CN102740554B

CN102740554B - 发光元件驱动装置

Info

Publication number: CN102740554B
Application number: CN201210109430.8A
Authority: CN
Inventors: 大嶋一则; 增冈宏信
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2032-04-13
Also published as: CN102740554A; US20120262070A1; US8779692B2; JP2012221869A

Abstract

本发明涉及发光元件驱动装置。检测由于因连接器不良、晶须、异物掉落、误连接等引起的短路而产生的异常状态，并可靠地切断异常电流。与发光部串联连接根据PWM信号进行开启/关闭的第1开关元件。第1开关元件以在第2开关元件开启的时候，不管PWM信号如何均关闭的方式构成。第2开关元件以在由充电电路的充电动作而产生的电压成为规定的电压值以上的时候开启的方式构成。充电电路在第1开关元件的输入输出之间的电压发生下降的时候，使充电了的电荷进行放电。

Description

发光元件驱动装置

技术领域

本发明涉及发光元件驱动装置，特别是涉及能够检测作为发光元件的LED的驱动中的过电流从而从异常状态保护电路的发光元件驱动装置。

背景技术

一直以来，LED等的发光元件用于照明装置、液晶面板(panel)等的显示装置中的背光中。在用于驱动发光元件(LED等)的电路中，防备发光元件的故障而配备有保护电路。例如，在专利文献1中，公开了根据连接于电源与发光元件之间的过电流检测用电阻器上的电压下降，检测流过发光元件的电流并控制该电流的保护电路。

另外，在专利文献2中，公开了在LED发生短路的时候由电流设定元件抑制所流过的过电流的保护电路。在该保护电路中，在LED发生短路的时候，与LED串联连接的电流设定元件会抑制电流增加并减轻电力损失。根据专利文献2，作为电流设定元件使用晶体三极管。晶体三极管的集电极被连接于LED，发射极(emitter)经由电阻而连接于电源的接地侧，基极(base)被连接于运算放大器的输出。在运算放大器的一方的输入上连接有晶体三极管的发射极与电阻的连接点，在运算放大器的另一方的输入上连接有基准电压。再有，检测LED的短路的检测部在检测到LED的短路的时候，使输入到运算放大器的基准电压降低。因此，在LED发生短路的时候，运算放大器所输出的电压降低，且流过晶体三极管的电流的增加被抑制。由此，可以减轻作为电流设定元件的晶体三极管的电力损失。

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开平9-331017号公报

专利文献2：日本专利申请公开2006-222377号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在专利文献1的保护电路中，用于控制流过发光元件的电流的电路较为复杂，且部件个数增加。

另外，在专利文献2的保护电路中，需要用于控制运算放大器和电路电流的基准信号。因此，存在着所谓部件个数增加且电路变得复杂的问题。另外，在专利文献2中，没有公开进行PWM调光的单元。如果在为了进行PWM调光而由外部信号使与LED串联连接的晶体三极管开启(ON)/关闭(OFF)的情况下，检测由于LED发生短路而引起的电流增加的检测部要求在应答性方面表现优异。在包含运算放大器的检测部的应答性表现不良的情况下，因为有发生误动作的可能性，所以动作特性会发生恶化，并会担忧保护性能得不到充分的发挥。

因此，本发明的目的在于，提供一种设置根据在串联连接了发光元件的发光部与作为开关元件的MOSFET的连接点上的电压进行动作的定时器(timer)电路，由定时器电路能够强制性地停止MOSFET的开关动作，从而能够切断由于连接器不良、晶须、异物掉落等而使发光元件的两端之间发生短路的时候的异常电流的发光元件驱动装置。

解决问题的技术手段

为了达到上述目标，本发明的发光元件驱动装置的特征在于，是根据PWM信号对串联连接了1个或者多个发光元件的发光部进行调光的发光元件驱动装置，具备：第1开关元件，与所述发光部串联连接，并根据所述PWM信号进行开启/关闭；保护电路，由充电电路和在由该充电电路的充电动作而产生的电压成为规定的电压值以上的时候进行开启的第2开关元件所构成；所述充电电路以在所述第1开关元件的输入输出之间的电压发生下降的时候经由所述第1开关元件进行放电的方式进行构成，所述第1开关元件以在所述第2开关元件开启的时候不管所述PWM信号如何均关闭的方式进行构成。

