JP2006303093A

JP2006303093A - Led drive

Info

Publication number: JP2006303093A
Application number: JP2005121081A
Authority: JP
Inventors: Toshio Matsuda; 俊夫松田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2006-11-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption of an LED drive by lowering the output voltage thereof. <P>SOLUTION: The LED drive comprises a first transistor 15 connected between input and output terminals, a reference potential generation circuit connected between the output terminal and a reference potential, a load circuit having an LED connected between the output terminal and the reference potential, a detection circuit for detecting a current flowing through the LED in the load circuit, a voltage conversion circuit 30 for converting an output signal from the detection circuit, a comparator for comparing the output voltage from the reference potential generating circuit with a signal output from the conversion circuit to output a control signal, and a second transistor 16 for controlling the amount of current by varying the input voltage of the first transistor depending on a control signal from the comparator wherein power consumption is reduced by lowering the voltage of the detection circuit using the conversion circuit thereby lowering the output voltage from the LED drive. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電池などで複数のＬＥＤを駆動する定電流駆動のＬＥＤ駆動装置に関し、特にＬＥＤを駆動させる電圧を下げる様にしたＬＥＤ駆動装置を提供する。 The present invention relates to a constant current drive LED drive device that drives a plurality of LEDs with a battery or the like, and particularly provides an LED drive device that lowers the voltage for driving the LED.

従来例のシリーズレギュレータ（定電圧回路）を用いたＬＥＤ駆動装置１００を図３に示す。
図３（Ａ）に示すＬＥＤ駆動装置１００回路構成について説明する。入力端子ＴｉｎとＧＮＤ（グランド）間にキャパシタＣ１０１が接続され、この入力端子ＴｉｎはさらにＰＮＰトランジスタ１０３のエミッタと抵抗Ｒ１０２，１０７の一方に端子にそれぞれ接続されている。ＰＮＰトランジスタ１０３のコレクタは抵抗Ｒ１０７の他方の端子と出力端子Ｔｏｕｔに接続されている。
抵抗Ｒ１０２の他方の端子はＰＮＰトランジスタ１０３のベースとＮＰＮトランジスタ１０４のコレクタに接続されている。
出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に直列に抵抗Ｒ１０８とバンドギャップダイオードＤ１Ｂ（１０９）が接続され、この共通接続点がＡｍｐ（アンプ）１０６の非反転入力端子に接続されている。また、出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に直列に抵抗Ｒ１１０と抵抗Ｒ１１１が接続され、この共通接続点がＡｍｐ１０６の反転入力端子に接続されている。
Ａｍｐ１０６の出力端子はＮＰＮトランジスタ１０４のベースに接続され、このＮＰＮトランジスタ１０４のエミッタは抵抗Ｒ１０５を介してＧＮＤに接続されている。 FIG. 3 shows an LED driving device 100 using a conventional series regulator (constant voltage circuit).
A circuit configuration of the LED driving device 100 illustrated in FIG. A capacitor C101 is connected between the input terminal Tin and GND (ground), and this input terminal Tin is further connected to the emitter of the PNP transistor 103 and one of the resistors R102 and 107, respectively. The collector of the PNP transistor 103 is connected to the other terminal of the resistor R107 and the output terminal Tout.
The other terminal of the resistor R102 is connected to the base of the PNP transistor 103 and the collector of the NPN transistor 104.
A resistor R108 and a band gap diode D1B (109) are connected in series between the output terminal Tout and GND, and this common connection point is connected to the non-inverting input terminal of the Amp (amplifier) 106. Further, a resistor R110 and a resistor R111 are connected in series between the output terminal Tout and GND, and this common connection point is connected to the inverting input terminal of the Amp 106.
The output terminal of Amp 106 is connected to the base of NPN transistor 104, and the emitter of NPN transistor 104 is connected to GND via resistor R105.

図３（Ｂ）に図３（Ａ）に示した出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に直列接続された抵抗Ｒ１１０，Ｒ１１１を示していて、これはＡｍｐ１０６の反転入力端子に出力電圧を分圧して検出した電圧を出力している。
図３（Ｃ）は図３（Ｂ）に示した抵抗Ｒ１１０の代わりにＬＥＤ・１Ｂ〜ＬＥＤ・ＮＢを接続した構成例を示している。 FIG. 3B shows resistors R110 and R111 connected in series between the output terminal Tout and GND shown in FIG. 3A, which are detected by dividing the output voltage to the inverting input terminal of Amp106. Output voltage.
FIG. 3C shows a configuration example in which LEDs · 1B to LEDs · NB are connected instead of the resistor R110 shown in FIG. 3 (B).

