JP2013258003A - Semiconductor light source control device - Google Patents
Semiconductor light source control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013258003A JP2013258003A JP2012132575A JP2012132575A JP2013258003A JP 2013258003 A JP2013258003 A JP 2013258003A JP 2012132575 A JP2012132575 A JP 2012132575A JP 2012132575 A JP2012132575 A JP 2012132575A JP 2013258003 A JP2013258003 A JP 2013258003A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- semiconductor light
- state
- target value
- dimming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/10—Controlling the intensity of the light
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/37—Converter circuits
- H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
Description
本発明はLED(Light Emitting Diode)などの半導体光源を制御する半導体光源制御装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor light source control device for controlling a semiconductor light source such as an LED (Light Emitting Diode).
近年、前照灯などの車両用灯具に、従来のフィラメントを有するハロゲンランプに代えてより長寿命で低消費電力のLEDが利用されている。LEDの発光の度合いすなわち明るさはLEDに流す電流の大きさに依存するので、LEDを光源として利用する場合にはLEDに流れる電流を調節するための点灯回路が必要となる。そのような点灯回路は通常エラーアンプを有し、LEDに流れる電流が一定となるようにフィードバック制御する。 In recent years, longer life and lower power consumption LEDs have been used in vehicle lamps such as headlamps in place of conventional halogen lamps having filaments. Since the degree of light emission, that is, the brightness of the LED depends on the magnitude of the current flowing through the LED, a lighting circuit for adjusting the current flowing through the LED is required when the LED is used as a light source. Such a lighting circuit usually has an error amplifier and performs feedback control so that the current flowing through the LED becomes constant.
例えば前照灯にはハイビームの状態とロービームの状態とがあり、また規格に合わせやすくするためにもLEDの明るさを調節できることが望ましい。LEDの明るさを変える手法のひとつとして、電流をオンオフさせそのデューティ比を変えるPWM(Pulse Width Modulation)減光が知られている。 For example, the headlamp has a high beam state and a low beam state, and it is desirable that the brightness of the LED can be adjusted in order to easily meet the standard. As one of the methods for changing the brightness of the LED, PWM (Pulse Width Modulation) dimming is known in which the current is turned on and off to change its duty ratio.
本出願人は特許文献1においてPWM減光を採用した点灯制御装置を提案している。
The present applicant has proposed a lighting control device adopting PWM dimming in
一般的なPWM減光では、電流をオンオフするためのスイッチ素子の応答速度によって、実現できる調光率の下限が制限される。この対策として、スイッチ素子をPWM駆動するための制御信号とは別の制御信号に基づき、LEDへの電流の目標値を変化させて調光する手法が提案されている(例えば特許文献2参照)。 In general PWM dimming, the lower limit of the dimming rate that can be realized is limited by the response speed of the switch element for turning on and off the current. As a countermeasure against this, there has been proposed a method of dimming by changing the target value of the current to the LED based on a control signal different from the control signal for PWM driving the switch element (see, for example, Patent Document 2). .
特許文献2に記載される手法では、光源に供給される電流として2つの異なる値が使用される。相対輝度が高い場合は大きい方の電流値が使用され、相対輝度が低い場合は小さい方の電流値が使用される。この場合、電流の設定値は2値であるので、電流を切り替える際の電流の変化は比較的大きくなる。相対輝度を徐々に変化させて電流の切り替え点を通過すると、そこで電流のピーク値が大きく変動し、LEDの発光特性に比較的大きな変動が生じうる。
In the technique described in
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体光源の輝度の設定可能範囲が広いPWM減光を実現しつつ半導体光源の輝度をより滑らかに変化させることができる半導体光源制御装置の提供にある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light source capable of smoothly changing the brightness of the semiconductor light source while realizing PWM dimming with a wide setting range of the brightness of the semiconductor light source. The provision of control devices.
