电源装置和包括该电源装置的灯及车辆

摘要

一种电源装置，包括：包括第一电容器和连接至所述第一电容器的两端的第一和第二感应器的串联电路；开关元件，其一端连接至所述第一感应器的一端与所述第一电容器之间的节点；整流器，其阳极连接至所述第二感应器的一端与所述第一电容器之间的节点；以及第二电容器，连接在所述开关元件的另一端与所述整流器的阴极之间。此外，DC电源连接在所述第一感应器的另一端与所述开关元件的所述另一端之间，使得所述第一感应器的所述另一端连接至所述DC电源的正电极侧。负载连接在所述第二感应器的另一端与所述整流器的所述阴极之间。

权利要求

1.一种电源装置，包括：

串联电路，所述串联电路包括第一电容器和分别连接至所述第一电容器的两端的第一和第二感应器；

开关元件，其一端连接至所述第一感应器的一端与所述第一电容器之间的连接节点；

整流器，其阳极连接至所述第二感应器的一端与所述第一电容器之间的连接节点；以及第二电容器，连接在所述开关元件的另一端与所述整流器的阴极之间，其中，DC电源连接在所述第一感应器的另一端与所述开关元件的所述另一端之间，使得所述第一感应器的所述另一端连接至所述DC电源的正电极侧，并且其中，负载连接在所述第二感应器的另一端与所述整流器的所述阴极之间。

2.如权利要求1所述的电源装置，其中，电阻器并联连接至所述第二电容器。

3.如权利要求1所述的电源装置，其中，所述第二电容器的静电电容大于所述第一电容器的静电电容。

4.如权利要求2所述的电源装置，其中，所述第二电容器的静电电容大于所述第一电容器的静电电容。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的电源装置，还包括用于控制所述开关元件的开通/关断操作的控制电路，其中，在所述第二电容器与所述整流器之间的连接节点处的电位高于参考值时，所述控制电路停止所述开关元件的所述开通/关断操作。

6.如权利要求1至4中的任一项所述的电源装置，还包括用于控制所述开关元件的开通/关断操作的控制电路，其中，所述控制电路包括输出电流探测电路，所述输出电流探测电路基于在连接在所述负载与所述第二电容器与所述整流器之间的连接节点之间的电阻器两端生成的电位来探测所述电源装置的输出电流，并且其中，所述控制电路控制所述开关元件的所述开通/关断操作，使得所述输出电流探测电路的输出维持在预定值，并且在所述输出电流探测电路的所述输出变得低于阈值的状态连续维持达预定时间段时，停止所述开关元件的所述开通/关断操作。

7.如权利要求5所述的电源装置，其中，所述控制电路包括输出电流探测电路，所述输出电流探测电路基于在连接在所述负载与所述第二电容器与所述整流器之间的连接节点之间的电阻器两端生成的电位来探测所述电源装置的输出电流，并且其中，所述控制电路控制所述开关元件的所述开通/关断操作，使得所述输出电流探测电路的输出维持在预定值，并且在所述输出电流探测电路的所述输出变得低于阈值的状态连续维持达预定时间段时，停止所述开关元件的所述开通/关断操作。

8.如权利要求5所述的电源装置，其中，所述控制电路包括输出电流探测电路，所述输出电流探测电路基于在连接在所述负载与所述第二电容器与所述整流器之间的所述连接节点之间的电阻器两端生成的电位来探测所述电源装置的输出电流，并且其中，所述控制电路控制所述开关元件的所述开通/关断操作，使得所述输出电流探测电路的输出维持在预定值，并且在所述第二电容器与所述整流器之间的所述连接节点处的所述电位变得高于所述参考值的状态连续维持达预定时间段时，停止所述开关元件的所述开通/关断操作。

9.如权利要求1至4中任一项所述的电源装置，其中，所述负载是包括一个或多个半导体发光元件的照明负载。

10.一种包括如权利要求1至4中任一项所述的电源装置的灯。

11.一种包括如权利要求10所述的灯的车辆。

说明书

电源装置和包括该电源装置的灯及车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及电源装置和包括该电源装置的灯及车辆。

背景技术

[0002] 常规地，提供了用于车辆中的电源装置(例如，见专利文献1)。此电源装置包括：DC-DC转换电路，DC-DC转换电路包括变压器和开关元件并将输入DC电压转换为期望的DC电压；输出调节单元，其基于DC-DC转换电路的反馈输出电压，输出PWM信号来控制开关元件的开通/关断操作；以及输出异常确定单元，其探测DC-DC转换电路的输出电压的异常。