つぎに、図３（Ａ）と図３（Ｃ）を組み合わせた回路構成例の動作について説明する。いま出力端子Ｔｏｕｔの電圧が下がり、その結果ＬＥＤ・１Ｂ〜ＬＥＤ・ＮＢに流れる電流が減少したとする。すると抵抗Ｒ１１１に発生する電圧Ｅｓｉは下がり、その電圧ＥｓｉがＡｍｐ１０６の反転入力端子に供給される。一方、抵抗Ｒ１０８とバンドギャップダイオードＤ１Ｂの共通接続点から発生した基準電圧ＥｓがＡｍｐ１０６の非反転入力端子に供給されて、反転入力端子に供給される電圧Ｅｓｉと比較される。電圧Ｅｓｉが基準電圧Ｅｓより下がるとＡｍｐ１０６の出力端子の電圧は上昇し、この上昇した電圧がＮＰＮトランジスタ１０４のベースに供給される。
その結果、ＮＰＮトランジスタ１０４のエミッタ電流は増加しそれに伴いコレクタ電流も増加するから抵抗Ｒ１０２に流れる電流も増加し、抵抗Ｒ１０２の両端に発生する電圧差は大きくなる。すると、ＰＮＰトランジスタ１０３のエミッタ−ベース間の電圧差が大きくなるから、このＰＮＰトランジスタ１０３のエミッタ電流とコレクタ電流は増加し、その増加した電流がキャパシタＣ１１２に蓄積され、電圧が上昇する。
一方、出力端子Ｔｏｕｔの電圧が上がり、その結果ＬＥＤ・１Ｂ〜ＬＥＤ・ＮＢに流れる電流が増加したとする。すると抵抗Ｒ１１１に発生する電圧Ｅｓｉは増加し、その電圧ＥｓｉがＡｍｐ１０６の反転入力端子に供給される。バンドギャップダイオードＤ１Ｂのカソード端子で発生する基準電圧Ｅｓと電圧Ｅｓｉと比較され、電圧Ｅｓｉが基準電圧Ｅｓより電圧が高いのでＡｍｐ１０６の出力端子の電圧は減少し、この減少した電圧がＮＰＮトランジスタ１０４のベースに供給される。
その結果、ＮＰＮトランジスタ１０４のエミッタ電流は減少しそれに伴いコレクタ電流も減少するから抵抗Ｒ１０２に流れる電流も減少し、抵抗Ｒ１０２の両端に発生する電圧差は小さくなる。すると、ＰＮＰトランジスタ１０３のエミッタ−ベース間の電圧差が小さくなるから、このＰＮＰトランジスタ１０３のエミッタ電流とコレクタ電流は減少し、キャパシタＣ１１２に蓄積されて電流がＬＥＤ１・１Ｂ〜ＬＥＤ・ＮＢへ流れ、出力端子Ｔｏｕｔの電圧は減少し、出力電圧が一定になるように働く。 Next, an operation of a circuit configuration example combining FIG. 3A and FIG. 3C will be described. Now, it is assumed that the voltage at the output terminal Tout has dropped, and as a result, the current flowing through the LEDs • 1B to LED • NB has decreased. Then, the voltage Esi generated in the resistor R111 is lowered, and the voltage Esi is supplied to the inverting input terminal of the Amp 106. On the other hand, the reference voltage Es generated from the common connection point of the resistor R108 and the band gap diode D1B is supplied to the non-inverting input terminal of the Amp 106 and compared with the voltage Esi supplied to the inverting input terminal. When the voltage Esi falls below the reference voltage Es, the voltage at the output terminal of the Amp 106 rises, and this raised voltage is supplied to the base of the NPN transistor 104.
As a result, the emitter current of the NPN transistor 104 increases and the collector current also increases accordingly, so the current flowing through the resistor R102 also increases, and the voltage difference generated across the resistor R102 increases. Then, since the voltage difference between the emitter and base of the PNP transistor 103 increases, the emitter current and collector current of the PNP transistor 103 increase, and the increased current is accumulated in the capacitor C112, and the voltage rises.
On the other hand, it is assumed that the voltage at the output terminal Tout increases, and as a result, the current flowing through the LEDs • 1B to LED • NB increases. Then, the voltage Esi generated in the resistor R111 increases, and the voltage Esi is supplied to the inverting input terminal of the Amp 106. The reference voltage Es generated at the cathode terminal of the bandgap diode D1B is compared with the voltage Esi. Since the voltage Esi is higher than the reference voltage Es, the voltage at the output terminal of the Amp 106 decreases, and this decreased voltage is applied to the NPN transistor 104. Supplied to the base.
As a result, the emitter current of the NPN transistor 104 decreases and the collector current also decreases accordingly, so the current flowing through the resistor R102 also decreases, and the voltage difference generated across the resistor R102 becomes smaller. Then, since the voltage difference between the emitter and the base of the PNP transistor 103 becomes small, the emitter current and the collector current of the PNP transistor 103 are reduced, accumulated in the capacitor C112, and the current flows to the LEDs 1 · 1B to LED · NB, The voltage at the output terminal Tout decreases, and the output voltage works to be constant.

