JP2006237519A - 駆動回路及び電流制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷に流す電流を所定の電流に制御する駆動回路及び駆動電流制御方法に関し、付帯部品を削減できるＬＥＤ駆動回路を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、負荷（Ｄ）に流す電流（ＩLED）を所定の電流に制御する駆動回路において、制御端子（Ｔcnt）と、制御端子（Ｔcnt）に供給する制御パルスによって負荷（Ｄ）に流れる電流を設定する駆動電流設定手段（１１２）とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は負荷に駆動電流を供給する駆動回路及び駆動電流制御方法に係り、特に、負荷に流す電流を所定の電流に制御する駆動回路及び駆動電流制御方法に関する。

近年、その効率の良さ、特性の良さなどから各種照明にＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられており、ＬＥＤを駆動するためのＬＥＤ駆動回路が開発されている。

ＬＥＤは、駆動電流に応じて明るさを調整できる。このため、ＬＥＤ駆動回路には必要な明るさを得るために、駆動電流を制御するための各種機能が設けられていた。このうち、最大駆動電流を設定する機能は、従来のＬＥＤ駆動回路では最大駆動電流設定用端子を設け、最大駆動電流設定用端子と接地との間に外付けで抵抗を設け、接続する抵抗を換えることによって最大駆動電流を設定していた。

しかるに、従来のＬＥＤ駆動回路では、駆動電流は外付けの抵抗により設定していた。このため、ＬＥＤ駆動回路の周囲に外付けの抵抗を配置するためのスペースが必要となっていた。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、付帯部品を削減できるＬＥＤ駆動回路を提供することを目的とする。

本発明は、負荷（Ｄ）に流す電流（ＩLED）を所定の電流に制御する駆動回路において、
制御端子（Ｔcnt）と、制御端子（Ｔcnt）に供給する制御パルスによって負荷（Ｄ）に流れる電流を設定する駆動電流設定手段（１１２）とを有することを特徴とする。

駆動電流設定手段（１１２）は、制御パルスの入力数に応じたディジタルデータを作成するデコード回路（１２１）と、デコード回路（１２１）で生成されたディジタルデータに応じた抵抗を作成する可変抵抗回路（１２２）と、可変抵抗回路（１２２）で作成された抵抗に応じた基準電圧を生成する基準電圧生成手段（１２３、Ｒ11）と、基準電圧生成手段で生成された基準電圧に応じて前記負荷に流れる電流を設定する電流設定回路（１２４〜１２６、Ｒ12〜Ｒ14、Ｍ１、Ｍ２）とを有することを特徴とする。

また、本発明は、負荷（Ｄ）に流す電流（ＩLED）を所定の電流に制御する駆動回路において、電圧（Ｖcnt）が印加される制御端子（Ｔcnt2）と、制御端子（Ｔcnt2）に印加する電圧に基づいて負荷（Ｄ）に流れる電流を設定する駆動電流設定手段（２１２）とを有することを特徴とする。

なお、上記参照符号はあくまでも参考であり、これによって、特許請求の範囲の記載が限定されるものではない。

本発明によれば、制御端子に供給する制御パルス、或いは、印加電圧によって負荷に流れる電流を設定することによって、外付けの抵抗などが不要となり、周囲に配置しなければならない、電子部品の数を低減することができる。

〔第１実施例〕
〔構成〕
図１は本発明の第１実施例の回路構成図を示す。

本実施例のＬＥＤ駆動回路１００は、１チップの半導体装置から構成されており、プリント配線板などの搭載されて用いられる。ＬＥＤ駆動回路１００は、電源回路１１１及び電流制御回路１１２から構成されている。

電源回路１１１は、入力端子Ｔinに入力された電圧を安定化して、出力端子Ｔoutから出力し、発光ダイオードＤに所定の電圧を印加する。発光ダイオードＤは、出力端子Ｔoutアノードが接続され、端子ＴLEDにカソードが接続されている。

電流制御回路１１２は、２ビットレジスタ１２１、可変抵抗回路１２２、基準電圧源１２３、抵抗Ｒ11、エラーアンプ１２４、トランジスタＭ１、抵抗Ｒ12、カレントミラー回路１２５、抵抗Ｒ13、エラーアンプ１２６、トランジスタＭ２、抵抗Ｒ14から構成されている。

２ビットレジスタ１２１には、コントロール端子Ｔcntから制御パルスが供給される。なお、コントロール端子Ｔcntは、マイコンの汎用ポートなどに接続されており、マイコンの汎用ポートから直接的に制御パルスが供給される。なお、マイコンは、例えば、ＬＥＤ駆動回路１００が搭載されるプリント配線板上に搭載されており、他の制御にも関与している。このため、別途、制御パルスを生成するために設ける必要はない。よって、プリント配線板には、コントロール端子Ｔcntとマイコンを接続するプリント配線を設ければよい。