[0003] 在用于车辆中的此电源装置中，由于例如有缺陷的布线或由导线的退化或收缩引起的短路，电源装置的输出线可以与DC电源(电池)的地(负电极(－)侧)接触(称作地侧故障)，或与DC电源正电极(+)侧接触(称作正侧故障)，并且可以损坏电源装置。然而，根据专利文献1中描述的电源装置，如果发生该事故，则通过输出异常确定单元探测输出电压的异常。因此，能够通过在探测到异常时停止开关元件的开关操作来实现电路保护。

[0004] 专利文献1：日本专利申请公开No.2009-284721([0024]-[0044]段以及图1)[0005] 通过在发生地侧故障或正侧故常时停止开关元件的开关操作，专利文献1中描述的电源装置能够实施电路保护，但是其是昂贵的，因为转换电路中使用了变压器。

发明内容

[0006] 基于以上，本发明提供了一种能够增强安全性，同时最小化成本的电源装置、以及包括该电源装置的灯和车辆。

[0007] 根据本发明的实施例，提供了一种电源装置，包括：串联电路，所述串联电路包括第一电容器和分别连接至所述第一电容器的两端的第一和第二感应器；开关元件，其一端连接至所述第一感应器的一端与所述第一电容器之间的连接节点；整流器，其阳极连接至所述第二感应器的一端与所述第一电容器之间的连接节点；以及第二电容器，连接在所述开关元件的另一端与所述整流器的阴极之间。DC电源连接在所述第一感应器的另一端与所述开关元件的所述另一端之间，使得所述第一感应器的所述另一端连接至所述DC电源的正电极侧，并且负载连接在所述第二感应器的另一端与所述整流器的所述阴极之间。

[0008] 此外，电阻器可以并联连接至所述第二电容器。

[0009] 此外，所述第二电容器的静电电容可以大于所述第一电容器的静电电容。

[0010] 此外，所述电源装置还可以包括用于控制所述开关元件的开通/关断操作的控制电路。在所述第二电容器与所述整流器之间的连接节点处的电位高于参考值时，所述控制电路可以停止所述开关元件的所述开通/关断操作。

[0011] 此外，所述电源装置还可以包括用于控制所述开关元件的开通/关断操作的控制电路，并且所述控制电路可以包括输出电流探测电路，所述输出电流探测电路基于在连接在所述负载与所述第二电容器与所述整流器之间的连接节点之间的电阻器两端生成的电位来探测所述电源装置的输出电流。此外，所述控制电路可以控制所述开关元件的所述开通/关断操作，使得所述输出电流探测电路的输出维持在预定值，并且在所述输出电流探测电路的所述输出变得低于阈值的状态连续维持达预定时间段时，可以停止所述开关元件的所述开通/关断操作。

[0012] 此外，所述电源装置还可以包括用于控制所述开关元件的开通/关断操作的控制电路，并且所述控制电路可以包括输出电流探测电路，所述输出电流探测电路基于在连接在所述负载与所述第二电容器与所述整流器之间的所述连接节点之间的电阻器两端生成的电位来探测所述电源装置的输出电流。此外，所述控制电路可以控制所述开关元件的所述开通/关断操作，使得所述输出电流探测电路的输出维持在预定值，并且在所述第二电容器与所述整流器之间的所述连接节点处的所述电位变得高于所述参考值的状态连续维持达预定时间段时，可以停止所述开关元件的所述开通/关断操作。