しかしながら、このＬＥＤ駆動装置１００において、降圧型の定電流ＬＥＤ駆動回路の出力電圧はＬＥＤの点灯に必要な電圧＋基準電圧（１．０Ｖ以上）と無駄な電圧の昇圧が必要であり、定電流ＬＥＤ駆動装置への入力電流が増え消費電力が多くなる問題がある。 However, in this LED driving device 100, the output voltage of the step-down type constant current LED driving circuit needs to be boosted by a voltage necessary for lighting the LED + a reference voltage (1.0 V or more) and a useless voltage. There is a problem that the input current to the LED driving device increases and the power consumption increases.

つぎに、従来例の他の昇圧型定電流駆動のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）点灯回路を図４に示す。
特許文献１（特開２００３−１５２２２４号公報）に開示されたＤＣ／ＤＣコンバータを用いたＬＥＤ点灯回路について述べる。
このＬＥＤ点灯回路１５０は、電池１５３、ＬＥＤ昇圧駆動回路１５４、ＬＥＤ１５１、出力電圧制御回路１５８、電流検出回路１５９などで構成されている。 Next, another step-up type constant current drive LED (Light Emitting Diode) lighting circuit is shown in FIG.
An LED lighting circuit using a DC / DC converter disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-152224) will be described.
The LED lighting circuit 150 includes a battery 153, an LED boost drive circuit 154, an LED 151, an output voltage control circuit 158, a current detection circuit 159, and the like.

ＬＥＤ昇圧駆動回路１５４は昇圧のＤＣ／ＤＣコンバータ１６０とダイオード１６３、インダクタ１６２、キャパシタ１６４で構成されている。これ以外の構成例として他にチャージポンプ方式の昇圧駆動回路もあるが、効率のよいＤＣ／ＤＣコンバータを用いる例が多い。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１６０の電圧の制御方法として、ＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の入力電圧を変化させ、またＰＷＭ方式のパルス幅を可変するものがある。
電流検出回路１５９は、電流検出抵抗１５５、基準電圧源１５６、比較器１５７とで構成され、ＬＥＤ１５１に流れる電流を（電流）検出抵抗１５５で電圧に変換して比較器１５７の反転入力端子に供給している。一方、基準電圧源１５６から出力された基準電圧が比較器１５７の非反転入力端子に供給され、検出抵抗１５５で検出された電圧と比較され、その結果が出力端子から出力される。
出力電圧制御回路１５８は、比較器１５７から出力された電圧に応じてＤＣ／ＤＣコンバータのＶＣＯの制御電圧を発生する。 The LED boost drive circuit 154 includes a boost DC / DC converter 160, a diode 163, an inductor 162, and a capacitor 164. As another configuration example, there is a charge pump type boosting drive circuit, but there are many examples using an efficient DC / DC converter.
As a method of controlling the voltage of the DC / DC converter 160, there is a method of changing the input voltage of a VCO (Voltage Controlled Oscillator) and changing the pulse width of the PWM system.
The current detection circuit 159 includes a current detection resistor 155, a reference voltage source 156, and a comparator 157. The current flowing through the LED 151 is converted into a voltage by the (current) detection resistor 155 and supplied to the inverting input terminal of the comparator 157. is doing. On the other hand, the reference voltage output from the reference voltage source 156 is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 157, compared with the voltage detected by the detection resistor 155, and the result is output from the output terminal.
The output voltage control circuit 158 generates a control voltage for the VCO of the DC / DC converter according to the voltage output from the comparator 157.