本発明のある態様は、半導体光源制御装置に関する。この半導体光源制御装置は、半導体光源を流れる駆動電流を生成するレギュレータと、駆動電流の大きさが目標値に近づくようにレギュレータを制御する駆動制御部と、を備える。半導体光源を流れる駆動電流の大きさが目標値に近づくように制御される第1状態と、第1状態よりも駆動電流が小さくなる第2状態と、が繰り返されることにより半導体光源の輝度が調節される。第1状態と第2状態との繰り返しにおけるデューティ比および駆動制御部における目標値の両方は半導体光源の輝度の設定値に応じて変化する。目標値またはデューティ比のいずれか一方は、その他方と半導体光源の輝度の設定値とが一対一の関係となるよう設定される。 One embodiment of the present invention relates to a semiconductor light source control device. The semiconductor light source control device includes a regulator that generates a drive current that flows through the semiconductor light source, and a drive control unit that controls the regulator so that the magnitude of the drive current approaches a target value. The brightness of the semiconductor light source is adjusted by repeating the first state in which the magnitude of the drive current flowing through the semiconductor light source is controlled to approach the target value and the second state in which the drive current is smaller than the first state. Is done. Both the duty ratio in the repetition of the first state and the second state and the target value in the drive control unit change according to the set value of the luminance of the semiconductor light source. Either the target value or the duty ratio is set so that the other and the set value of the luminance of the semiconductor light source have a one-to-one relationship.
この態様によると、目標値またはデューティ比と半導体光源の輝度の設定値とは一対一の関係となる。 According to this aspect, the target value or duty ratio and the set value of the luminance of the semiconductor light source have a one-to-one relationship.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and those obtained by replacing the constituent elements and expressions of the present invention with each other among apparatuses, methods, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、半導体光源の輝度の設定可能範囲が広いPWM減光を実現しつつ半導体光源の輝度をより滑らかに変化させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the brightness | luminance of a semiconductor light source can be changed more smoothly, implement | achieving PWM dimming with the wide setting range of the brightness | luminance of a semiconductor light source.
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、信号には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面において説明上重要ではない部材の一部は省略して表示する。また、電圧、電流あるいは抵抗などに付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値あるいは抵抗値を表すものとして用いることがある。 Hereinafter, the same or equivalent components, members, and signals shown in the respective drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted as appropriate. In addition, in the drawings, some of the members that are not important for explanation are omitted. Moreover, the code | symbol attached | subjected to the voltage, electric current, or resistance may be used as what represents each voltage value, electric current value, or resistance value as needed.
本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bとの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。 In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are electrically connected in addition to the case where the member A and the member B are physically directly connected. It includes the case of being indirectly connected through another member that does not affect the connection state. Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as an electrical condition. This includes the case of being indirectly connected through another member that does not affect the state of connection.
実施の形態に係る半導体光源制御装置は、LEDに流れる駆動電流をスイッチング素子を使用して生成するスイッチングレギュレータと、その駆動電流の大きさが目標値に近づくようにスイッチング素子のオンオフをフィードバック制御する駆動制御部と、を備える。さらに半導体光源制御装置ではPWM減光が行われる。すなわち、駆動電流の大きさが目標値に近づくように制御される電流制御状態と、電流制御状態よりも駆動電流が小さくなる電流抑制状態と、が繰り返されることにより、LEDの発光の度合いすなわち輝度が調節される。より具体的には、半導体光源制御装置は、LEDとスイッチングレギュレータとの間の駆動電流の経路上に設けられた調光スイッチ素子を所定の減光周波数f1でオンオフさせることにより、LEDの輝度を調節する。この場合、電流制御状態は調光スイッチ素子のオン状態に対応する。電流抑制状態は調光スイッチ素子のオフ状態に対応し、LEDに流れる駆動電流は実質的にゼロとなる。 The semiconductor light source control device according to the embodiment feedback-controls the switching regulator that generates the drive current flowing through the LED using the switching element and the on / off of the switching element so that the magnitude of the drive current approaches the target value. A drive control unit. Further, the semiconductor light source control device performs PWM dimming. That is, by repeating the current control state in which the magnitude of the drive current is controlled to approach the target value and the current suppression state in which the drive current is smaller than the current control state, the degree of light emission of the LED, that is, the luminance Is adjusted. More specifically, the semiconductor light source control device controls the brightness of the LED by turning on and off the dimming switch element provided on the drive current path between the LED and the switching regulator at a predetermined dimming frequency f1. Adjust. In this case, the current control state corresponds to the ON state of the dimming switch element. The current suppression state corresponds to the off state of the dimming switch element, and the drive current flowing through the LED is substantially zero.