在此，在第1开关元件关闭(切断区域)的时候或者在活性区域动作的时候，第1开关元件的输入输出之间(漏极(drain)、源极(source)之间)的电压变大，在第1开关元件在饱和区域动作的时候，第1开关元件的输入输出之间(漏极、源极之间)的电压变小。因此，充电电路的放电动作在第1开关元件在饱和区域动作的时候进行，但是，在第1开关元件在非饱和区域(活性区域)动作的时候不进行。由于流过异常电流，在第1开关元件转移到非饱和区域(活性区域)上的动作的时候，放电动作没有正常地进行，由充电动作而产生的电压变成规定的电压值以上。通过如以上所述使用充电电路，从而在流过异常电流的时候，能够强制性地关闭第1开关元件。

另外，本发明的发光元件驱动装置的特征在于，进一步具备由检测将电源提供给所述发光部的电源电路的输出电压的电路以及将根据流过所述第1开关元件的电流进行变化的电压值赋予所述电源电路的电路所构成的检测电路；所述电源电路根据从所述检测电路所赋予的电压值控制输出电压，所述检测电路以在所述电源电路的输出电压超过规定的电压值的时候，不管流过所述第1开关元件的电流如何均使赋予所述电源电路的电压值上升的方式进行构成。

检测电路通过在电源电路的输出电压超过规定的电压值的时候不管流过第1开关元件的电流如何均使赋予电源电路的电压值上升，从而抑制电源电路的输出电压的上升。即，在保护电路强制性地使第1开关元件关闭的时候，即使电源电路的输出电压上升，其电压上升也会被检测电路抑制。

另外，其特征在于，本发明的发光元件驱动装置中的所述充电电路由电阻元件以及电容元件构成，且设定为由该电阻元件以及电容元件构成的电路的时间常数成为所述PWM信号的频率的周期以上。

另外，本发明的发光元件驱动装置的特征在于，进一步具备：警报电路，在不管流过所述第1开关元件的电流如何均使所述检测电路赋予所述电源电路的电压值上升的时候，输出警报信号。

另外，本发明的发光元件驱动装置的特征在于，是根据PWM信号对串联连接了1个或者多个发光元件的发光部进行调光的发光元件驱动装置，具备：开关元件，与所述发光部串联连接，并根据所述PWM信号进行开启/关闭；保护电路，测量所述开关元件的输入输出之间的电压维持在规定的电压值以上的电压值的期间，并在该期间的长度成为规定值以上的时候，将关闭信号赋予所述开关元件；所述开关元件以在赋予所述关闭信号的时候，不管所述PWM信号如何均关闭的方式进行构成。

根据本发明，在由于将电流提供给发光部的连接器的不良、晶须、异物掉落、误连接等电路发生短路而流过异常电流的情况下，能够不使进行发光部的调光的PWM驱动受到影响，并可以可靠地检测出异常状态，从而切断异常电流。

另外，因为定时器电路等的保护电路的部件个数少，所以能够减小电路的空间。另外，能够廉价地构成电路。

另外，通过以在串联连接了多个发光元件的发光部列上分别具有转换器、MOSFET以及定时器电路的方式构成，从而可以不被发光部的列间的VF(正方向下降电压)的偏差影响，而且能够高效率地使发光部动作。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的发光元件驱动装置的构成的方块图。

图2是表示发光元件驱动装置中的转换器的构成的图。

图3是表示发光元件驱动装置中的定时器电路的其他构成的图。

图4是表示发光元件驱动装置中的检测电路的构成的图。

图5是表示发光元件驱动装置中的警报电路的构成的图。

图6是表示本发明的第2实施方式所涉及的发光元件驱动装置的构成的方块图。

符号的说明

1、2 发光元件驱动装置

3 转换器

3a 线圈

3b二极管

3c FET

3d、3e 电容器

4 PWM控制器

5 滤波器(共模滤波器)

6 连接器

8 发光部

8a LED

10 MOSFET(开关元件)

12 电阻

14 定时器电路

14a 电容器

14b、14c、14f 电阻

14d 晶体三极管

14e 二极管

17 检测电路

17a 比较器(comparator)