つぎにこのＬＥＤ点灯回路１５０の動作について説明する。
電流検出抵抗１５５によりＬＥＤ１５１に流れる電流ＩＬＥＤが電圧に変換され比較器１５７に供給され、基準電圧源１５６で設定される基準電圧と比較される。電流検出抵抗１５５から検出された電圧が基準電圧よりも電圧が低いと、比較器１５７の出力電圧が高くなり、その電圧を出力電圧制御回路１５８に供給する。すると、出力電圧制御回路１５８からの制御信号によりＤＣ／ＤＣコンバータ１６０のＶＣＯの入力電圧を変化させＬＥＤ昇圧駆動回路１５４の出力を上昇させる。
逆に、電流検出抵抗１５５から検出された電圧が基準電圧よりも電圧が高いと、比較器１５７の出力電圧が低くなり、その電圧を出力電圧制御回路１５８に供給する。すると、出力電圧制御回路１５８の制御電圧によりＶＣＯの入力電圧を変化させＬＥＤ昇圧駆動回路１５４の出力を下降させる。
この結果、ＬＥＤ１５１に流れる電流ＩＬＥＤが変化してもＬＥＤ昇圧駆動回路１５４の出力端子Ａの電圧は一定に保たれる。
また、このときのＬＥＤ１５１の駆動電圧はＬＥＤのＶＦの合計と電流検出抵抗１５５で発生する検出電圧を加算した値となり、ＬＥＤ１５１の動作余裕を見て出力端子Ａの電圧は一般に高く設定されている。 Next, the operation of the LED lighting circuit 150 will be described.
The current ILED flowing through the LED 151 is converted into a voltage by the current detection resistor 155, supplied to the comparator 157, and compared with a reference voltage set by the reference voltage source 156. When the voltage detected from the current detection resistor 155 is lower than the reference voltage, the output voltage of the comparator 157 increases and the voltage is supplied to the output voltage control circuit 158. Then, the input voltage of the VCO of the DC / DC converter 160 is changed by the control signal from the output voltage control circuit 158, and the output of the LED boost drive circuit 154 is increased.
On the contrary, when the voltage detected from the current detection resistor 155 is higher than the reference voltage, the output voltage of the comparator 157 is lowered and the voltage is supplied to the output voltage control circuit 158. Then, the input voltage of the VCO is changed by the control voltage of the output voltage control circuit 158, and the output of the LED boost drive circuit 154 is lowered.
As a result, even when the current ILED flowing through the LED 151 changes, the voltage at the output terminal A of the LED boost drive circuit 154 is kept constant.
Further, the driving voltage of the LED 151 at this time is a value obtained by adding the total of VF of the LED and the detection voltage generated by the current detection resistor 155, and the voltage at the output terminal A is generally set high in view of the operation margin of the LED 151. .

上述したように、電流検出回路１５９の基準電圧源１５６を可変にしていることと、この基準電圧の設定電圧により電流検出抵抗１５５の値を小さくできない場合があり、その結果電流検出抵抗１５５で発生する電圧を高くする必要がある。したがって、少なくともＬＥＤ１５１で発生する電圧と電流検出抵抗１５５で発生する電圧を加えた電圧が必要であり、常に電源効率を十分高く設定できない。 As described above, there is a case where the value of the current detection resistor 155 cannot be reduced due to the variable reference voltage source 156 of the current detection circuit 159 and the set voltage of this reference voltage. It is necessary to increase the voltage to be applied. Therefore, a voltage obtained by adding at least the voltage generated by the LED 151 and the voltage generated by the current detection resistor 155 is required, and the power supply efficiency cannot always be set sufficiently high.