半導体光源制御装置は、電流制御状態と電流抑制状態との繰り返しにおけるデューティ比すなわち調光スイッチ素子のオンオフのデューティ比を、LEDの輝度の設定値(以下、LEDの輝度を最大輝度に対する百分率である調光率で表す)に応じて変化させる。半導体光源制御装置は、駆動電流の目標値を調光率の設定値に応じて変化させる。特にデューティ比および目標値のそれぞれは、調光率のとりうる範囲すなわち1%〜100%において、調光率の設定値に対して単調に変化する。これにより、比較的広範囲な調光制御を実現しつつ、調光時の駆動電流やデューティ比の急な変動を抑えることができる。その結果、LEDの発光特性の急な変動を抑制できる。 In the semiconductor light source control device, the duty ratio in the repetition of the current control state and the current suppression state, that is, the duty ratio of ON / OFF of the dimming switch element is set as the LED brightness setting value (hereinafter, the LED brightness is a percentage of the maximum brightness). It is changed according to the light control rate. The semiconductor light source control device changes the target value of the drive current according to the set value of the dimming rate. In particular, each of the duty ratio and the target value changes monotonously with respect to the set value of the dimming rate in a range where the dimming rate can be taken, that is, 1% to 100%. As a result, it is possible to suppress a sudden change in drive current and duty ratio during dimming while realizing a relatively wide range of dimming control. As a result, a sudden change in the light emission characteristics of the LED can be suppressed.
図1は、車載回路10の構成を示す回路図である。車載回路10は、実施の形態に係る半導体光源制御装置100と、電子制御ユニット(Electronic Control Unit)20と、車載バッテリ30と、車載用のLEDを3つ直列に接続して構成されるLED40と、スイッチSWと、を備える。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of the in-
電子制御ユニット20は、自動車などの車両の電気的な制御を総合的に行うためのマイクロコンピュータである。電子制御ユニット20はスイッチSWを介して車載バッテリ30と接続され、スイッチSWをオンさせることにより車載バッテリ30からバッテリ電圧Vbatを受ける。電子制御ユニット20は、半導体光源制御装置100に入力電圧Vinとして直流のバッテリ電圧Vbatを供給する。電子制御ユニット20は、半導体光源制御装置100に固定電圧すなわち接地電位VGND(=0V)を供給する。電子制御ユニット20は、PWM減光信号S1を生成し半導体光源制御装置100に供給する。
The
PWM減光信号S1は、LED40を高速、例えば数百Hzから数kHzの減光周波数f1で点滅させるための信号である。より具体的にはPWM減光信号S1は、減光周波数f1で電圧が矩形波状に変化する信号である。電子制御ユニット20は、LED40で実現されるべき調光率の設定値に基づいてPWM減光信号S1のデューティ比を設定する。一例では、PWM減光信号S1のデューティ比は調光率の設定値に対応する。
The PWM dimming signal S1 is a signal for causing the
半導体光源制御装置100は、駆動制御部102と、スイッチングレギュレータ104と、ローパスフィルタ106と、点消灯調光制御部108と、調光スイッチ素子110と、電流検出部112と、を含む。
The semiconductor light
スイッチングレギュレータ104は、電子制御ユニット20から入力される入力電圧Vinを、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのトランジスタであってもよいスイッチング素子122を使用して、LED40の順方向降下電圧Vfに対応する出力電圧Voutに変換する。スイッチングレギュレータ104は、調光スイッチ素子110を介して出力電圧VoutをLED40のアノードに印加する。電流の観点から見ると、スイッチングレギュレータ104は駆動電流ILEDを生成し、調光スイッチ素子110を介してLED40に供給する。スイッチングレギュレータ104の接地電位は電子制御ユニット20から供給される。
The
電流検出部112は、駆動電流ILEDの大きさを検出する。電流検出部112は例えば駆動電流ILEDが流れる電流検出抵抗であり、駆動電流ILEDの大きさに応じた検出電圧Vdを生成して駆動制御部102に供給する。
The
駆動制御部102は、駆動電流ILEDの大きさが目標値に近づくようにスイッチング素子122のオンオフを制御する。駆動制御部102は検出電圧Vdおよび目標値設定信号S3に基づいて素子制御信号S4を生成し、スイッチング素子122の制御端子すなわちゲートに出力する。駆動制御部102は、検出電圧Vdに応じた駆動電流ILEDの大きさが目標値設定信号S3の電圧レベルに応じた目標値に近づくように、素子制御信号S4のデューティ比を調整する。
