,在减光频率n为几曲Z、进行平均电流10%点灯的情 况下,旁路开关的断开期间的长度为几百微秒级。在该种较短的期间内判定异常/正常时, 需要采用动作速度较快的高价微型计算机。
[0124] 因此,在本实施方式所设及的半导体光源控制装置100中,通过积分电路的作用 而生成无论是否进行PWM减光均在异常时为高电平、在正常时为低电平的异常检测信号。 微型计算机即旁路驱动电路112基于该异常检测信号,判定正常/异常。由此,在采用使用 旁路开关的PWM减光功能的情况下,不采用高价的微型计算机也能够对L邸或配线的异常 进行检测。
[01巧]另外,根据本实施方式所设及的半导体光源控制装置100,即使在驱动电流lout的路径上发生接触不良或断线等导通不良的情况下,也能够对施加在旁路开关上电压的上 升进行抑制。例如,考虑在第1LED 2 - 1点灯状态即第1旁路开关110 - 1断开时,第1LED 2 - 1的正极和第1静电保护齐纳二极管252 - 1的负极的连接节点的上游侧的配线、即图 1中示出的电路的标号262所示的"X"标记的配线处发生接触不良或断线的情况。
[0126] 如果发生上述接触不良或断线,则第1旁路开关的两端电压上升,第1异常检测信 号Sdetl从低电平转换为高电平。如果旁路驱动电路112检测出第1异常检测信号Sdetl 进行上述转换,则判定为第1LED 2 - 1发生了异常,在图1所示电路中,采取使第1旁路开 关110 - 1接通而能够使其它LED点灯的措施。
[0127] 但是,由于如上述所示,微型计算机即旁路驱动电路112的动作速度较慢,因此, 该措施通常需要几十毫秒至几百毫秒的时间。在该里,在半导体光源控制装置不具有本实 施方式所设及的限压功能的情况下,由于不存在输出电压平滑用的电容器,导致在上述接 触不良或断线刚发生之后,输出由电感器144中蓄积的能量和第1旁路开关的寄生容量所 决定的几kV(绝对值)的较高电压。在第1旁路开关接通之前,上述高电压施加在第1旁 路开关上。由此,作为第1旁路开关,无论是否在通常点灯时仅施加几V电压,均需要考虑 接触不良或断线而选择耐几kV电压的元件。
[0128] 与此相对,根据本实施方式所设及的具有限压功能的半导体光源控制装置100,在 上述断线或接触不良发生时,虽然第1旁路开关110-1的漏极一源极间电压上升,但可通 过限压齐纳二极管256及第1旁路开关110 - 1本身的作用对该电压的上升进行限制。由 此,即使考虑接触不良或断线,作为第1旁路开关110-1也能够选择低耐压的元件。
[0129] 在该里,在断线或接触不良发生时,作为一个例子,第1旁路开关110 - 1 W 10VX 1A = 10W左右作用了几十毫秒至几百毫秒,但由于原本接通电阻较小,需要使用一定 程度较大的设备,所W对设备尺寸或成本的影响较小。
[0130] 例如,考虑在第1LED 2 - 1为点灯状态即第1旁路开关110 - 1断开时,第1LED 2 - 1的正极和第1静电保护齐纳二极管252 - 1的负极的连接节点的下游侧的配线、即图 1中示出电路的标号264所示的"X"标记的配线发生接触不良或断线的情况。在半导体光 源控制装置不具有本实施方式所设及的限压功能的情况下,电感器144蓄积的能量大半被 第1静电保护齐纳二极管消耗。由此,作为第1静电保护齐纳二极管,需要选择能够承受上 述较大能量消耗的元件。或者,作为第1静电保护齐纳二极管,也可W考虑采用具有与接触 不良或断线发生时可能产生的几kV电压相比更高的齐纳电压的元件,但通常,如果齐纳电 压那么高,则无法实现原本的静电保护的功能。
[0131] 与此相对,根据本实施方式所设及的具有限压功能的半导体光源控制装置100,设 定为第1旁路开关110 - 1的两端电压的上限值与第1静电保护齐纳二极管252 - 1所规 定的齐纳电压相比较低。由此,作为第1静电保护齐纳二极管252 - 1,可W选择较小的齐 纳二极管。
[0132]在第2L邸2-2至第NLED2-N的其中一个发生相同的接触不良或断线的情况 下也相同地,对对应的旁路开关或静电保护齐纳二极管上施加的电压的上限进行限制。由 此,作为对应的旁路开关可W采用低耐压的元件,另外,作为对应的静电保护齐纳二极管可 W采用较小的齐纳二极管。
