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车辆用灯具及其点亮电路、电流驱动器电路


技术摘要:
本发明提供能够降低功耗的点亮电路、电流驱动器电路以及车辆用灯具。电流驱动器电路用于驱动多个半导体光源,其具备:多个电流源,分别被构成为能够对应于PWM信号而独立地导通、关断,并应与对应的半导体光源串联地连接;接口电路,以第1时间间隔,从外部的处理器接收  全部
背景技术:
车辆用灯具一般能够切换近光灯和远光灯。近光灯以规定的照度对近处进行照 明,且配光规定被决定为不对迎面而来的车辆或前车造成眩光,主要被用于在市区行驶的 情况。另一方面,远光灯以相对高的照度对前方的宽阔范围以及远处进行照明,主要被用于 在迎面而来的车辆或前车少的道路上高速行驶的情况。因此,相对于近光灯,远光灯有利于 驾驶员的能见度,但存在如下问题:给位于车辆前方的车辆的驾驶员或步行者造成眩光。 近年来,提出了基于车辆周围的状态,动态地且自适应地控制远光灯的配光模式 的ADB(自适应驾驶灯(Adaptive  Driving  Beam))。ADB技术检测有无车辆前方的前车、迎面 而来的车辆或步行者,并对与车辆或者步行者对应的区域进行减光或者灭灯等,从而降低 对车辆或者步行者造成的眩光。 图1是具备ADB功能的灯具系统1001的框图。灯具系统1001具备:电池1002、开关 1004、开关换流器1006、多个发光单元1008_1~1008_N以及多个电流源1010_1~1010_N、换 流器控制器1012、配光控制器1014。 多个发光单元1008_1~1008_N是LED(发光二极管)或LD(激光二极管)等半导体光 源,与车辆前方的虚拟垂直面上的不同的多个区域相关联。多个电流源1010_1~1010_N与 对应的多个发光单元1008_1~1008_N串联地设置。在第i个(1≦i≦N)发光单元1008_i中流 过电流源1010_i生成的驱动电流ILEDi。 多个电流源1010_1~1010_N被构成为能够独立地导通、关断(或者调节电流量)。 配光控制器1014控制多个电流源1010_1~1010_N的导通、关断(或者电流量)以得到期望的 配光模式。 恒压输出的开关换流器1006生成足以使多个发光单元1008_1~1008_N以期望的 亮度发光的驱动电压VOUT。着眼于第i个通道。将某驱动电流ILEDi流过时的发光单元1008_i 的电压降(正电压)设为VFi。此外,为了生成该驱动电流ILEDi,电流源1010_i两端间的电压必 须大于某电压(以下,称为饱和电压的VSATi)。由此,关于第i个通道,以下的不等式必须成 立。 VOUT>VFi VSATi…(1) 该关系需要在全部通道中成立。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:(日本)特开2009-012669号公报 3 CN 111586935 A 说 明 书 2/25 页
技术实现要素:
发明所要解决的课题 为了使不等式(1)在任意状况下都成立,设输出电压VOUT为反馈的控制对象,并如 式(2)所示考虑裕量(mergin)而较高地设定输出电压VOUT的目标值VOUT(REF),施加反馈控制使 得开关换流器1006的输出电压VOUT与目标值VOUT(REF)一致即可。 VOUT(REF)=VF(MERGIN) VSAT(MERGIN)…(2) VF(MERGIN)是附加了裕量的VF的最大值(或者典型值)。VSAT(MERGIN)是附加了裕量的饱 和电压VSAT。 若进行该控制,则饱和电压VSAT(MERGIN)和实际的饱和电压VSAT的差分被施加于电流 源1010,产生无用的功率损耗。此外,在实际的正电压VF比VF(MERGIN)低的情况下,它们的差分 包含于电流源1010的电压降中,产生无用的功率损耗。 在车辆用灯具中,由于需要在发光单元中流过非常大的电流,此外与其他的设备 相比,难以采取散热措施,因此要求尽量降低电流源中的发热量。 本发明是鉴于上述课题而完成的,其一方式的例示性的目的之一是提供能够降低 功耗的点亮电路。 本发明的一方式涉及用于点亮多个半导体光源的点亮电路。点亮电路具备:多个 电流源,分别应与对应的半导体光源串联地连接,分别包含与对应的半导体光源串联地设 置的串联晶体管和感应电阻、以及基于感应电阻的电压降而调节串联晶体管的控制电极的 电压的误差放大器;开关换流器,对由多个半导体光源和多个电流源形成的多个串联连接 电路各自的两端间供给驱动电压;以及脉动控制方式的换流器控制器。换流器控制器响应 于在多个电流源的任一个中,误差放大器的输出电压满足规定的接通条件,接通开关换流 器的开关晶体管。 本发明的另一方式的点亮电路涉及用于点亮多个半导体光源的点亮电路。点亮电 路具备:多个电流源,分别应与对应的半导体光源串联地连接;开关换流器,对由多个半导 体光源和多个电流源形成的多个串联连接电路各自的两端间供给驱动电压;以及脉动控制 方式的换流器控制器。换流器控制器响应于多个电流源的任一个的两端间电压下降至下限 电压,接通开关换流器的开关晶体管。 