The
調光スイッチ素子110は駆動電流ILEDの経路上に設けられる。特に調光スイッチ素子110は、スイッチングレギュレータ104の出力端子とLED40のアノードとの間に設けられる。調光スイッチ素子110のオンオフはPWM制御信号S2によって制御される。PWM制御信号S2がアサートされるときすなわちハイレベルのとき調光スイッチ素子110はオン状態となる。この場合、LED40に流れる駆動電流ILEDの大きさは駆動制御部102によって目標値に近づくように制御されるので、調光スイッチ素子110のオン状態は電流制御状態に対応する。PWM制御信号S2がネゲートされるときすなわちローレベルのとき調光スイッチ素子110はオフ状態となる。この場合、LED40には実質的に駆動電流ILEDは流れないので、調光スイッチ素子110のオフ状態は電流抑制状態に対応する。
The dimming
点消灯調光制御部108は、PWM減光信号S1に基づき、パルス幅変調されたPWM制御信号S2を生成する。点消灯調光制御部108はマイクロコンピュータである。PWM制御信号S2はそのマイクロコンピュータの同じ端子から調光スイッチ素子110およびローパスフィルタ106のそれぞれに出力される。
The lighting / light-out
点消灯調光制御部108は、PWM減光信号S1によって示される調光率の設定値と調光スイッチ素子110のデューティ比とを対応付けた第1ルックアップテーブルを有する。点消灯調光制御部108は、PWM減光信号S1から調光率の設定値を抽出する。点消灯調光制御部108は、抽出された調光率の設定値を第1ルックアップテーブルを参照してデューティ比に変換する。点消灯調光制御部108は、変換の結果得られた調光スイッチ素子110のデューティ比を実現するPWM制御信号S2を生成する。特に点消灯調光制御部108は、PWM制御信号S2のデューティ比を、変換の結果得られた調光スイッチ素子110のデューティ比とする。
The lighting / light-out
PWM制御信号S2のデューティ比は、PWM制御信号S2の1周期に占めるPWM制御信号S2がハイレベルとなるハイ期間の割合である。ハイ期間の間は調光スイッチ素子110がオン状態となるので、ハイ期間の長さは電流制御状態の継続期間の長さと実質的に等しい。PWM制御信号S2がローレベルとなるロー期間の長さも同様に電流抑制状態の継続期間の長さと実質的に等しい。したがって、PWM制御信号S2のデューティ比が増大すると、電流制御状態の継続期間に対する電流抑制状態の継続期間の割合は減少し、PWM制御信号S2のデューティ比が減少すると、当該割合は増大する。
The duty ratio of the PWM control signal S2 is a ratio of a high period during which the PWM control signal S2 occupies one cycle of the PWM control signal S2. Since the
ローパスフィルタ106にはPWM制御信号S2が入力される。ローパスフィルタ106はPWM制御信号S2をローパスフィルタし、減光周波数f1のタイムスケールで見たときに実質的に直流の電圧を有する目標値設定信号S3を生成し、駆動制御部102に出力する。目標値設定信号S3の電圧レベルはPWM制御信号S2のデューティ比に対応する。PWM制御信号S2のデューティ比が大きいほど目標値設定信号S3の電圧レベルは高く、デューティ比が小さいほど目標値設定信号S3の電圧レベルは低い。
ローパスフィルタ106は、ローパスフィルタ106のカットオフ周波数が減光周波数f1よりも低くなるよう構成される。
The low-
The low-
駆動制御部102は、目標値設定信号S3の電圧レベルと目標値とを対応付けた第2ルックアップテーブルを有する。駆動制御部102は、目標値設定信号S3の電圧レベルを第2ルックアップテーブルを参照して目標値に変換する。あるいはまた、駆動制御部102は、目標値設定信号S3の電圧を適宜スケーリングした後、誤差増幅器の基準入力側に印加してもよい。
The
PWM制御信号S2のデューティ比と駆動電流ILEDの目標値と調光率の設定値との関係を以下の第1表に示す。
第1表において、PWM制御信号S2のデューティ比と調光率の設定値との対応関係は点消灯調光制御部108の第1ルックアップテーブルに保持される。PWM制御信号S2のデューティ比と駆動電流ILEDの目標値との対応関係は、PWM制御信号S2のデューティ比に対応する目標値設定信号S3の電圧レベルと目標値との対応関係の形で駆動制御部102の第2ルックアップテーブルに保持される。
In Table 1, the correspondence relationship between the duty ratio of the PWM control signal S2 and the set value of the dimming rate is held in the first look-up table of the lighting / light-out
第1表を参照すると、調光率を低下させる場合、半導体光源制御装置100は、PWM制御信号S2のデューティ比を減少させると共に駆動電流ILEDの目標値を低下させる。調光率を増大させる場合、半導体光源制御装置100は、PWM制御信号S2のデューティ比を増大させると共に駆動電流ILEDの目標値を増大させる。
また、調光率の設定値はPWM制御信号S2のデューティ比の二乗に実質的に比例する。
Referring to Table 1, when the dimming rate is decreased, the semiconductor light
The set value of the dimming rate is substantially proportional to the square of the duty ratio of the PWM control signal S2.
