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公開番号2021028890
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210225
出願番号2019147634
出願日20190809
発明の名称調光回路
出願人ローム株式会社
代理人特許業務法人 佐野特許事務所
主分類H05B 45/00 20200101AFI20210129BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】高精度の調光回路を提供する。
【解決手段】調光回路107は、入力段INと出力段OUTを有する。入力段INは、非反転入力端(+)にそれぞれ異なる調光入力電圧(DCDIM1/DCDIM2/VH)が入力されて、反転入力端(-)に共通の調光出力電圧V3が入力される複数のアンプAMP1〜AMP3を備える。出力段OUTは、複数のアンプAMP1〜AMP3それぞれの出力端と調光出力電圧V3の出力ノードとの間に接続されており、複数のアンプAMP1〜AMP3それぞれに入力される複数の調光入力電圧(DCDIM1/DCDIM2/VH)のうち最も低い電圧を調光出力電圧V3として出力する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
非反転入力端にそれぞれ異なる調光入力電圧が入力されて反転入力端に共通の調光出力電圧が入力される複数のアンプを備えた入力段と、
前記複数のアンプそれぞれの出力端と前記調光出力電圧の出力ノードとの間に接続されており前記複数のアンプそれぞれに入力される複数の調光入力電圧のうち最も低い電圧を前記調光出力電圧として出力する出力段と、
を有することを特徴とする調光回路。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記入力段は、前記複数の調光入力電圧として、少なくとも1系統の外部調光入力電圧と、前記調光出力電圧の上限値に相当する内部調光入力電圧の入力を受け付けることを特徴とする請求項1に記載の調光回路。
【請求項3】
前記外部調光入力電圧は、発光素子の光束ランク、マイコンの制御信号、抵抗回路の分圧比、若しくは、温度のいずれかに応じたアナログ電圧であることを特徴とする請求項2に記載の調光回路。
【請求項4】
前記出力段は、
制御端が前記複数のアンプそれぞれの出力端に接続されて第1端が接地端に接続された複数の入力トランジスタと、
制御端が前記複数の入力トランジスタそれぞれの第2端に接続されて第1端が電源端に接続されて第2端が前記調光出力電圧の出力ノードに接続された出力トランジスタと、
を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の調光回路。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか一項に記載の調光回路と、
発光素子に流れる出力電流に応じたセンス電圧を生成するセンスアンプと、
前記センス電圧と前記調光出力電圧との誤差電圧を生成するエラーアンプと、
前記誤差電圧に応じて前記出力電流の出力帰還制御を行う出力帰還制御部と、
を有することを特徴とする発光素子駆動制御装置。
【請求項6】
前記センス電圧または前記調光出力電圧にオフセット電圧を付与するオフセット付与部をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の発光素子駆動制御装置。
【請求項7】
前記発光素子に前記出力電流を供給するスイッチ出力段と、
前記スイッチ出力段を駆動する請求項5または6に記載の発光素子駆動制御装置と、
を有することを特徴とする発光素子駆動装置。
【請求項8】
請求項7に記載の発光素子駆動装置と、
前記発光素子駆動装置から前記出力電流の供給を受ける発光素子と、
を有することを特徴とする発光装置。
【請求項9】
前記発光素子は、LEDまたは有機EL素子であることを特徴とする請求項8に記載の発光装置。
【請求項10】
請求項8または9に記載の発光装置を有することを特徴とする車両。
【請求項11】
前記発光装置は、ヘッドランプ、昼間走行用ランプ、テールランプ、ストップランプ、及び、ターンランプの少なくとも一つであることを特徴とする請求項10に記載の車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本明細書に開示されている発明は、調光回路に関する。
続きを表示(約 5,400 文字)【背景技術】
【0002】
従来、発光素子の輝度を調節する調光回路が種々提案されている。
【0003】
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献1を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2015−74309号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の調光回路では、その精度について、更なる改善の余地があった。
【0006】
本明細書に開示されている発明は、本願の発明者により見出された上記課題に鑑み、高精度の調光回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本明細書中に開示されている調光回路は、非反転入力端にそれぞれ異なる調光入力電圧が入力されて反転入力端に共通の調光出力電圧が入力される複数のアンプを備えた入力段と、前記複数のアンプそれぞれの出力端と前記調光出力電圧の出力ノードとの間に接続されており前記複数のアンプそれぞれに入力される複数の調光入力電圧のうち最も低い電圧を前記調光出力電圧として出力する出力段とを有する構成(第1の構成)とされている。