２ビットレジスタ１２１は、制御パルスの入力数に応じて「００」、「０１」、「１０」、「１１」の２ビットのデータを出力する。２ビットレジスタ１２１から出力される２ビットのデータは可変抵抗回路１２２に供給される。

可変抵抗回路１２２は、抵抗Ｒ11と接地との間に接続されており、２ビットレジスタ１２１から供給された２ビットデータに応じた抵抗を選択する。可変抵抗回路１２２で選択された抵抗は、抵抗Ｒ11と接地との間に接続される。抵抗Ｒ11は、一端が基準電圧源１２３に接続され他端が可変抵抗回路１２２に接続されている。基準電圧源１２３は、基準電圧Ｖrefを生成する。

このため、抵抗Ｒ11と可変抵抗回路１２２との接続点には、基準電圧源１２３で生成された基準電圧Ｖrefを抵抗Ｒ11と可変抵抗回路１２２の抵抗とで分割した電圧Ｖａが発生する。抵抗Ｒ11と可変抵抗回路１２２との接続点は、エラーアンプ１２４の非反転入力端子に接続されている。また、エラーアンプ１２４の反転入力端子は、トランジスタＭ１と抵抗Ｒ12との接続点に接続されている。エラーアンプ１２４は、電圧Ｖａと抵抗Ｒ12とトランジスタＭ１との接続点の電圧との差電圧を出力する。エラーアンプ１２４の出力は、トランジスタＭ１のゲートに供給されている。

トランジスタＭ１はドレインがカレントミラー回路１２５に接続され、ソースが抵抗Ｒ12の一端に接続されている。なお、抵抗Ｒ12の他端は接地されている。エラーアンプ１２４は、トランジスタＭ１と抵抗Ｒ12との接続点の電圧が電圧ＶａとなるようにトランジスタＭ１を制御する。

カレントミラー回路１２５は、トランジスタＭ３、Ｍ４から構成されており、トランジスタＭ１に流れる電流に応じた電流を出力する。カレントミラー回路１２５の出力は、抵抗Ｒ13に供給される。抵抗Ｒ13は一端がカレントミラー回路１２５に接続され、他端が接地されており、カレントミラー回路１２５から供給された電流に応じた電圧を発生する。

抵抗Ｒ13に発生した電圧は、エラーアンプ１２６の非反転入力端子に供給される。エラーアンプ１２６の反転入力端子は、抵抗Ｒ14に発生する電圧が供給されている。エラーアンプ１２６は、抵抗Ｒ13に発生する電圧と抵抗Ｒ14に発生する電圧との差電圧を出力する。

エラーアンプ１２６の出力は、トランジスタＭ２のゲートに供給される。トランジスタＭ２はドレイン−ソースが端子ＴLEDと抵抗Ｒ14との間に接続されている。トランジスタＭ２は、エラーアンプ１２６の出力に応じた電流を端子ＴLED、すなわち、発光ダイオードＤから引き込む。トランジスタＭ２により引き込まれた電流は、抵抗Ｒ14を通して接地に流れる。このとき、エラーアンプ１２６は、抵抗Ｒ14に発生する電圧が抵抗Ｒ13に発生する電圧と同じになるようにトランジスタＭ２を制御する。

〔動作〕
図２、図３は本発明の第１実施例の動作説明図を示す。

制御端子Ｔcntに入力する制御パルスが０個のとき、すなわち、デフォルト状態のときには、２ビットレジスタ１２１の出力データは「０：０」となる。このとき、図２に示すように抵抗Ｒ11と可変抵抗回路１２２との接続点の電圧Ｖａは、１．２Ｖとなる。このとき、抵抗Ｒ12が８ｋΩとすると、抵抗Ｒ12には１５０μＡの電流が流れる。同様に抵抗Ｒ13には、１５０μＡの電流が流れることになる。このとき、抵抗Ｒ13と抵抗Ｒ14とは、
Ｒ13：Ｒ14＝２００：１
に設定されており、抵抗Ｒ13に１５μＡの電流が流れることにより、抵抗Ｒ15には、３０ｍＡの電流が流れる。よって、端子ＴLEDから引き込まれる電流ＩLEDは、３０ｍＡとなる。

また、制御端子Ｔcntに１つの制御パルス供給されると、２ビットレジスタ１２１の出力データは「０：１」となる。このとき、図２に示すように抵抗Ｒ11と可変抵抗回路１２２との接続点の電圧Ｖａは、例えば、０．８Ｖとなる。電圧Ｖａが０．８Ｖとなると、抵抗Ｒ15には２０ｍＡの電流が流れ、端子ＴLEDから引き込まれる電流ＩLEDは２０ｍＡとなる。