以上の構成による半導体光源制御装置100の動作を説明する。
図2は、徐変制御中の半導体光源制御装置100の動作状態を示すタイムチャートである。図2は、上から順に、PWM制御信号S2の電圧、駆動制御部102で使用される駆動電流ILEDの目標値、PWM減光信号S1により示される調光率の設定値、を示す。徐変制御は調光率を数秒かけてゆっくり変化させる制御であり、図2には特に調光率を低下させる場合が示される。
The operation of the semiconductor light
FIG. 2 is a time chart showing an operation state of the semiconductor light
調光率が100%に設定される第1期間TP1において、PWM制御信号S2のデューティ比は100%に設定される。すなわち、PWM制御信号S2はハイレベルに固定され、調光スイッチ素子110はオン状態を維持する。駆動電流ILEDの目標値は最大の1500mAに設定される。
In the first period TP1 in which the dimming rate is set to 100%, the duty ratio of the PWM control signal S2 is set to 100%. That is, the PWM control signal S2 is fixed at a high level, and the
調光率が64%に設定される第2期間TP2において、PWM制御信号S2のデューティ比は80%に設定される。駆動電流ILEDの目標値は1200mAに設定される。
調光率が25%に設定される第3期間TP3において、PWM制御信号S2のデューティ比は50%に設定される。駆動電流ILEDの目標値は750mAに設定される。
調光率が9%に設定される第4期間TP4において、PWM制御信号S2のデューティ比は30%に設定される。駆動電流ILEDの目標値は450mAに設定される。
調光率が1%に設定される第5期間TP5において、PWM制御信号S2のデューティ比は10%に設定される。駆動電流ILEDの目標値は150mAに設定される。
各期間のデューティ比と調光率の設定値との間には以下の関係が成立する。
In the third period TP3 in which the dimming rate is set to 25%, the duty ratio of the PWM control signal S2 is set to 50%. The target value of the drive current I LED is set to 750 mA.
In the fourth period TP4 in which the dimming rate is set to 9%, the duty ratio of the PWM control signal S2 is set to 30%. The target value of the drive current I LED is set to 450 mA.
In the fifth period TP5 in which the dimming rate is set to 1%, the duty ratio of the PWM control signal S2 is set to 10%. The target value of the drive current I LED is set to 150 mA.
The following relationship is established between the duty ratio of each period and the set value of the dimming rate.
本実施の形態に係る半導体光源制御装置100は、駆動電流ILEDの目標値および調光スイッチ素子110のオンオフのデューティ比の両方を変化させることでLEDの調光率を変化させる。したがって、より広範囲な調光制御が可能となる。特に、調光率の設定値が比較的低い場合にデューティ比をそれほど小さくしなくてもよいので、調光スイッチ素子110のオンオフの立ち上がり/立ち下がりによる調光率への影響を低減でき、調光率の精度を高めることができる。
The semiconductor light
また、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、そのように広範囲の調光制御が可能でありながら、調光率の設定値の変動に対する目標値の変動が抑えられ、かつ、調光率の設定値の変動に対するデューティ比の変動も抑えられる。したがって、例えば徐変制御中であってもLEDの輝度はより滑らかに変化する。その結果、より信頼性が高く商品価値の高い車両用灯具を実現できる。
Further, in the semiconductor light
マイクロコンピュータにより生成されるPWM制御信号S2のデューティ比の最小値について、本発明者は独自に以下の検討を行った。
PWM制御信号S2のデューティ比の最小値は、ソフトウエア制御にて使用する割り込み処理の処理時間に依存する。
The minimum value of the duty ratio of the PWM control signal S2 depends on the processing time of interrupt processing used in software control.
したがって、
デューティ比の最小値 = 全割り込み処理時間最大値の総和
となる。
Therefore,
Minimum duty ratio = total sum of all interrupt processing time maximum values.