17b、17c 电阻

17e 晶体三极管

17f、17g 二极管

18 警报电路

18a 晶体三极管

18b 电容器

20 微型计算机

20a 多路转换器(multiplexer)

20b AD 转换器

20c CPU

20d 输入输出口

22 转换器输出电压检测部

22a、22b 电阻

25 局部电源

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对用于实施本发明的发光元件驱动装置的方式进行说明。本发明的发光元件驱动装置具备根据串联连接了发光元件的发光部与作为开关元件的MOSFET的连接点的电压进行动作的定时器电路。定时器电路在由于连接器不良、晶须、异物掉落、误连接等而使连接发光元件的连接器的2个端子之间发生短路的时候，强制性地使MOSFET的开关动作停止，并使MOSFET为关闭(OFF)状态。通过定时器电路如上所述进行动作，从而能够可靠地检测出异常状态，并能够切断异常电流。

还有，发光元件驱动装置是用于驱动在照明装置、液晶面板等的显示装置中的背光等中所使用的LED等的发光元件的装置。

[第1实施方式]

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的发光元件驱动装置的构成的方块图，图2是表示发光元件驱动装置中的转换器的构成的图，图3是表示发光元件驱动装置中的定时器电路的其他构成的图，图4是表示发光元件驱动装置中的检测电路的构成的图，图5是表示发光元件驱动装置中的警报电路的构成的图。

如图1所示，发光元件驱动装置1具有转换器3、滤波器5、作为开关元件的MOSFET10、定时器电路14、以及检测电路17。还有，定时器电路14以及检测电路17是具有保护功能的电路，形成发光元件驱动装置中的保护电路。如图1所示，发光元件驱动装置1，串联连接有多个作为发光元件的LED8a的发光部8被连接于连接器6，该连接器6被连接于滤波器5的输出端子上。转换器3根据从检测电路17所赋予的电流检测信号将来自电源Vin的输入电压转换成提供给发光部8的输出电压。滤波器5被连接于转换器3的输出与连接器6之间，除去共模噪音(common mode noise)。MOSFET10根据PWM调光信号进行开关动作(开启(ON)/关闭(OFF))，控制流过发光部8的LED8a的电流。定时器电路14在检测出连接器的2个端子之间的短路等的异常状态的时候，强制性地使MOSFET10的开关动作停止。检测电路17在检测出转换器3的输出电压的异常(过电压)的时候，调整赋予转换器3的电流检测信号，并降低转换器3的输出电压。还有，在图1所示的例子中，多个发光元件驱动装置1共用1个局部电源25以及1个警报电路18。

如图2所示，转换器3为升压斩波(boost chopper)方式的电路。该电路由对输入电压实施平滑化的平滑化用的电容器3d、能量积蓄用的线圈3a、作为整流元件的二极管3b、作为开关元件的FET3c、以及对输出电压实施平滑化的平滑化用的电容器3e构成。线圈3a的一方的端子被连接于电源Vin，线圈3a的另一方的端子被连接于二极管3b的阳极。线圈3a的连接于电源Vin的一侧的端子经由电容器3d而被连接于大地(ground)(接地)。二极管3b的阴极经由电容器3e而被连接于大地。FET3c的漏极(drain)被连接于二极管3b的阳极，FET3c的源极(source)被连接于大地。PWM控制器4将驱动信号赋予FET3c的栅极。

FET3c根据从PWM控制器4所赋予的驱动信号进行开启/关闭(开关动作)。在FET3c开启(ON)的时候，能量被积蓄于线圈3a中，在FET3c关闭(OFF)的时候，被积蓄于线圈3a中的能量与电源Vin重叠并被输出。在此，FET3c的开关频率为例如1MHz(兆赫(megahertz))左右。通过调整该开关动作的各个周期中的开启(ON)期间的比率即负载比，从而能够控制输出电压。PWM控制器4根据从检测电路17所赋予的电流检测信号，调整赋予FET3c的驱动信号的负载比。还有，电路以在根据PWM调光信号进行开启/关闭的MOSFET10为关闭的期间，停止FET3c的开关动作的方式进行构成。