さらに、制御端子Ｔcntに２つの制御パルス供給されると、２ビットレジスタ１２１の出力データは「１：０」となる。このとき、図２に示すように抵抗Ｒ11と可変抵抗回路１２２との接続点の電圧Ｖａは、例えば、０．６Ｖとなる。電圧Ｖａが０．６Ｖとなると、抵抗Ｒ15には１５ｍＡの電流が流れ、端子ＴLEDから引き込まれる電流ＩLEDは１５ｍＡとなる。

また、制御端子Ｔcntに３つの制御パルス供給されると、２ビットレジスタ１２１の出力データは「１：１」となる。このとき、図２に示すように抵抗Ｒ11と可変抵抗回路１２２との接続点の電圧Ｖａは、例えば、０．４Ｖとなる。電圧Ｖａが０．４Ｖとなると、抵抗Ｒ15には１０ｍＡの電流が流れ、端子ＴLEDから引き込まれる電流ＩLEDは１０ｍＡとなる。

図３（Ａ）に示す制御パルスの入力個数によって、端子ＴLEDから引き込まれる電流ＩLED、すなわち、発光ダイオードＤに流れる電流を４段階に変更することが可能となる。

〔第２実施例〕
〔構成〕
図４は本発明の第２実施例のブロック構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施例のＬＥＤ駆動回路２００は、第１実施例と同様に１チップの半導体装置から構成されている。ＬＥＤ駆動回路２００は、抵抗Ｒ11と接地との間に可変抵抗回路１２２に代えて固定抵抗Ｒ21を接続し、電圧Ｖａを１．２Ｖに固定とし、トランジスタＭ１のソースが抵抗Ｒ22を介して制御端子Ｔcnt2に接続されるように構成されている。制御端子Ｔcnt2には、マイコンのＤ／Ａ変換機能付きのポートが直接的に接続されており、マイコンのＤ／Ａ変換機能付きのポートから駆動電流ＩLEDに応じた制御電圧Ｖcntが印加される。

制御電圧Ｖcntを可変することにより抵抗Ｒ22に流れる電流を制御し、駆動電流ＩLEDを制御する。なお、マイコンは、第１実施例と同様に、例えば、ＬＥＤ駆動回路２００が搭載されるプリント配線板上に搭載されており、他の制御にも関与している。このため、別途、制御パルスを生成するために設ける必要はない。よって、プリント配線板には、コントロール端子Ｔcnt2とマイコンを接続するプリント配線を設ければよい。

〔動作〕
図５は本発明の第２実施例の動作説明図を示す。

制御電圧Ｖcntを増加させると、抵抗Ｒ22に流れる電流が低減する。このとき、制御端子Ｔcntの電圧が上昇しており、よって、トランジスタＭ１と抵抗Ｒ22との接続点の電圧は１．２Ｖで一定のままである。これによって、図５に示すように駆動電流ＩLEDが低減する。

このように本実施例によれば、制御端子Ｔcnt2の電圧Ｖcntをリニアに制御することにより、駆動電流ＩLEDをリニアに制御することが可能となる。

本発明の第１実施例のブロック構成図である。 本発明の第１実施例の動作説明図である。 本発明の第１実施例の動作説明図である。 本発明の第２実施例のブロック構成図である。 本発明の第２実施例の動作説明図である。

符号の説明

１００、２００ ＬＥＤ駆動回路
１１１ 電源回路、１１２ 電流制御回路
１２１ ２ビットレジスタ、１２２ 可変抵抗回路、１２３ 基準電圧源
１２４ エラーアンプ、１２５ カレントミラー回路、１２６ エラーアンプ
Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13、Ｒ14 抵抗、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４ トランジスタ
Ｄ 発光ダイオード

Claims (5)

1. 負荷に流す電流を所定の電流に制御する駆動回路において、
   制御端子と、
   前記制御端子に供給する制御パルスによって前記負荷に流れる電流を設定する駆動電流設定手段とを有することを特徴とする駆動回路。
2. 前記駆動電流設定手段は、前記制御パルスの入力数に応じたディジタルデータを作成するデコード回路と、
   前記デコード回路で生成されたディジタルデータに応じた抵抗を作成する可変抵抗回路と、
   前記可変抵抗回路で作成された抵抗に応じた基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、
   前記基準電圧生成手段で生成された基準電圧に応じて前記負荷に流れる電流を設定する電流設定回路とを有することを特徴とする請求項１記載の駆動回路。
3. 負荷に流す電流を所定の電流に制御する駆動回路において、
   電圧が印加される制御端子と、
   前記制御端子に印加する電圧に基づいて前記負荷に流れる電流を設定する駆動電流設定手段とを有することを特徴とする駆動回路。
4. 負荷に流す電流を所定の電流に制御する駆動電流制御方法において、
   制御端子に供給する制御パルスによって前記負荷に流れる電流を設定することを特徴とする駆動電流制御方法。
5. 負荷に流す電流を所定の電流に制御する駆動電流制御方法において、
   制御端子に印加する電圧によって前記負荷に流れる電流を設定することを特徴とする駆動電流制御方法。

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