[0013] 此外，所述负载可以是包括一个或多个半导体发光元件的照明负载。

[0014] 根据本发明的另一实施例，提供了一种包括上述电源装置的灯。

[0015] 根据本发明的另一实施例，提供了一种包括上述灯的车辆。

[0016] 根据本发明，具有提供具有增强的安全性并最小化成本的电源装置以及包括该电源装置的灯及车辆的效果。

附图说明

[0017] 根据接合附图给出的实施例的以下描述，本发明的目的和特征将变得明显，其中：

[0018] 图1A和1B分别介绍示出根据本发明的第一实施例的电源装置的基本配置的示意性电路图和施加有此基本配置的示意性电路图；

[0019] 图2A和2B是用于解释电源装置的操作的电路图；

[0020] 图3示出用于解释电源装置的操作的波形图(a)至(g)；

[0021] 图4示出用于解释发生地侧故障时，电源装置的操作的波形图(a)至(d)；

[0022] 图5示出用于解释发生地侧故障时，电源装置的另一操作的波形图(a)至(d)；

[0023] 图6是根据本发明的第二实施例的电源装置的示意性电路图；

[0024] 图7示出用于解释图6中所示的电源装置的操作的波形图(a)至(g)；

[0025] 图8是根据本发明的第三实施例的电源装置的示意性电路图；

[0026] 图9是根据本发明的第四实施例的电源装置的示意性电路图；

[0027] 图10是根据本发明地第五实施例的灯的横截面视图；

[0028] 图11是根据本发明的第六实施例的车辆的外部透视图。

具体实施方式

[0029] 以下，将参照形成本发明的一部分的附图描述本发明的实施例。

[0030] (第一实施例)

[0031] 图1A是示出根据本发明的第一实施例的电源装置的基本配置的示意性电路图。图1B是施加有此基本配置的示意性电路图。

[0032] 电源装置2包括：第一电容器C1与分别连接在第一电容器C1的两端的第一和第二感应器L1和L2的串联电路；以及开关元件S1，其一端连接至第一感应器L1的一端与第一电容器C1之间的连接节点。

[0033] 电源装置2还包括：二极管(整流器)D1，其阳极连接至第一电容器C1与第二感应器L2的一端之间的连接节点；以及第二电容器C2，连接在所述开关元件S1的另一端与二极管D1的阴极之间。另外，电源装置2包括控制开关元件S1的开通/关断操作的控制电路20。虽然，在此实施例中，例如电压驱动MOSFET用作开关元件S1，但是各种元件可以用作开关元件S1，而不限于MOSFET。此外，各种元件可以用作整流器，而不限于二极管D1。

[0034] 输入端T1连接至第一感应器L1的另一端(与连接至第一电容器C1的侧相对)。连接至输入端T1的是DC电源(例如12V的电池)1的正电极(+侧)。输入端T2连接至开关元件S1的另一端(连接至第二电容器C2的侧)。连接至输入端T2的是DC电源1的负电极(－侧)。

[0035] 输入端T3连接至第二感应器L2的另一端(与连接至第一电容器C1的侧相对)。连接至输出端T3的是负载3的一端。输出端T4连接至二极管D1的阴极。连接至输出端T4的是负载3的另一端。此外，在图1B中所示的范例中，第三电容器C3(平滑电容器)连接在电源装置2的输出端之间。

[0036] 考虑到例如电路部件的小型化，控制电路20输出频率为数100kHz的驱动信号至开关元件S1来以高频率开通/关断开关元件S1。具体地，控制电路20通过固定频率PWM控制(改变开关元件S1的开通工作状态)来控制开关元件S1的开通/关断操作。为进一步解释，虽然未示出，但是能够通过探测至电源装置2的输入电流或输入电压并控制开关元件S1的开通/关断操作，以使得输入电流或输入电压维持在预定值，来获得期望的输出，或者通过探测来自电源装置2的输出电流或输出电压并控制开关元件S1的开通/关断操作，以使得输出电流或输出电压维持在预定值，来获得期望的输出。此外，因为控制电路20采用常规公知的配置，所以将省略其详细描述。

[0037] 图2A和2B介绍用于解释电源装置2的操作的电路图。图2A示出了开关元件S1开通的情况，而图2B示出了开关元件S1关断的情况。此外，图2A和2B中的符号+表示在第一至第三电容器C1至C3中生成的电压的极性。此外，在图2A和2B中，Vin和Vout分别代表至电源装置2的输入电压和来自电源装置2的输出电压，且I1和I2分别代表流过第一感应器L1的电流和流过第二感应器L2的电流。此外，图3示出了用于解释电源装置2的操作的波形图(a)至(g)。以下，将参照图2A和2B以及图3(a)至(g)描述电源装置
2的操作。

[0038] 在时间t0，当控制电路20开通开关元件S1时，流过第一感应器L1的电流I1随时间增大，并且能量存储在第一感应器L1中。此时，在时间t0之前的关断时段中存储在第一和第二电容器C1和C2中的能量通过开关元件S1供应至负载3。此外，此时，流过第二感应器L2的电流I2随时间增大，并且能量存储在第二感应器L2中。因此，第一电容器C1的电压Va－Vb和第二电容器C2的电压Vc减小。