滤波器(filter)5是用于防止因经由连接器6从外部进来的噪音而使由定时器电路14以及检测电路17构成的保护电路发生误动作的滤波器。滤波器5即使相对于由作为转换器3的开关元件的FET3c的开关动作而产生的高频率的噪音的抑制也是有效的。还有，作为滤波器5，优选为共模滤波器。如以上所述，转换器3的输出电压经由滤波器5而被提供给发光部8。

发光部8是串联连接了多个LED8a的发光部，且经由连接器6而被连接于发光元件驱动装置1。还有，构成发光部8的LED8a可以是1个。另外，将串联连接的多个LED8a组作为1列，将由1列构成的发光部8连接于发光元件驱动装置。如以上所述，发光元件驱动装置为控制由1列LED所构成的发光部8的装置，在控制多个发光部8的情况下，在每个发光部8准备并连接发光元件驱动装置。

流过发光部8的电流仅在MOSFET10开启的时候流过。在MOSFET10关闭的时候，电流不会流过发光部8。PWM调光信号经由检测电路17而被提供给MOSFET10的栅极。因此，通过根据PWM调光信号的MOSFET10的开关动作(开启/关闭)而控制流过发光部8的电流。另外，根据来自作为保护电路的定时器电路14的信号，停止MOSFET10的开关动作，从而能够切断流到发光部8的电流。

如图1以及图4所示，在MOSFET10的源极上连接有电阻12的一方的端子，电阻12的另一方的端子被连接于大地(接地)。然后，根据电阻12上的电压下降，检测流过发光部8的电流。如图4所示，MOSFET10的源极和电阻12的连接部经由电阻17b而被连接于PWM控制器4的电流检测信号用的输入端子。再有，PWM控制器4的电流检测信号用的输入端子经由电阻17d而被连接于动作信号，经由电阻17c而被连接于晶体三极管17e的集电极，并经由电阻17i而被连接于晶体三极管17k的集电极。即，连接有电阻17b、电阻17c、电阻17d以及电阻17i的连接部的电压作为电流检测信号而被赋予转换器3的PWM控制器4。

如图1所示，定时器电路14(由虚线包围的地方)由以下所述构件构成：由电容器14a和电阻14b构成的积分电路(充电电路)、作为开关元件的晶体三极管14d、连接于构成积分电路的电容器14a和电阻14b的连接部与晶体三极管14d的基极之间的电阻14c、连接于构成积分电路的电容器14a和电阻14b的连接部与MOSFET10的漏极之间的二极管14e。二极管14e，阳极被连接于电容器14a与电阻14b的连接部，阴极被连接于MOSFET10的漏极。另外，从局部电源25所赋予的电源即动作信号被提供给由电容器14a和电阻14b构成的积分电路。局部电源25根据远程信号进行启动或者停止。通过MOSFET10根据PWM调光信号进行关闭，从而MOSFET10的漏极的电压上升，在二极管14e关闭的时候，电容器14a根据动作信号被充电。另外，通过MOSFET10根据PWM调光信号进行开启，从而MOSFET10的漏极的电压下降，充电到电容器14a的电荷经由二极管14e而被放电。由此，定时器电路14被初始化。在稳定状态下，在MOSFET10关闭的期间，电容器14a与电阻14c的连接部的电压上升，但是，在晶体三极管14d根据该电压进行开启之前，MOSFET10根据PWM调光信号进行开启。即，在晶体三极管14d开启之前，因为电容器14a与电阻14c的连接部的电压变化从上升向下降转移，所以晶体三极管14d维持关闭状态。由于如上所述动作，因此，定时器电路14中的积分电路的时间常数以成为PWM调光信号的频率的周期以上的方式进行设定。另一方面，如果由于连接器的2个端子之间的短路等而使过电流流过MOSFET10，则MOSFET10从饱和区域上的动作向非饱和区域(活性区域)上的动作转移。如果MOSFET10转移至非饱和区域上的动作，则因为MOSFET10的漏极·源极之间的电压上升，所以在MOSFET10开启的期间，充电到电容器14a的电荷如在稳定状态的时候那样不放电。因此，由电容器14a的充电而产生的电压的上升进行，晶体三极管14d根据该电压而开启。如果晶体三极管14d开启，则因为MOSFET10的栅极的电压降低，所以MOSFET10强制性地成为关闭状态，停止开关动作。