上記を無視して設計した場合、下記の事象が起こり得る。図3は、マイクロコンピュータの割り込み制御を示す説明図である。
PWM調光用のタイマ周期割り込み(2ms周期)の処理にて、デューティ値(コンペアマッチレジスタ)の設定(書き込み)を行う。該割り込みが他の割り込み処理中に発生した場合、その他の割り込み処理が完了するまで該割り込み処理は保留となる。この保留中もPWM調光用タイマのカウントはアップしている。保留後、デューティ値(コンペアマッチレジスタ)を書き込むとき、コンペアマッチレジスタ<タイマカウントであると、タイマ出力=OFFのコンペアマッチが1回分飛ばされ、1周期分以上ハイレベル(ON)が生じてしまう。他の割り込み処理の発生タイミングによっては、オン期間が連続することも起こり得る。このようなコンペアマッチのスキップは、PWM制御信号S2のデューティ比を小さくするほどすなわちコンペアマッチレジスタの値を小さくするほど、より起こりやすくなる。したがって、通常、このようなコンペアマッチのスキップを避けるために、PWM制御信号S2のデューティ比の最小値は上記の通り設定される。
When designing with the above ignored, the following events can occur. FIG. 3 is an explanatory diagram showing interrupt control of the microcomputer.
The duty value (compare match register) is set (written) in the process of the timer cycle interrupt (2 ms cycle) for PWM dimming. If the interrupt occurs during other interrupt processing, the interrupt processing is put on hold until the other interrupt processing is completed. Even during this hold, the count of the PWM dimming timer is up. When the duty value (compare match register) is written after the hold, if the compare match register <timer count, the timer output = OFF compare match is skipped once and a high level (ON) is generated for one cycle or more. . Depending on the generation timing of other interrupt processing, the ON period may continue. Such a skip of the compare match is more likely to occur as the duty ratio of the PWM control signal S2 is decreased, that is, as the value of the compare match register is decreased. Therefore, in order to avoid such a compare match skip, the minimum value of the duty ratio of the PWM control signal S2 is normally set as described above.
これに対して本実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、PWM制御信号S2のデューティ比と並行して駆動電流ILEDの目標値も変化させることにより、より低い調光率を実現する。したがって、上記のようなソフトウエアの多重割り込み処理の影響によりPWM制御信号S2のデューティ比の下限が制限されている状況においても、低い調光率を実現できる。
On the other hand, in the semiconductor light
また、本実施の形態に係る半導体光源制御装置100では、PWM制御信号S2は、点消灯調光制御部108であるマイクロコンピュータの同じ端子から調光スイッチ素子110およびローパスフィルタ106のそれぞれに出力される。したがって、調光スイッチ素子110のオンオフ制御および駆動電流ILEDの目標値制御のためのマイクロコンピュータの端子はひとつでよい。したがって、それらの制御を別々の信号で別々の端子を介して行う場合と比較して、マイクロコンピュータの端子数を低減できる。その結果、端子数の多い大型で高価なマイクロコンピュータを採用する必要はなく、端子数の少ない安価なマイクロコンピュータを選定でき、装置の小型化にも貢献する。
In the semiconductor light
さらに、LED40を複数設けてそれらを個別に点消灯・調光制御する場合、LED40の個数分端子が必要となるので、端子数の低減効果はより顕著である。
In addition, when a plurality of
以上、実施の形態に係る半導体光源制御装置の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、その各構成要素や各処理の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The configuration and operation of the semiconductor light source control device according to the embodiment have been described above. This embodiment is an exemplification, and it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and combination of processes, and such modifications are within the scope of the present invention.