【0008】
なお、上記第1の構成から成る調光回路において、前記入力段は、前記複数の調光入力電圧として、少なくとも1系統の外部調光入力電圧と、前記調光出力電圧の上限値に相当する内部調光入力電圧の入力を受け付ける構成(第2の構成)にするとよい。
【0009】
また、上記第2の構成から成る調光回路において、前記外部調光入力電圧は、発光素子の光束ランク、マイコンの制御信号、抵抗回路の分圧比、若しくは、温度のいずれかに応じたアナログ電圧である構成(第3の構成)にするとよい。
【0010】
また、上記第1〜第3いずれかの構成から成る調光回路において、前記出力段は、制御端が前記複数のアンプそれぞれの出力端に接続されて第1端が接地端に接続された複数の入力トランジスタと、制御端が前記複数の入力トランジスタそれぞれの第2端に接続されて第1端が電源端に接続されて第2端が前記調光出力電圧の出力ノードに接続された出力トランジスタと、を含む構成(第4の構成)にするとよい。
【0011】
また、本明細書中に開示されている発光素子駆動制御回路は、上記第1〜第4いずれかの構成から成る調光回路と、発光素子に流れる出力電流に応じたセンス電圧を生成するセンスアンプと、前記センス電圧と前記調光出力電圧との誤差電圧を生成するエラーアンプと、前記誤差電圧に応じて前記出力電流の出力帰還制御を行う出力帰還制御部と、を有する構成(第5の構成)とされている。
【0012】
なお、上記第5の構成から成る発光素子駆動制御回路は、前記センス電圧または前記調光出力電圧にオフセット電圧を付与するオフセット付与部をさらに有する構成(第6の構成)にするとよい。
【0013】
また、本明細書中に開示されている発光素子駆動装置は、前記発光素子に前記出力電流を供給するスイッチ出力段と、上記第5または第6の構成から成り前記スイッチ出力段を駆動する発光素子駆動制御装置と、を有する構成(第7の構成)とされている。
【0014】
また、本明細書中に開示されている発光装置は、上記第7の構成から成る発光素子駆動装置と、前記発光素子駆動装置から前記出力電流の供給を受ける発光素子と、を有する構成(第8の構成)とされている。
【0015】
なお、上記した第8の構成から成る発光装置において、前記発光素子は、例えば、LED[light emitting diode]若しくは有機EL[electro-luminescence]素子である構成(第9の構成)にするとよい。
【0016】
また、本明細書中に開示されている車両は、上記第8または第9の構成から成る発光装置を有する構成(第10の構成)とされている。
【0017】
なお、上記第10の構成から成る車両において、前記発光装置は、ヘッドランプ、昼間走行用ランプ、テールランプ、ストップランプ、及び、ターンランプの少なくとも一つである構成(第11の構成)にするとよい。
【発明の効果】
【0018】
本明細書に開示されている発明によれば、高精度の調光回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
LED発光装置の全体構成を示す図
DC調光回路の比較例を示す図
比較例におけるDC調光特性を示す図
比較例におけるランク判別と温度ディレーティングの両立を示す図
DC調光回路の実施形態を示す図
本実施形態におけるDC調光特性を示す図
本実施形態におけるランク判別と温度ディレーティングの両立を示す図
LED発光装置が搭載される車両の外観図(前面)
LED発光装置が搭載される車両の外観図(背面)
LEDヘッドランプモジュールの外観図
LEDターンランプモジュールの外観図
LEDリアランプモジュールの外観図
【発明を実施するための形態】
【0020】
<LED発光装置>
図1は、LED発光装置の全体構成を示す図である。本構成例のLED発光装置1は、LED駆動装置10と、LED駆動装置10によって駆動されるLED発光部20(本図では複数のLED21を直列に接続して成るLEDストリング)と、を有する。
【0021】
<LED駆動装置>
引き続き、図1を参照しながら、LED駆動装置10についての説明を行う。本構成例のLED駆動装置10は、LED駆動制御装置100と、これに外付けされる種々のディスクリート部品(キャパシタC1〜C3、ダイオードD1(例えばショットキーバリアダイオード)、インダクタL1、Nチャネル型MOS[metal oxide semiconductor]電界効果トランジスタN1、Pチャネル型MOS電界効果トランジスタP1、pnp型バイポーラトランジスタQ1、及び、抵抗R1〜R11)を制御基板上に実装して成り、LED発光部20に一定の出力電流ILEDを供給する。
【0022】
LED駆動制御装置100は、LED駆動装置10の制御主体となるシリコンモノリシック集積回路(いわゆるLEDドライバコントローラIC)であり、IC外部との電気的な接続を確立するための手段として、複数本の外部端子(VIN、VDRV5、EN、VREF3、RT、SSFM_B、COMP、DCDIM1、DCDIM2、DSET、DRL/PWMI、FAULT_B、GND、GL、CS、PGND、OPUD、SNSP、SNSN、及び、PDRV)を備えている。
【0023】