另外，发光元件驱动装置1中的定时器电路14也可以为图1所示的定时器电路之外的构成。如图3(a)所示，也可以将电阻14f连接于图1所示的定时器电路14的晶体三极管14d的基极与接地之间。另外，如图3(b)所示，也可以取代连接于图3(a)所示的定时器电路14的晶体三极管14d的基极的电阻14c而使用齐纳二极管(zener diode)14g。在此，齐纳二极管14g的阳极被连接于晶体三极管14d的基极，齐纳二极管14g的阴极被连接于电容器14a。

如图4所示，检测电路17是由比较器(comparator)17a对从转换器3输出的电压和基准电压V1进行比较，并在转换器3的输出电压超过基准电压V1的时候，发出警报信号的电路。另外，比较器17a的输出端子经由电阻17h而被连接于晶体三极管17e的基极。另外，对检测电路17输入PWM调光信号。PWM调光信号被输入到二极管17f的阴极侧以及晶体三极管17k的基极。二极管17f的阳极被连接于二极管17g的阳极。然后，二极管17f的阳极与二极管17g的阳极的连接部被上拉(pull-up)。比较器17a的输出端子被连接于二极管17g的阴极。因此，在PWM调光信号和比较器17a的输出中至少一方成为低电平(≈接地电位)的时候，二极管17f的阳极与二极管17g的阳极的连接部成为低电平。然后，二极管17f的阳极与二极管17g的阳极的连接部的电压作为PWM调光信号而被赋予MOSFET10的栅极。还有，PWM调光信号例如是频率200Hz的脉冲状的波形。

在转换器3的输出电压不到基准电压V1的时候，比较器17a的输出成为高阻抗(high-impedance)。因此，二极管17f的阳极与二极管17g的阳极的连接部的电压随着PWM调光信号而成为低电平或者高电平。另外，在比较器17a的输出为高阻抗的时候，晶体三极管17e关闭。在来自转换器3的输出电压为基准电压V1以上的时候，比较器17a的输出成为低电平。另外，如果比较器17a的输出成为低电平，则晶体三极管17e关闭，晶体三极管17e的集电极电流在电阻17c、电阻17b、电阻12等的路径上流过。由该集电极电流，作为电流检测信号赋予PWM控制器4的电压上升。因此，PWM控制器4赋予FET3c的驱动信号的负载比变小。还有，比较器17a的输出经由二极管17j而被输入到警报电路18。

另外，晶体三极管17k的集电极经由电阻17i而被连接于PWM控制器4的电流检测信号用的输入端子。然后，因为在晶体三极管17k的基极上输入PWM调光信号，所以在PWM调光信号为低电平的时候，晶体三极管17k开启。在晶体三极管17k开启的时候，晶体三极管17k的集电极电流在电阻17i、电阻17b、电阻12等的路径上流过。由该集电极电流，作为电流检测信号赋予PWM控制器4的电压上升。然后，由作为电流检测信号赋予PWM控制器4的电压的上升，赋予FET3c的驱动信号的负载比被设定为0。因此，在PWM调光信号为低电平的时候，FET3c停止开关动作。

警报电路18是根据来自检测电路17的信号将警报信号输出至外部的电路。如图5所示，构成检测电路17的比较器17a的输出经由二极管17j而被输入到警报电路18。另外，警报电路18根据比较器17a的输出，使晶体三极管18a开启/关闭，并根据打开(open)集电极的输出形式输出警报信号。警报电路18能够根据远程信号以及从局部电源25输出的动作信号进行动作。设置于外部的局部电源25根据远程信号控制启动以及停止。晶体三极管18a的基极经由电阻18f而被连接于电阻18c与电容器18d的连接部。因此，如果电容器18d被充电，则晶体三极管18a开启。另一方面，在比较器17a的输出成为低电平的时候，因为经由二极管17j充电到电容器18d的电荷被放电，所以晶体三极管18a开启。另外，在启动的时候，因为相对于远程信号的局部电源25的应答迟缓，所以经由电容器18b输入远程信号，并在直至输入动作信号的期间，警报电路18的晶体三极管18a维持开启状态。还有，局部电源25也可以被设置于发光元件驱动装置。