[0133]另外,在本实施方式所设及的半导体光源控制装置100中,用于控制LED的点灯/ 焰灯的旁路开关,也作为用于实现针对LED的两端电压的限压功能的开关起作用。目P,旁路 开关同时作为点灯/焰灯控制功能及限压功能起作用。由此,可W在实现点灯/焰灯控制 功能及限压功能的同时,抑制元件数量增加。
[0134]在本实施方式所设及的半导体光源控制装置100中,由于在N个的LED2 - 1至 2 -N的输出段没有设置平滑用的电容器,所W驱动电流lout相对于第2开关元件140的 追随性更优异。特别地,如果第2开关元件140断开,则驱动电流lout变小,如果第2开关 元件140接通,则驱动电流lout变大。并且,为了使驱动电流lout在目标值附近稳定化, 取代平滑化而采用驱动电流lout的滞后控制。其结果,可W使电流反馈中的响应高速化。 例如,可W在由于旁路驱动电路112及旁路开关的作用而L邸的点灯数变化时,使驱动电流 lout更快地追随上述负载的变化。特别地,可W抑制LED的点灯数增加时的驱动电流lout 的欠冲W及点灯数减少时的驱动电流lout的过冲。
[01巧]另外,在本实施方式所设及的半导体光源控制装置100中,前段的反激调节器102 设为负极输出,并且后段的降频转换器104也设为负极输出。由此,作为旁路开关,可W采 用特性更优异的N通道M0SFET。
[0136]在负极输出的基础上,由于电感器144并不是设置在续流二极管142的负极和输 出之间,而是设置在正极和输出之间,因此,作为降频转换器104的第2开关元件140,可W 采用特性更优异的N通道M0SFET。另外,可W稳定地检测驱动电压Vout。
[0137]另外,在半导体光源控制装置为正极输出的情况下,大多考虑L邸接地的情况而 在高侧进行驱动电流的检测。在该里,如果负载变化,则检测位置的电平也变化,因此,难W 检测准确的驱动电流。另外,检测电路的结构也有可能变得更加复杂。因此,在本实施方式 所设及的半导体光源控制装置100中采用负极输出,在正极侧即接地侧的输出设置电流检 测电阻108。由此,即使负载(驱动电压Vout)变化,该变化对驱动电流lout的检测位置的 电平的影响也较小,能够稳定地检测驱动电流lout。另外,也能够简化检测电路的结构。
[0138]在对驱动电流lout进行滞后控制时,如果降频转换器104的输入电压或驱动电压Vout、或该两者发生变化,则驱动电流lout的上升或下降的斜率变化,因此,有可能使第2 开关元件140的开关频率变化。因此,在本实施方式所设及的半导体光源控制装置100中, W抑制开关频率的变化的方式调节滞后幅度AI。特别地,通过设定使得目标开关频率避开 已知的无线电噪声的频带,从而能够抑制无线电噪声对半导体光源控制装置100的不良影 响。
[0139] 另外,在本实施方式所设及的半导体光源控制装置100中,通过反激调节器102的 作用而抑制由于蓄电池电压Vbat的变化导致的降频转换器104的输入电压的变化。由此, 能够抑制由于降频转换器104的输入电压的变化导致开关频率的变化。换句话说,由于无 需根据降频转换器104的输入电压和驱动电压Vout的组合选择滞后幅度AI,而是可W主 要基于驱动电压Vout选择滞后幅度AI,因此,可W进一步简化用于对滞后幅度AI进行调 节的控制。该也有助于控制电路的小规模化、高速化。
[0140] 另外,在本实施方式所设及的半导体光源控制装置100中,在反激调节器102的输 出段设置有输出电容器128。在使旁路开关接通时,如果第2开关元件140接通,则该输出 电容器128中蓄积的电荷一次性流过LED。但是,由于在半导体光源控制装置100的驱动 电流lout的路径上设置有电感器144,因此,能够使上述电荷的流动平滑化,抑制驱动电流 lout的过冲。在断开旁路开关时,也相同地抑制驱动电流lout的欠冲。
[0141] 考虑为了抑制旁路开关切换时的驱动电流lout的过冲或欠冲而另外设计的下述 对比例所设及的半导体光源点灯电路300。
[0142] 图8是表示对比例所设及的半导体光源点灯电路300的结构的电路图。半导体光 源点灯电路300基本上是不使用平滑电容器的前馈逆变器。半导体光源点灯电路300具有 控制电路302、输入电容器306、复位电路308、变压器310、第5开关元件312、第2二极管 314、
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