VINピンは、電源入力端子である。VDRV5ピンは、駆動電圧出力端子である。ENピンは、イネーブル入力端子である。VREF3ピンは、基準電圧出力端子である。RTピンは、スイッチング周波数設定端子である。SSFM_Bピンは、スペクトラム拡散周波数変調設定端子である。COMPピンは、周波数安定化用の位相補償回路接続端子である。DCDIM1ピン及びDCDIM2ピンは、DC調光入力端子である。DSETピンは、PWM[pulse width modulation]調光用のデューティ設定端子である。DRL/PWMIピンは、DRL[Daytime running lamps]/PWM調光入力端子である。FAULT_Bピンは、異常フラグ出力用のオープンドレイン端子である。GNDピンは、信号系の接地端子である。GLピンは、出力スイッチのゲート駆動出力端子である。CSピンは、スイッチ電流検出端子である。PGNDピンは、パワー系の接地端子である。OPUDピンは、OVP[over voltage protection]/UVD[under voltage detection]用の出力電圧検出端子である。SNSPピンは、出力電流検出端子(+)である。SNSNピンは、出力電流検出入力端子(−)である。PDRVピンは、PWM調光スイッチのゲート駆動出力端子である。
【0024】
なお、LED駆動制御装置100のパッケージとしては、例えば、裏面放熱パッドを備えたHTSSOP[heat-sink thin shrink small outline package]ないしはVQFN[very thin quad flat non-leaded]パッケージを用いるとよい。
【0025】
次に、LED駆動制御装置100の外部接続について説明する。VINピンは、入力電圧VIN(例えば5〜65V)の印加端に接続されている。キャパシタC1は、VDRV5ピンと接地端との間に接続されている。抵抗R1及びR2は、入力電圧VINの印加端と接地端との間に接続されており、相互間の接続ノードがENピンに接続されている。抵抗R3及びR4は、VREF3ピンと接地端との間に接続されており、相互間の接続ノードがDSETピンに接続されている。抵抗R5は、RTピンと接地端との間に接続されている。抵抗R6及びキャパシタC2は、COMPピンと接地端との間に接続されている。抵抗R7は、FAULT_BピンとVDRV5ピンとの間に接続されている。DCDIM1ピンとDCDIM2ピンは、いずれもVREF3ピンに接続されている。GNDピンは、接地端に接続されている。
【0026】
インダクタL1の第1端は、入力電圧VINの印加端に接続されている。インダクタL1の第2端は、トランジスタN1のドレインとダイオードD1のアノードに接続されている。トランジスタN1のゲートは、GLピンに接続されている。トランジスタN1のソースと抵抗R8の第1端は、CSピンに接続されている。抵抗R8の第2端とPGNDピンは、接地端に接続されている。ダイオードD1のカソードは、出力電圧VLED(例えば〜65V)の印加端に接続されている。抵抗R9及びR10は、出力電圧VLEDの印加端と接地端との間に接続されており、相互間の接続ノードがOPUDピンに接続されている。キャパシタC3は、出力電圧VLEDの印加端と接地端との間に接続されている。
【0027】
抵抗R11の第1端とSNSPピンは、出力電圧VLEDの印加端に接続されている。抵抗R11の第2端とSNSNピンは、トランジスタP1のソースに接続されている。トランジスタP1のゲートは、PDRVピンに接続されている。トランジスタP1のドレインは、LED発光部20のアノード(=最上流に位置するLED21のアノード)に接続されている。LED発光部20のカソード(=最下流に位置するLED21のカソード)は、入力電圧VINの印加端に接続されている。トランジスタQ1のエミッタは、SNSPピンに接続されている。トランジスタQ1のコレクタは、PDRVピンに接続されている。トランジスタQ1のベースは、トランジスタP1のソースに接続されている。
【0028】
上記のように接続されたディスクリート部品のうち、トランジスタN1、インダクタL1、ダイオードD1、及び、キャパシタC3は、入力電圧VINを昇圧して出力電圧VLEDを生成し、LED発光部20に出力電流ILEDを供給する昇圧型のスイッチ出力段として機能する。
【0029】
ただし、スイッチ出力段の整流方式は、必ずしもダイオード整流方式に限らず、同期整流方式を採用しても構わない。その場合には、ダイオードD1を同期整流トランジスタに置き換えればよい。
【0030】
<LED駆動制御装置(全体構成)>
引き続き、図1を参照しながら、LED駆動制御装置100の内部構成について説明する。本構成例のLED駆動制御装置100は、駆動電圧生成部101と、イネーブル制御部102と、基準電圧生成部103と、オシレータ104と、センスアンプ105と、オフセット付与部106と、DC調光回路107と、エラーアンプ108と、スロープ電圧生成部109と、コンパレータ110と、駆動コントローラ111と、PWM調光回路112と、ドライバ113と、UVLO[under voltage locked-out]部114と、TSD[thermal shut down]部115と、OCP[over current protection]部116と、OVP/UVD部117と、SCP[short circuit protection]部118と、異常フラグ出力部119と、を集積化して成る。
(【0031】以降は省略されています)

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