つぎに図５に特許文献２（特開２００４−３９６８４号公報）に開示された他の昇圧チョッパー回路を用いたＬＥＤ点灯回路２００を示す。
ＬＥＤ点灯回路２００は、電池Ｖｄｃ２０１、チョークコイルＣＨ２０３、スイッチング素子のＦＥＴ２０４、制御回路２０２、ダイオードＤ（２０５）、ＬＥＤ２０８，２１８、カレントミラーを構成するＴｒ１（２０７），Ｔｒ２（２１７），Ｔｒ３（２０９），Ｔｒ４（２１９）、抵抗Ｒ５（２２１）などで構成されている。 Next, FIG. 5 shows an LED lighting circuit 200 using another boost chopper circuit disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-39684).
The LED lighting circuit 200 includes a battery Vdc 201, a choke coil CH203, a switching element FET 204, a control circuit 202, a diode D (205), LEDs 208 and 218, and Tr1 (207), Tr2 (217), and Tr3 (209) constituting a current mirror. ), Tr4 (219), resistor R5 (221), and the like.

ＬＥＤ１Ｃ，ＬＥＤ２Ｃに流れる電流を抵抗Ｒ５（２２１）で電圧に変換し、この変換した電圧を制御回路２０２に供給する。制御回路２０２からの出力電圧がＦＥＴ２０４のゲートに供給されＯＮ／ＯＦＦのスイッチング動作が行われる。
抵抗Ｒ２２１で検出された電圧が低下したとき、制御回路２０２から出力された制御電圧が下がり、ＦＥＴ２０４がＯＮ動作しＯＮ期間を長くし、チョークコイルＣＨ２０３に蓄積されたエネルギーと電池Ｖｄｃ２０１を加算した電圧がキャパシタＣ２２５に蓄えられ、電圧が上昇する。その結果ＬＥＤ１Ｃ，ＬＥＤ２Ｃに供給さる電圧は高くなり、それに伴い電流も増加する。
一方抵抗Ｒ５（２２１）で検出された電圧が増加したとき、制御回路２０２から出力された制御電圧が増加し、ＦＥＴ２０４がＯＮ動作しＯＮ期間を短くし、電池Ｖｄｃ２０１から電流が流れチョークコイルＣＨ２０３にエネルギーが蓄積されえる。このとき、キャパシタＣ２２５に蓄えられた電流がＬＥＤ１Ｃ，ＬＥＤ２Ｃに流れ、キャパシタＣ２２５の電圧は下がる。 The current flowing through the LEDs 1C and 2C is converted into a voltage by the resistor R5 (221), and the converted voltage is supplied to the control circuit 202. The output voltage from the control circuit 202 is supplied to the gate of the FET 204, and an ON / OFF switching operation is performed.
When the voltage detected by the resistor R221 decreases, the control voltage output from the control circuit 202 decreases, the FET 204 is turned ON, the ON period is lengthened, and the voltage accumulated in the choke coil CH203 and the battery Vdc201 is added. Is stored in the capacitor C225, and the voltage rises. As a result, the voltage supplied to the LEDs 1C and 2C increases, and the current increases accordingly.
On the other hand, when the voltage detected by the resistor R5 (221) increases, the control voltage output from the control circuit 202 increases, the FET 204 is turned on, the ON period is shortened, current flows from the battery Vdc201, and flows into the choke coil CH203. Energy can be stored. At this time, the current stored in the capacitor C225 flows to the LEDs 1C and 2C, and the voltage of the capacitor C225 decreases.

このように、抵抗Ｒ２２１に発生する電圧はＬＥＤ１ＣとＬＥＤ２Ｃに流れる電流を加算した値であるので、ＬＥＤ１Ｃの単独の場合と比較して出力電圧は高くなってしまい、電源効率が悪化してしまう問題点がある。
また、制御回路を制御する制御電圧が高いと、抵抗Ｒ５（２２１）の電圧を高くする必要があるので、消費電力が大きくなる問題がある。
特開２００３−１５２２２４号公報特開２００４−３９６８４号公報 As described above, since the voltage generated in the resistor R221 is a value obtained by adding the currents flowing through the LED 1C and the LED 2C, the output voltage becomes higher than that of the single LED 1C and the power supply efficiency is deteriorated. There is a point.
Further, when the control voltage for controlling the control circuit is high, it is necessary to increase the voltage of the resistor R5 (221), which causes a problem of increasing power consumption.
JP 2003-152224 A JP 2004-39684 A