[0039] 在时间t1，当控制电路20关断开关元件S1时，存储在第一感应器L1中的能量通过二极管D1转移以存储在第一和第二电容器C1和C2中。结果，第一电容器C1的电压Va－Vb和第二电容器C2的电压Vc增大，并且电流随时间增大。此外，此时，存储在第二感应器L2中的能量通过二极管D1转移以供应至负载3，并且电流I2随时间降低。甚至在时间t2之后，通过以相同方式重复开关元件S1的开通/关断操作，电功率也能够通过相同操作供应至负载3。

[0040] 这里，如果第一和第二电容器C1和C2具有相同电容，则就能量而言，分别在第一和第二电容器C1和C2中生成相同电压，并且图3示出了此情况下的波形(a)至(g)。换句话说，第一电容器C1的电压Va－Vb和第二电容器C2的电压Vc具有相同波形(见图3(e)和(f))。此外，在根据本实施例的电路配置和操作中，最终输出电压Vout变为负(见图3(g))，并且通过将第一和第二电容器C1和C2的电压Va－Vb和Vc相加获得的值基本等于通过将输入电压Vin和输出电压Vout的绝对值相加获得的值。

[0041] 此外，在以上描述中，已经作为范例示例了其中分别流过第一和第二感应器L1和L2的电流I1和I2连续流动而不变为零的模式(连续电流模式)，以促进对电源装置2的基本操作的理解。此外，作为已经由第三电容器C3完全平滑的值获得输出电压Vout。然而，实际上，电流I1和I2的每个脉冲增大或按第一和第二电容器C1和C2或第一和第二感应器L1和L2的常数、开关元件S1的驱动频率、负载3的阻抗等变得更平，但是基本操作与本实施例中描述的相同。

[0042] 接下来，将参照图4和5描述在电源装置2的输出端T3或输出端T4发生地侧故障或正侧故障时的操作。

[0043] 图4示例在输出端T4发生地侧故障时的操作波形图。在此情况下，因为由于地侧故障，输出端T4的电位固定于DC电源1的地(负电极)的电位，所以结果，第二电容器C2的电压Vc变为零(见图4(c))，而第一电容器C1的电压Va－Vb增大相应的量(见图4(b))。

[0044] 图5示例在输出端T3发生地侧故障时的操作波形图。在此情况下，因为由于地侧故障，输出端T3的电位固定于DC电源1的地(负电极)的电位，所以第二电容器C2的电压Vc变为由输出电压Vout确定的电位，而第一电容器C1的电压Va－Vb粗略等于输入电压Vin的电压。

[0045] 另外，虽然未示出在输出端T4发生正侧故障的情况，但是在该情况下，由于正侧故障，输出端T4的电位固定于DC电源1的正电位。此外，虽然未示出在输出端T3发生正侧故障的情况，但是在该情况下，由于正侧故障，输出端T3的电位固定于DC电源1的正电位。

[0046] 并且在以上任何情况下，通过在需要时控制开关元件S1的开通/关断操作，将电功率连续地供应至负载3是可能的。

[0047] 从而，根据此实施例，电路配置为包括第一和第二感应器L1和L2以及第一和第二电容器C1和C2，使得输入侧与输出侧在DC方面(DC-wisely)隔离。因此，无需如常规范例中那样采样变压器，并且相应地抑制成本变得可能。

[0048] 此外，在此实施例中，因为输入侧与输出侧通过例如第一和第二电容器C1和C2在DC方面隔离，所以即使在输出侧发生地侧故障或正侧故障时，以增强的安全性提供电源装置2而不影响输入侧也是可能的。此外，在此实施例中，因为输入侧的第一感应器L1和输出侧的第二感应器L2串联连接，所以将输入侧和输出侧的电压纹波和电流抑制至低水平是可能的。还有，根据此实施例，将DC电源1的电压升压或降压至适合负载3的电压是可能的。