另外，如图1所示，连接了其他的发光体8(由四边形表示)的发光元件驱动装置1也成为相同的构成。还有，从共用的电源Vin将电源提供给各个发光元件驱动装置的转换器。进行发光部的调光的PWM调光信号为共用的输入信号，并被输入到各个发光元件驱动装置的检测电路。另外，各个发光元件驱动装置的比较器17a的输出(经由二极管17j输出)互相连接，并被输入到1个警报电路18。因此，在各个发光元件驱动装置的比较器17a的输出中至少1个成为低电平的时候，警报电路18的晶体三极管18a关闭。如以上所述，发光元件驱动装置是控制由1列构成的发光部8的装置，在每个发光部8设置有发光元件驱动装置。

接着，使用图1至图5，对由上述构成所形成的发光元件驱动装置的动作进行说明。如图1所示，从电源Vin将电力提供给发光元件驱动装置1，并输入到转换器3。进行调光的PWM调光信号从外部被输入到检测电路17，进一步经由检测电路17被赋予MOSFET10的栅极。另外，局部电源25根据远程信号启动，从局部电源25输出的动作信号被提供给定时器电路14、检测电路17以及警报电路18。在稳定状态下，如果输入到检测电路17的PWM调光信号成为高电平，则MOSFET10开启，电流流过发光部8。另外，如果PWM调光信号成为低电平，则MOSFET10关闭，电流不流过发光部8。在稳定状态下，在PWM调光信号为高电平的时候，MOSFET10以饱和状态开启，电流检测信号经由检测电路17被输入到转换器3的PWM控制器4。PWM控制器以流过发光元件的电流成为一定的方式控制转换器3的输出。另一方面，在PWM调光信号为低电平的时候，晶体三极管17k开启而使作为电流检测信号被赋予PWM控制器4的电压上升，从而停止转换器3的FET3c的开关动作。

另外，在MOSFET10根据PWM调光信号开启的状态下，MOSFET10的漏极电压下降，构成定时器电路14的电容器14a的电荷经由二极管14e而被放电，构成定时器电路14的晶体三极管14d维持关闭状态。由此，定时器电路14被初始化。另外，在漏极电压在MOSFET10开启的状态下下降的时候，定时器电路14不动作。另外，在MOSFET10根据PWM调光信号关闭的状态下，定时器电路14的电容器14a根据积分电路的时间常数进行充电，但是，在由PWM调光信号的频率决定的每个时间因为MOSFET10开启，所以充电到定时器电路14的电容器14a的电荷经由二极管14e以一定的周期进行放电，不会到达晶体三极管14d开启的基极发射极电压Vbe，定时器电路14保持关闭的状态。如以上所述，定时器电路14根据PWM调光信号反复对电容器14a的充电、放电。还有，定时器电路14的时间常数以成为PWM调光信号的频率的周期以上的方式进行设定。

如以上所述，通过根据PWM调光信号使MOSFET10开启/关闭，从而能够对发光部8实施调光。

接着，使用图1至图5，对取决于在使电流流到发光部的线路(line)上流过异常电流的情况下的定时器电路的异常电流的检测以及MOSFET的开关动作的停止进行说明。

异常电流发生的原因在于：由于将电流提供给发光部8的连接器5的不良而造成的短路、由于晶须而造成的邻接的端子的短路、由于导电性的异物掉落、误连接等而造成的短路。例如，在由于将电流提供给发光部8的连接器6的不良而发生短路的情况下，在滤波器5的端子之间被短路连接，电流不流到发光部8，来自转换器3的电流不通过发光部8而直接流到MOSFET10。在这样的情况下，因为通常的数倍的电流流到MOSFET10的漏极源极之间，所以MOSFET10从饱和区域上的动作向非饱和区域上的动作转移，漏极源极之间的电压上升。此时，定时器电路14在稳定状态的时候，进行电容器14a的放电，但是，由于异常电流，MOSFET10的漏极电压上升而阻止电容器14a的放电。因此，电荷被充电到构成定时器电路14的电容器14a，如果所设定的时间常数以上的该状态持续，则晶体三极管14d的基极发射极电压Vbe到达开启电压(0.6到0.7V)，晶体三极管14d开启。因为通过晶体三极管14d开启而使MOSFET10的栅极成为低电平，所以MOSFET10停止开关动作，成为关闭状态。通过使MOSFET10关闭，从而切断由于短路而引起的异常电流。另外，因为MOSFET10变成关闭状态，所以也防止了由于MOSFET10的电力损失而引起的发热。