実施の形態では、電子制御ユニット20はPWM減光信号S1を生成して半導体光源制御装置100に供給する一方、PWM減光信号S1によらずに略一定の入力電圧Vinを半導体光源制御装置100に供給する場合について説明したが、これに限られない。例えば、PWM減光信号S1に代わり、LINやCANなど車載ネットワークによるシリアル通信を利用して、通信情報の中の1つとしてPWM減光信号S1に相当する信号を設定し、その信号を点消灯調光制御部108に入力させてもよい。あるいはまた、PWM減光信号S1を廃し、代わりに入力電圧Vinを減光周波数f1でオンオフすることによってPWM減光を実現してもよい。
In the embodiment, the
実施の形態では、調光率を低下させる場合、半導体光源制御装置100は、PWM制御信号S2のデューティ比を減少させると共に駆動電流ILEDの目標値を低下させ、調光率を増大させる場合、半導体光源制御装置100は、PWM制御信号S2のデューティ比を増大させると共に駆動電流ILEDの目標値を増大させる場合について説明したが、これに限られず、目標値またはデューティ比のいずれか一方は、その他方と調光率の設定値とが一対一の関係となるよう設定されればよい。この場合でも、LEDの輝度をより滑らかに変化させることができる。
In the embodiment, when reducing the dimming rate, the semiconductor light
実施の形態では、駆動電流ILEDの経路上に調光スイッチ素子110が設けられる場合について説明したが、これに限られない。例えば、調光スイッチ素子110に代えてまたは加えて、LED40と並列にバイパススイッチ素子を設けてもよい。点消灯調光制御部はバイパススイッチ素子のオンオフを制御することでPWM調光を実現してもよい。
In the embodiment, the case where the
10 車載回路、 20 電子制御ユニット、 30 車載バッテリ、 40 LED、 100 半導体光源制御装置、 102 駆動制御部、 104 スイッチングレギュレータ、 106 ローパスフィルタ、 108 点消灯調光制御部、 110 調光スイッチ素子、 112 電流検出部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
駆動電流の大きさが目標値に近づくように前記レギュレータを制御する駆動制御部と、を備え、
前記半導体光源を流れる駆動電流の大きさが目標値に近づくように制御される第1状態と、第1状態よりも駆動電流が小さくなる第2状態と、が繰り返されることにより前記半導体光源の輝度が調節され、
第1状態と第2状態との繰り返しにおけるデューティ比および前記駆動制御部における目標値の両方は前記半導体光源の輝度の設定値に応じて変化し、
目標値またはデューティ比のいずれか一方は、その他方と前記半導体光源の輝度の設定値とが一対一の関係となるよう設定されることを特徴とする半導体光源制御装置。 A regulator that generates a drive current flowing through the semiconductor light source;
A drive control unit that controls the regulator so that the magnitude of the drive current approaches a target value,
The luminance of the semiconductor light source is repeated by repeating a first state in which the magnitude of the drive current flowing through the semiconductor light source is controlled so as to approach a target value and a second state in which the drive current is smaller than the first state. Is adjusted,
Both the duty ratio in the repetition of the first state and the second state and the target value in the drive control unit change according to the set value of the luminance of the semiconductor light source,
One of the target value and the duty ratio is set so that the other and the set value of the brightness of the semiconductor light source have a one-to-one relationship.
前記点消灯制御部によって生成される制御信号に基づいて第1状態と第2状態とを交互に実現するスイッチ素子と、
前記点消灯制御部によって生成される制御信号が入力されるローパスフィルタと、をさらに備え、
前記駆動制御部は、駆動電流の大きさが前記ローパスフィルタの出力に応じた目標値に近づくように前記レギュレータを制御することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の半導体光源制御装置。 A lighting on / off control unit for generating a pulse width modulated control signal;
A switching element that alternately realizes the first state and the second state based on a control signal generated by the lighting on / off control unit;
A low pass filter to which a control signal generated by the lighting on / off control unit is input,
4. The semiconductor light source control according to claim 1, wherein the drive control unit controls the regulator so that a magnitude of a drive current approaches a target value corresponding to an output of the low-pass filter. 5. apparatus.
制御信号は前記マイクロコンピュータの同じ端子から前記スイッチ素子および前記ローパスフィルタのそれぞれに出力されることを特徴とする請求項4に記載の半導体光源制御装置。 The lighting on / off control unit is a microcomputer,
5. The semiconductor light source control device according to claim 4, wherein the control signal is output from the same terminal of the microcomputer to each of the switch element and the low-pass filter.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012132575A JP2013258003A (en) | 2012-06-12 | 2012-06-12 | Semiconductor light source control device |
CN201310226286.0A CN103491670B (en) | 2012-06-12 | 2013-06-07 | Semiconductor light source control device |
EP20130171423 EP2675246A3 (en) | 2012-06-12 | 2013-06-11 | Semiconductor-light-source control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012132575A JP2013258003A (en) | 2012-06-12 | 2012-06-12 | Semiconductor light source control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013258003A true JP2013258003A (en) | 2013-12-26 |
Family
ID=48607123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012132575A Pending JP2013258003A (en) | 2012-06-12 | 2012-06-12 | Semiconductor light source control device |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2675246A3 (en) |
JP (1) | JP2013258003A (en) |
CN (1) | CN103491670B (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017022633A1 (en) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | 株式会社小糸製作所 | Lighting tool for vehicle and light source lighting circuit |
US9623791B2 (en) | 2015-07-09 | 2017-04-18 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Lighting device, vehicle illumination device, and vehicle |
JP2017092404A (en) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 新日本無線株式会社 | LED control device |