[0049] 此外，虽然在此实施例中已经示例了第一和第二电容器C1和C2具有相同电容的情况，但是通过改变第一和第二电容器C1和C2的静电电容，使在第一电容器C1中生成的电压不同于在第二电容器C2中生成的电压是可能的。例如，如果期望使输出端T4的电位尽可能接近地电平，则能够通过使第二电容器C2的静电电容大于第一电容器C1的静电电容来实现它。换句话说，能够根据第一电容器C1和第二电容器C2的电容比率，将第二电容器C2的电压Vc设定为低电平。另外，例如在期望将输出电压的范围设定为预定范围时，改变第一和第二电容器C1和C2的静电电容是有效的。此外，通过使用控制电路20来控制开关元件S1的方法不限于PWM控制，并且可以使用各种方法(例如，频率控制)。

[0050] (第二实施例)

[0051] 将参照图6和7描述电源装置2的第二实施例。

[0052] 图6是根据本发明的第二实施例的电源装置2的示意性电路图。电源装置2包括：第一电容器C1与第一和第二感应器L1和L2的串联电路、开关元件S1、二极管(整流器)D1、第二电容器C2、第三电容器C3、以及并联连接至第二电容器C2的第一电阻器R1。通过将第一电阻器R1与第二电容器C2并联连接，第二电容器C2的电压Vc能够设定为基于第一电阻器R1的电阻值的值。

[0053] 图7示例第一电阻器R1的电阻值设定为相对小的值(例如100Ω或更小)时的操作波形图。在此情况下，第二电容器C2的电压Vc基本变为零(见图7(c))，并且第一电容器C1的电压Va－Vb增加如以上在第一实施例中描述的对应量(见图7(b))。以此方式，通过将第一电阻器R1的电阻值设定为相对小的值，能够将输出端T4的电位降低至地电平。此外，通过根据待探测的异常状态(例如地侧故障或正侧故障)合适地选择第一电阻器R1的电阻值，探测异常状态是可能的。

[0054] 另一方面，如果第一电阻器R1的电阻值设定为相对大的值(例如1KΩ)，则第二电容器C2的电压Vc变为在数伏的范围中脉动的电压。

[0055] 此外，在此实施例中，通过使第二电容器C2的静电电容大于第一电容器C1的静电电容，减小第二电容器C2的电压Vc的纹波是可能的，并且当期望获得接近零的电压(包括纹波)时，其是有效的。

[0056] (第三实施例)

[0057] 将参照图8描述电源装置2的第三实施例。

[0058] 图8是根据本发明的第三实施例的电源装置2的示意性电路图。电源装置2包括：第一电容器C1与第一和第二感应器L1和L2的串联电路、开关元件S1、二极管(整流器)D1和第二电容器C2。此外，电源装置2包括第三和第四平滑电容器C3和C4、并联连接至第二电容器C2的第一电阻器R1、连接在第二电容器C2与输出端T4之间的第二电阻器R2、以及控制电路20’。在此实施例中，负载3是照明负载，并且电源装置2是向照明负载3供应照明功率的照明装置。

[0059] 照明负载3包括例如串联连接的多个(图8中两个)LED模块30和31。LED模块30和31中的每一个包括串联连接的四个LED芯片(半导体发光元件)。

[0060] 以下，将详细描述根据本发明的实施例的控制电路20’的配置。控制电路20’包括：具有运算放大器20a、电容器C13和电阻器R13和R14并用作输出电流探测电路的第一反相放大器电路、以及具有运算放大器20b、电容器C12和电阻器R12的第一错误运算电路。此外，控制电路20’包括比较器20e，比较器20e将第一错误运算电路的输出与来自振荡器(高频振荡电路)20k的高频参考振荡信号进行比较并确定开关元件S1的驱动信号的工作状态，使得来自第一反相放大器电路的输出值等于参考电压Vref2。

[0061] 连接至第一反相放大器电路的运算放大器20a的反相输入端的为用以探测电源装置2的输出电流的第二电阻器R2，由此实现反馈控制以使得输出电流维持在预定恒定电流。

[0062] 接下来，将描述根据此实施例的控制电路20’的第一特征。控制电路20’包括具有反相输入端的比较器20d，第二电容器C2的电压Vc通过具有电阻器R11和电容器C11的RC滤波器输入至反相输入端。通过将电压Vc与参考电压Vref1进行比较，探测诸如在输出端T3或T4可能发生的地侧故障或正侧故障的异常是可能的。当探测到地侧故障或正侧故障时，比较器20d的输出从高电平变化为低电平。结果，与电路20q的输出变为低电平，并且通过此低电平信号关断开关元件S1，以停止开关操作。