另外，因为MOSFET10被定时器电路14强制性地关闭时，电流检测信号的电压值下降，所以转换器3的输出电压上升。检测电路17的比较器17a在转换器3的输出电压上升并超过基准电压时，则输出低电平的信号。如果比较器17a的输出成为低电平，则基极经由电阻17h连接于比较器的输出的晶体三极管17e开启，电流从该晶体三极管17e的集电极经由电阻17b、17c流向电阻12。因为由于该电流而使输入到转换器3的PWM控制器4的电流检测信号的电压值上升，所以抑制了转换器3的输出电压的上升。

另外，如果比较器的输出成为低电平，则MOSFET10的栅极电压不管PWM调光信号的变化如何均成为低电平，MOSFET10成为关闭状态。另外，通过比较器的输出成为低电平，从而低电平的信号被输出至警报电路18，警报信号被输出至外部。

如以上所述，因为构成为可以通过由MOSFET的漏极上的电压而启动、重置(reset)的定时器电路从而切断MOSFET，所以通过用定时器电路检测由于因连接器不良、晶须、异物掉落、误连接等引起的短路而产生的MOSFET的漏极上的电压的变化，并切断MOSFET，从而能够可靠地检测异常状态并切断异常电流。

另一方面，在由于连接不良、断线等而使转换器3的输出与MOSFET10的漏极之间成为开放(open)状态的时候，MOSFET10即使开启，经由了发光部8的电流也不会流到MOSFET10。即，在转换器3的输出与MOSFET10的漏极之间成为开放(open)状态的时候，仅有电容器14a的放电电流流过MOSFET10。因此，电流检测信号的电压值下降，其结果，转换器3的输出电压上升。然后，如果转换器3的输出电压超过基准电压，则在检测电路17中，比较器17a的输出成为低电平，晶体三极管17e开启。于是，因为通过使晶体三极管17e开启，从而电流检测信号的电压值上升，所以抑制了转换器3的输出电压的上升。

[第2实施方式]

以下，使用图6，对本发明的发光元件驱动装置的第2实施方式进行说明。图6是表示本发明的第2实施方式所涉及的发光元件驱动装置的构成的方块图，且是替代图1的检测电路、定时器电路而使用了微型计算机的发光元件驱动装置的方块图。还有，关于与图1相同的构件，使用相同的符号，并省略相关构成的详细的说明。如图6所示，发光元件驱动装置2具有将输入电压变换成规定的电压并输出的转换器3、被插入到电流供给线的滤波器5、串联连接了多个LED的发光部8、进行电流的通电、切断的MOSFET10、电流检测用的电阻12、转换器输出电压检测部22、以及微型计算机20。

图6所示的转换器输出电压检测部22是用电阻20a、20b对转换器3的输出电压实施分压，并检测电阻20a与电阻20b的连接点上的电压的构件。另外，图6所示的微型计算机20具有内置了程序的存储器(没有图示)、CPU20c、输出从多个输入选择的信号的多路转换器(multiplexer)20a、将从多路转换器20a输入的模拟信号变换成数字信号并输出至CPU20c的AD转换器20b、以及输入输出口20d。还有，图6所示的多路转换器20a具备作为输入用的A口和B口。

MOSFET10的漏极的电压被输入到微型计算机20的多路转换器20a的A口，来自转换器输出电压检测部22的电压被输入到B口。多路转换器20a选择性地输出输入到A口的MOSFET10的漏极的电压或者输入到B口的来自转换器输出电压检测部22的电压，AD转换器20b根据数字信号将以规定的采样周期进行采样的双方的电压值赋予CPU20c。