ＬＥＤを点灯するためのバイアス抵抗の抵抗値を下げ、この抵抗の両端に発生する電圧を所定値以下し、ＬＥＤ駆動装置の消費電流を削減し、電池の消費時間を長くする。 The resistance value of the bias resistor for lighting the LED is lowered, the voltage generated at both ends of the resistor is reduced to a predetermined value or less, the current consumption of the LED driving device is reduced, and the battery consumption time is lengthened.

本発明のＬＥＤ駆動装置は、入出力端子間に接続された第１のトランジスタと、前記出力端子と基準電位間に接続された基準電位発生回路と、前記出力端子と前記基準電位間に接続されたＬＥＤを有する負荷回路と、前記負荷回路のＬＥＤに流れる電流を検出する検出回路と、前記検出回路からの出力信号のレベルを変換する変換回路と、前記基準電位発生回路から出力された電圧と前記変換回路から出力された信号を比較し、制御信号を出力する比較器と、前記比較器からの制御信号に応じて前記第１のトランジスタの入力電圧を可変し、電流量を制御する第２のトランジスタとを有する。
本発明のＬＥＤ駆動装置は、入出力端子間に接続されたインダクタとダイオードと、前記インダクタの出力端子と基準電位間をオン／オフするスイッチング手段と、記出力端子と前記基準電位間に接続されたＬＥＤを有する負荷回路と、前記負荷回路のＬＥＤに流れる電流を検出し、第１の制御信号を出力する検出回路と、前記第１の制御信号をレベルシフトして第２の制御信号を出力する変換回路と第２の制御信号を基準電圧と比較して、比較結果に応じた第３の制御信号を出力する比較器と、前記比較器からの第３の制御信号に応じて前記スイッチング手段をオン／オフする第４の制御信号を出力する制御回路とを有する。 The LED driving device of the present invention includes a first transistor connected between the input and output terminals, a reference potential generating circuit connected between the output terminal and a reference potential, and connected between the output terminal and the reference potential. A load circuit having an LED, a detection circuit for detecting a current flowing through the LED of the load circuit, a conversion circuit for converting the level of an output signal from the detection circuit, and a voltage output from the reference potential generation circuit A comparator that compares the signals output from the conversion circuit and outputs a control signal; and a second that controls the amount of current by varying the input voltage of the first transistor in accordance with the control signal from the comparator. Transistors.
The LED driving device of the present invention includes an inductor and a diode connected between input and output terminals, switching means for turning on / off between the output terminal of the inductor and a reference potential, and connected between the output terminal and the reference potential. A load circuit having an LED, a detection circuit for detecting a current flowing through the LED of the load circuit, and outputting a first control signal, and outputting a second control signal by level-shifting the first control signal A comparator that compares the conversion circuit and the second control signal with a reference voltage and outputs a third control signal according to the comparison result; and the switching means according to the third control signal from the comparator And a control circuit for outputting a fourth control signal for turning on / off.

定電圧電源回路やスイッチングレギュレータ回路を用いたＬＥＤ点灯回路において、ＬＥＤを点灯するためのバイアス抵抗の抵抗値を下げ、この抵抗の両端に発生する電圧を所定値以下し、ＬＥＤ駆動回路の消費電流を削減し、電池の消費時間を長くする。 In an LED lighting circuit using a constant voltage power supply circuit or a switching regulator circuit, the resistance value of the bias resistor for lighting the LED is lowered, the voltage generated at both ends of the resistor is reduced to a predetermined value or less, and the current consumption of the LED drive circuit Reduce the battery consumption time.