[0063] 在此实施例中，参考电压Vref1对应于第一参考值。此外，根据发生异常的模式，施加至比较器20d的反相输入端的电压可以变得过大，并且从而，设置插入在比较器20d的反相输入端与地之间的齐纳二极管Z11，以保护比较器20d。

[0064] 这里，将描述在输出端T3或T4已发生地侧故障或正侧故障时的操作。首先，当在输出端T3发生地侧故障时，输出端T3的电位固定于DC电源1的地(负电极)，使得第三电容器C3两端的电压Vc(第二电容器C2的电压)显著增大。当发生地侧故障或正侧故障时，电压Vc大于比较器20d的参考电压Vref1。因此，低电平信号从比较器20d输出，并且由此低电平信号关断开关元件S1以停止开关操作。

[0065] 此外，当在输出端T3发生正侧故障时，输出端T3的电位固定于DC电源1的正电位，并且此外，第三电容器C3两端的电压Vc的电位增大。因此，如上所述，低电平信号从比较器20d输出，并且由此低电平信号关断开关元件S1以停止开关操作。

[0066] 此外，当在输出端T4发生正侧故障时，输出端T4的电位固定于DC电源1的正电位，并且第三电容器C3两端的电压Vc的电位显著增大。因此，如上所述，低电平信号从比较器20d输出，并且由此低电平信号关断开关元件S1以停止开关操作。

[0067] 此外，当在输出端T4发生地侧故障时，第一电阻器R1和第二电阻器R2有效地并联连接，并且由于在第三电容器C3中生成电压，地侧故障电流经由第一和第二电阻器R1和R2的并联电路流过照明负载3。因此，在第二电容器C2与电阻器R2之间的连接节点c处生成对应于流过第一和第二电阻器R1和R2的合成电阻的电流的电压。在此情况下，通过合适地设定第一和第二电阻器R1和R2中的每一个的电阻值和参考电压Vref1的值，如上所述地探测异常(地侧故障)是可能的。

[0068] 接下来，将描述根据此实施例的控制电路20’的第二特征。控制电路20’包括：具有反相输入端的比较器20f，第一反相放大器电路的输出输入到该反相输入端；以及定时器20m。比较器20f输出对应于输入电压与参考电压Vref3的比较的结果的信号。例如，如果第一反相放大器电路的输出电压(即对应于电源装置2的输出电流的值)比参考电压Vref3低，则比较器20f输出高电平信号至定时器20m。如果从比较器20f至定时器20m的输入信号在预定时间段(例如100ms)连续地具有高电平，则定时器20m将输出信号从低电平改变至高电平。

[0069] 定时器20m的输出信号输入至NOR电路20r。如果至NOR电路20r的输入信号具有高电平，则从NOR电路20r输出低电平信号，并且由此低电平信号关断开关元件S1以停止开关操作。在此实施例中，参考电压Vref3为第二参考值(阈值)。此外，定时器20m的闭锁状态解除一次，例如，关断输入至电源装置2的功率(功率重置)。

[0070] 这里，在输出端T3或T4发生地侧故障或正侧故障的情况下，第二电阻器R2与输出端T4之间的连接节点d处的电压Vd为零或比零高的值(在正常状态为负电位)，输出电流的探测值变为零。结果，从比较器20f输出高电平信号。如果连续地输出此高电平信号达预定时间段，则开关元件S1关断以停止开关操作。这里，提供定时器20m以防止噪声的影响，并且可以根据预期的噪声合适地设定定时器20m的设定时间。

[0071] 接下来，将描述控制电路20’的不同部分。控制电路20’还包括：具有运算放大器20c、电容器C14和电阻器R16和R17的第二反相放大器电路；具有反相输入端的比较器20g和20j，第二反相放大器电路的输出输入至比较器20g和20j的反相输入端；具有非反相输入端的比较器20h，第二反相放大器电路的输出输入至比较器20h的非反相输入端；以及定时器20n和20p。输出端T3的电位(通常为负电位)输入至第二反相放大器电路的运算放大器20c的反相输入端。于是，在反相和放大之后，其输出至比较器20g、20h和20j中的每一个。

[0072] 比较器20j将来自第二反相放大器电路的输出电压与参考电压Vref6进行比较，并将对应于比较结果的信号输出至AND电路20q。例如，在没有照明负载3连接至电源装置(照明装置)2的输出侧的无负载状态(断开状态)，输出电压将异常地高。因此，提供比较器20j以防止电路被此异常电压损坏。换句话说，当来自第二反相放大器电路的输出电压大于参考电压Vref6时，比较器20j将低电平信号输出至AND电路20q并关断开关元件S1以停止开关操作。当照明负载3本身具有开路故障时，此电路也是有效的。