在由微型计算机20进行的定时器动作中，以规定的采样周期对MOSFET10的漏极上的电压实施采样。然后，在已采样的MOSFET10的漏极的电压为预先设定的第1基准电压值以上的时候，CPU20c对计数器的计数值进行计数，在不到第1基准电压值的时候，CPU20c重置计数器的计数值。CPU20c在计数器的计数值达到预先设定的基准计数值的时候，从输入输出口20d输出低电平的定时器输出信号。根据低电平的定时器输出信号，MOSFET10的栅极成为低电平，且MOSFET10成为关闭状态。还有，MOSFET10的栅极被上拉(pull-up)。然后，在PWM调光信号为低电平的时候，或者在定时器输出信号为低电平的时候，MOSFET10的栅极成为低电平，且MOSFET10成为关闭状态。

另一方面，在取决于微型计算机20的转换器3的输出电压的检查中，以规定的采样周期对转换器输出电压检测部22的检测电压实施采样。在已采样的检测电压为预先设定的第2基准电压值以上的时候，CPU20c从输入输出口20d输出高电平的异常电压检测信号。因为通过异常电压检测信号成为高电平从而输入到转换器3的PWM控制器4的电流检测信号的电压值上升，所以抑制了转化器3的输出电压的上升。另外，CPU20c从输入输出口20d将通知异常电压检测信号成为高电平的信号输出至外部的警报电路。另外，在PWM调光信号为低电平的时候，通过从输入输出口20d输出高电平的信号，从而使电流检测信号的电压值上升，并停止转换器3的开关动作。

如以上所述，根据本发明，在由于将电流提供给发光部的连接器的不良、晶须、异物掉落、误连接等而使电路短路、流过异常电流的情况下，不会受到进行发光部的调光的PWM调光动作的影响而可以可靠地检测出异常状态，并切断异常电流。

另外，根据本发明，因为在电源与将电流流到发光元件的驱动装置之间，不需要用于检测流过发光元件的过电流的过电流检测用电阻，所以没有由于过电流检测用电阻而引起的损失，从而效率良好。

另外，因为定时器电路等的保护电路的部件个数少，所以能够缩小电路的空间。另外，能够廉价地构成电路。

另外，通过以在每个串联连接了多个发光元件的发光部分别具有转换器、MOSFET以及定时器电路的方式进行构成，从而不会被发光部的列间的VF(正方向下降电压)的偏差所影响，而能够高效率地使发光部动作。

本发明只要不脱离其本质的特性，能够进行各种各样的变更并具体化。因此，上述的实施方式主要用于说明本发明，当然不会限制本发明。

Claims

1.一种发光元件驱动装置，其特征在于：

根据PWM信号对串联连接了1个或者多个发光元件的发光部进行调光，

具备：

第1开关元件，与所述发光部串联连接，并根据所述PWM信号进行开启/关闭；以及

保护电路，由充电电路和第2开关元件构成，所述第2开关元件在由该充电电路的充电动作所产生的电压成为规定的电压值以上的时候开启，

所述充电电路以在所述第1开关元件的输入输出之间的电压发生下降的时候经由所述第1开关元件进行放电的方式构成，

所述第1开关元件以在所述第2开关元件开启的时候，不管所述PWM信号如何均关闭的方式构成，

进一步具备检测电路，所述检测电路由检测将电源提供给所述发光部的电源电路的输出电压的电路以及将根据流过所述第1开关元件的电流进行变化的电压值赋予所述电源电路的电路构成，

所述电源电路根据从所述检测电路所赋予的电压值控制输出电压，

所述检测电路以在所述电源电路的输出电压超过规定的电压值的时候，不管流过所述第1开关元件的电流如何，均使赋予所述电源电路的电压值上升的方式构成。

2.如权利要求1所述的发光元件驱动装置，其特征在于：

所述充电电路由电阻元件以及电容元件构成，且设定为由该电阻元件以及电容元件构成的电路的时间常数成为所述PWM信号的频率的周期以上。

3.如权利要求1或2所述的发光元件驱动装置，其特征在于：

进一步具备：警报电路，在不管流过所述第1开关元件的电流如何均使所述检测电路赋予所述电源电路的电压值上升的时候，输出警报信号。