JP2018106862A (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | セイコーエプソン株式会社 | Light emission control circuit, light source device, and electronic device |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103747569B (en) * | 2013-12-25 | 2015-11-25 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | A kind of PWM dimming controlling method, control circuit and apply its LED drive circuit |
US9295129B1 (en) * | 2015-04-02 | 2016-03-22 | Osram Sylvania Inc. | Turn on optimization |
CN104853486A (en) * | 2015-04-27 | 2015-08-19 | 欧普照明股份有限公司 | PWM-based light adjusting circuit |
JP7271554B2 (en) * | 2018-08-10 | 2023-05-11 | 株式会社小糸製作所 | Lighting circuit and vehicle lamp |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008047494A (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Yokogawa Electric Corp | Dimming control method, dimming control device and lighting system |
US20120074866A1 (en) * | 2010-09-25 | 2012-03-29 | Wei-Qiang Zhang | Lighting apparatus and control method thereof |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005332586A (en) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Calsonic Kansei Corp | Lighting dimmer |
US7667408B2 (en) * | 2007-03-12 | 2010-02-23 | Cirrus Logic, Inc. | Lighting system with lighting dimmer output mapping |
JP5457684B2 (en) | 2009-01-20 | 2014-04-02 | 株式会社小糸製作所 | Lighting control device for vehicle lamp |
CN102300355B (en) * | 2010-06-25 | 2013-12-25 | 英飞特电子(杭州)股份有限公司 | Light emitting diode (LED) dimming system |
-
2012
- 2012-06-12 JP JP2012132575A patent/JP2013258003A/en active Pending
-
2013
- 2013-06-07 CN CN201310226286.0A patent/CN103491670B/en active Active
- 2013-06-11 EP EP20130171423 patent/EP2675246A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008047494A (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Yokogawa Electric Corp | Dimming control method, dimming control device and lighting system |
US20120074866A1 (en) * | 2010-09-25 | 2012-03-29 | Wei-Qiang Zhang | Lighting apparatus and control method thereof |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9623791B2 (en) | 2015-07-09 | 2017-04-18 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Lighting device, vehicle illumination device, and vehicle |
WO2017022633A1 (en) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | 株式会社小糸製作所 | Lighting tool for vehicle and light source lighting circuit |
JPWO2017022633A1 (en) * | 2015-08-04 | 2018-05-24 | 株式会社小糸製作所 | Lighting device for vehicle lamp and light source |
US10569695B2 (en) | 2015-08-04 | 2020-02-25 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Vehicular lamp |
JP2017092404A (en) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 新日本無線株式会社 | LED control device |
JP2018106862A (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | セイコーエプソン株式会社 | Light emission control circuit, light source device, and electronic device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103491670A (en) | 2014-01-01 |
EP2675246A3 (en) | 2015-05-13 |
CN103491670B (en) | 2016-05-18 |
EP2675246A2 (en) | 2013-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2013258003A (en) | Semiconductor light source control device | |
JP6114582B2 (en) | Light source control device | |
US8970136B2 (en) | Semiconductor light source lighting circuit and vehicular lamp | |
JP5256943B2 (en) | LED lighting device | |
JP5872833B2 (en) | Semiconductor light source lighting circuit | |
US10129946B2 (en) | High-efficiency, wide dynamic range dimming for solid-state lighting | |
WO2011105086A1 (en) | Driving circuit for light emitting element, light emitting device using same, and display apparatus | |
CN109076676B (en) | L ED current controller | |
JP6867228B2 (en) | Luminous drive, vehicle lighting | |
JP2016197711A (en) | Drive circuit and vehicle lighting device | |
JP2014216600A (en) | Control device and vehicular lamp | |
JP6307302B2 (en) | VEHICLE LIGHT AND DRIVE DEVICE THEREOF | |
JP6343865B2 (en) | Light emitting diode lighting device and lighting device using the light emitting diode lighting device | |
JP6151523B2 (en) | Drive circuit, vehicle lamp | |
JP6134185B2 (en) | Semiconductor light source controller | |
JP5054236B1 (en) | LED lighting device | |
CN108879627B (en) | Electronic module, motor vehicle and method for limiting input current during switch-on | |
JP2014157785A (en) | Drive circuit, and lamp for vehicles | |
JP2014232621A (en) | Light source control device | |
JP5214047B1 (en) | LED lighting device | |
JP2013085383A (en) | Step-up/down converter | |
WO2013111377A1 (en) | Led lighting device | |
JP4909727B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2021002440A (en) | Lighting control device, lighting control method, and vehicular lighting fixture | |
JP7457920B2 (en) | lighting equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150512 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160311 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160405 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170110 |