[0073] 此外，比较器20h将来自第二反相放大器电路的输出电压与参考电压Vref5进行比较，并且将对应于比较结果的信号输出至定时器20p。如果来自比较器20h的信号在预定时间段(例如100ms)连续地具有高电平，则定时器20p将输出信号从低电平改变至高电平，并将其输出至NOR电路20r。因为低电平信号对应地从NOR电路20r输出，所以开关元件S1关断。换句话说，如果由于例如输出侧的断开状态，输出电压高的状态连续发生，则能够通过此电路完全停止开关元件S1。

[0074] 此外，比较器20g将来自第二反相放大器电路的输出电压与参考电压Vref4进行比较，并且将对应于比较结果的信号输出至定时器20n。在比较器20g中，因为输出电压输入至反相输入端，所以输出电压在参考电压Vref4以下时，从比较器20g输出高电平信号。如果来自比较器20g的信号在预定时间段(例如100ms)连续地具有高电平，则定时器20n将输出信号从低电平改变至高电平，并且将其输出至NOR电路20r。以与以上相同的方式，开关元件S1关断以停止开关操作。即，如果在输出端T3和T4之间发生短路，或照明负载
3已经短路，则输出电压下降，使得能够通过探测该输出电压来完全停止开关元件S1。

[0075] 从而，根据此实施例，如果由于发生地侧故障或正侧故障，在第二电容器C2与二极管D1之间在连接节点c处的电位(即第二电容器C2的电压Vc)比参考电压Vref1(第一参考值)大，则控制电路20’关断开关元件S1以停止开关操作。因此，提供具有确保的安全性的电源装置2是可能的。还有，通过使用此实施例的电源装置2以降低的成本提供照明装置是可能的。

[0076] 另外，在发生地侧故障或正侧故障的情况下，输出电流变得比参考电压Vref3低(第二参考值(阈值))，并且如果此状态连续地维持预定的时间段，则控制电路20’关断开关元件S1以停止开关操作。从而，提供具有确保的安全性的电源装置2是可能的。

[0077] (第四实施例)

[0078] 将参照图9描述电源装置2的第四实施例。

[0079] 图9是根据本发明的第四实施例的电源装置的示意性电路图，其是本发明应用于照明装置的范例，该照明装置如上述第三实施例中那样向照明负载3供应照明功率。以下，将集中在第三和第四实施例之间的差异上详细描述控制电路20”的配置。此外，将省略对与第三实施例相同的配置的冗余描述。

[0080] 控制电路20”包括：第一差分放大器电路，第一差分放大器电路具有运算放大器20a、电容器C13和电阻器R13、R14、R15和R19，并用作输出电流探测电路；以及第一错误运算电路(error operational circuit)，第一错误运算电路具有运算放大器20b、电容器C12和电阻器R12。此外，控制电路20”包括比较器20e，比较器20e将第一错误运算电路的输出与振荡器(高频振荡电路)20k的高频参考振荡信号进行比较并且确定开关元件S1的驱动信号的工作状态，使得来自第一差分放大器电路的输出等于参考电压Vref2。连接至第一差分放大器电路的运算放大器20a的输入端的是设置来探测电源装置2的输出电流的第二电阻器R2的两个端子，由此实现反馈控制，使得输出电流维持在预定恒定电流。

[0081] 此外，控制电路20”包括具有反相输入端的比较器20d，第二电容器C2的电压Vc通过具有电阻器R11和电容器C11的RC滤波器输入至该反相输入端。通过将电压Vc与参考电压Vref1进行比较，探测诸如可以在输出端T3或T4发生的地侧故障或正侧故障的异常是可能的。当探测到地侧故障或正侧故障时，比较器20d的输出从高电平改变至低电平。在此实施例中，参考电压Vref1对应于第一参考值。

[0082] 此外，在比较器20d的输出侧设置状态探测电路20s，并且状态探测电路20s的输出端连接至AND电路20q的输入端。如果状态探测电路20s的输入端保持在低电平达预定时间段(例如，1ms)，则状态探测电路20s将其输出从高电平改变至低电平。具体地，如果输入保持在低电平达预定时间段(保持低电平达预定时间段)，或如果输入重复地从高电平改变至低电平达预定时间段(重复高和低电平达预定时间段)，则状态探测电路20s的输出从高电平改变至低电平，并且此状态保持(闭锁)。