本发明的又一方式涉及驱动多个半导体光源的电流驱动器电路。电流驱动器电路 具备:多个电流源,分别被构成为能够对应于PWM信号而独立地导通、关断,并应与对应的半 导体光源串联连接;接口电路,以第1时间间隔,从外部的处理器接收用于指示多个电流源 的导通、关断的占空比的多个控制数据;以及调光脉冲发生器,生成对于多个电流源的多个 PWM信号,多个PWM信号各自的占空比以比第1时间间隔短的第2时间间隔,从对应的控制数 据的更新前的值向更新后的值渐变。 另外,以上结构元件的任意的组合,或将本发明的结构元件或表达在方法、装置、 系统等之间互相置换,其作为本发明的方式也是有效的。 发明效果 根据本发明的一方式,能够降低功耗。 4 CN 111586935 A 说 明 书 3/25 页 附图说明 图1是具备ADB功能的灯具系统的框图。 图2是具备第1实施方式所涉及的车辆用灯具的灯具系统的框图。 图3是图2的车辆用灯具的工作波形图。 图4是示意性地表示MOSFET的IV特性以及串联晶体管的工作点的迁移的图。 图5是第1实施方式的第1实施例所涉及的换流器控制器的电路图。 图6是第1实施方式的第2实施例所涉及的换流器控制器的电路图。 图7是第1实施方式的第3实施例所涉及的换流器控制器的电路图。 图8是第1实施方式的第4实施例所涉及的换流器控制器的电路图。 图9是第1实施方式的第5实施例所涉及的换流器控制器的电路图。 图10是第1实施方式的第6实施例所涉及的换流器控制器的电路图。 图11是图10的换流器控制器的具体电路图。 图12是第1实施方式的变形例所涉及的电流源的电路图。 图13(a)、13(b)、13(c)是导通信号产生电路的变形例的电路图。 图14是实施方式所涉及的电流驱动器IC以及其外围电路的电路图。 图15是电流驱动器IC的工作波形图。 图16是驱动器一体化光源的平面图以及截面图。 图17(a)、17(b)、17(c)是用于说明轻负载状态下的开关频率的下降的图。 图18是第3实施方式所涉及的车辆用灯具的框图。 图19是第4实施方式所涉及的车辆用灯具的框图。 图20是图19的车辆用灯具的工作波形图。 图21是第5实施方式所涉及的点亮电路的电路图。 图22是变形例1所涉及的车辆用灯具的电路图。 图23是具备第6实施方式所涉及的车辆用灯具的灯具系统的框图。 图24是图23的车辆用灯具的工作波形图。 图25(a)是实施方式中的阴极电压VLED的波形图,图25(b)是比较技术中的阴极电 压VLED的波形图。 图26是第6实施方式的第1实施例所涉及的换流器控制器的电路图。 图27是第6实施方式的第2实施例所涉及的换流器控制器的电路图。 图28是第6实施方式的第3实施例所涉及的换流器控制器的电路图。 图29是第6实施方式的第4实施例所涉及的换流器控制器的电路图。 图30是第6实施方式的第5实施例所涉及的换流器控制器的电路图。 图31是第6实施方式的第6实施例所涉及的换流器控制器的电路图。 图32是图31的换流器控制器的具体的电路图。 图33是导通信号产生电路的变形例的电路图。 图34(a)、图34(b)、图34(c)是表示电流源的结构例的电路图。 图35(a)、图35(b)、图35(c)是用于说明轻负载状态下的开关频率的下降的图。 图36是第7实施方式所涉及的车辆用灯具的框图。 图37是图36的车辆用灯具的工作波形图。 5 CN 111586935 A 说 明 书 4/25 页 图38是第8实施方式所涉及的车辆用灯具的框图。 图39是第9实施方式所涉及的车辆用灯具的框图。 图40是图39的车辆用灯具的工作波形图。 图41是第10实施方式所涉及的点亮电路的电路图。 图42是实施方式所涉及的电流驱动器IC以及其外围电路的电路图。 图43是电流驱动器IC的工作波形图。 图44是驱动器一体化光源的平面图以及截面图。 图45是变形例1所涉及的车辆用灯具的电路图。 标号说明 1  灯具系统 2 电池 4 车辆ECU 100 车辆用灯具 102 半导体光源 110  灯具ECU 112 开关 114 微型计算机 116  配光控制器 200 点亮电路 210 电流源 M2  串联晶体管 RS 感应电阻 212 误差放大器 214  调光开关 216 电流镜电路 218  基准电流源 220 开关换流器 M1 开关晶体管 230 换流器控制器 232 驱动器 234  逻辑电路 240 导通信号产生电路 242 最大值电路 244、246 比较器 248  逻辑门 250 电阻分压电路 252 比较器 254  逻辑门 256 最小值电路 6 CN 111586935 A 说 明 书 5/25 页 258 比较器 260 关断信号产生电路 262 比较器 264 频率检测电路 266 误差放大器 268  定时器电路 270 可变定时器电路 272 频率检测电路 274 误差放大器 300 电流驱动器IC 310 电流源 320  接口电路 330  调光脉冲发生器 400 驱动器一体化光源 402 半导体芯片
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