[0083] 根据此实施例，如果在输入端发生诸如地侧故障或正侧故障的异常，则能够停止开关元件S1的开关操作，同时防止噪声的影响，由此提供具有确保的安全性的电源装置2。

[0084] 此外，因为差分放大器电路用于探测输出电流，所以流过用于电流探测的电阻器R2的电流被探测并且通过反馈控制来执行开关操作，使得探测的电流对应于参考电压Vref2。因此，即使在输出端发生异常，抑制能够流过照明负载3等的过量电流也是可能的。

[0085] 此外，通过选择电阻器R1和R2以及参考电压Vref1的值，即使在输出端T4发生地故障，其也能够受到控制，使得输出电流变为恒定电流，并且能够连续地执行该操作，几乎不受到地侧故障的影响。因此，提供如下照明装置是可能的：在该照明装置中，照明功率保持供应至照明负载3并且即使在输出端发生地故障，只要可能，其照明状态也维持。具体地，电阻器R2的值可以设定为比电阻器R1的值小(例如，4.7Ω的电阻器R1和0.22Ω的电阻器R2)，并且参考电压Vref1可以设定为比在电阻器R2两端生成的电压高的值。

[0086] 此外，在此实施例中，即使由于输出端T3和T4具有阻抗(例如数10Ω至数100Ω)的事实而发生地侧故障时，也能够无误地停止开关元件S1的开关操作，或者能够通过控制输出电流为维持在恒定电流来连续地执行该操作，几乎不受影响。

[0087] 此外，虽然已经在第三和第四实施例中作为范例描述了具有两个LED模块的照明负载3的情况，但是LED模块的数量不限于两个，并且可以设置一个或三个或更多LED模块。此外，已经将使用错误运算电路的比例积分控制用作控制以维持恒定电流的方法，但是其不限于此，只要能够控制以维持恒定电流就行。此外，可以通过使用微计算机等来配置控制电路，并且也可以将控制电路配置为数字反馈控制单元。另外，已经作为范例描述了执行恒定电流控制的照明装置，但是本发明可以应用于执行恒定电压控制的照明装置，而不限于第三和第四实施例。

[0088] (第五实施例)

[0089] 将参照图10描述具有第一至第四实施例中描述的电源装置2的灯的实施例。

[0090] 图10是用于根据第五实施例的车辆中的前灯(灯)A的横截面视图。前灯A包括作为主元件的照明负载3、由透镜或反射板形成并放置在照明负载3前面(图10中左侧)的光学单元4、以及向照明负载3供应照明功率的电源装置(照明装置)2。

[0091] 电源装置2和照明负载3通过输出线L20彼此电连接，使得照明功率通过输出线L20供应至照明负载3。此外，热沉板5联接至照明负载3，并且照明负载3生成的热由热沉板5耗散至外部。光学单元4意在控制从照明负载3发出的光的光分布。电源装置2通过功率线L10供应来自设置在车辆侧上的电池(未示出)的功率。

[0092] 这里，热沉板5可以连接至车内的电池的地侧，或电源装置2的用于固定或防止噪声的外壳。因此，可以在电源装置2的输出端发生地侧故障。即使在此情况下，通过将在第一至第四实施例中描述的电源装置2安装在前灯A上，提供能够减小成本同时确保安全性的前灯(灯)A是可能的。

[0093] 另外，灯不限于此实施例的前灯A，并且可以是后面将描述的车辆B的方向指示器(方向灯)或尾灯，或那些以外的任何其它东西。

[0094] (第六实施例)

[0095] 将参照图11描述装备有头灯A的车辆的实施例。

[0096] 图11是此实施例的车辆B的外部透视图。车辆B装备有第五实施例中描述的头灯A对。

[0097] 在此情况下，即使由于例如导线中的缺陷而发生导线的破裂、导线涂层的剥离等以及在电源装置2的输出端(输出端T3或T4)发生地侧故障或正侧故障，开关元件S1也如上所述地关断以停止开关操作。从而，提供能够降低成本同时确保安全性的车辆B是可能的。

[0098] 虽然已经关于实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以不脱离如以下权利要求限定的本发明的范围进行各种改变和修改。