図１を用いて定電流型ＬＥＤ駆動装置１０の実施形態例について説明する。
図１に示す実施形態例であるＬＥＤ駆動装置１０は、レギュレータ回路１１、キャパシタＣ１２，Ｃ１３、電圧変換回路（レベルシフト）３０、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎと電流検出用の抵抗Ｒ３４で構成されている。
レギュレータ回路１１の一部は図３（Ａ）に示したＬＥＤ駆動装置１００と同じであるが、ＬＥＤに流れる電流を検出し、レギュレータ回路１１に検出電圧を供給する電圧変換回路３０の構成が異なっている。
入力端子ＴｉｎとＧＮＤ間にキャパシタＣ１２が接続され、この入力端子ＴｉｎはさらにＰＮＰトランジスタ１５のエミッタと抵抗Ｒ１４，１９の一方に端子にそれぞれ接続されている。ＰＮＰトランジスタ１５のコレクタは抵抗Ｒ１９の他方の端子と出力端子Ｔｏｕｔに接続されている。
抵抗Ｒ１４の他方の端子はＰＮＰトランジスタ１５のベースとＮＰＮトランジスタ１６のコレクタに接続されている。
出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に直列に抵抗Ｒ２０とバンドギャップダイオードＤ１（２１）が接続され、この共通接続点がＡｍｐ（アンプ）１８の非反転入力端子に接続されている。また出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間にキャパシタＣ１３が接続されている。
さらに、出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間には、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎと抵抗Ｒ３４が直列接続され、この抵抗Ｒ３４とＬＥＤ・Ｎの共通接続点はＡｍｐ３１の非反転入力端子に接続されている。Ａｍｐ３１の出力端子は抵抗Ｒ３２の一端と、Ａｍｐ１８の反転入力端子に接続されている。抵抗Ｒ３２の他端はＡｍｐ３１の反転入力端子と抵抗Ｒ３３の一方の端子に接続され、この抵抗Ｒ３３の他端はＧＮＤに接続されている。
Ａｍｐ１８の出力端子はＮＰＮトランジスタ１６のベースに接続され、このＮＰＮトランジスタ１６のエミッタは抵抗Ｒ１７を介してＧＮＤに接続されている。 An embodiment of the constant current type LED driving device 10 will be described with reference to FIG.
The LED driving device 10 which is the embodiment shown in FIG. 1 includes a regulator circuit 11, capacitors C12 and C13, a voltage conversion circuit (level shift) 30, LEDs · 1 to LED · N and a current detection resistor R34. ing.
A part of the regulator circuit 11 is the same as the LED driving device 100 shown in FIG. 3A, but the configuration of the voltage conversion circuit 30 that detects the current flowing through the LED and supplies the detection voltage to the regulator circuit 11 is different. ing.
A capacitor C12 is connected between the input terminal Tin and GND, and this input terminal Tin is further connected to the emitter of the PNP transistor 15 and one of the resistors R14 and R19, respectively. The collector of the PNP transistor 15 is connected to the other terminal of the resistor R19 and the output terminal Tout.
The other terminal of the resistor R14 is connected to the base of the PNP transistor 15 and the collector of the NPN transistor 16.
A resistor R20 and a band gap diode D1 (21) are connected in series between the output terminal Tout and GND, and this common connection point is connected to a non-inverting input terminal of an Amp (amplifier) 18. A capacitor C13 is connected between the output terminal Tout and GND.
Further, between the output terminals Tout and GND, LEDs · 1 to LED · N and a resistor R34 are connected in series, and a common connection point of the resistors R34 and LED · N is connected to a non-inverting input terminal of Amp31. The output terminal of Amp31 is connected to one end of resistor R32 and the inverting input terminal of Amp18. The other end of the resistor R32 is connected to the inverting input terminal of the Amp 31 and one terminal of the resistor R33, and the other end of the resistor R33 is connected to GND.
The output terminal of Amp 18 is connected to the base of NPN transistor 16, and the emitter of NPN transistor 16 is connected to GND via resistor R17.

つぎにＬＥＤ駆動装置１０の動作について説明する。
いま出力端子Ｔｏｕｔの電圧が下がり、その結果ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎに流れる電流（ＩＬ）が減少したとする。すると抵抗Ｒ３４に発生する電圧Ｅ１は下がり、Ａｍｐ３１の入力端子間の差電圧が、Ａｍｐ３１の出力端子から所定倍増幅されて出力され、そしてＡｍｐ１８の反転入力端子に供給される。
抵抗Ｒ２０とバンドギャップダイオードＤ１の共通接続点から発生した基準電圧ＥｓがＡｍｐ１Ａの非反転入力端子に供給されて、反転入力端子に供給される電圧Ｅｓｉと比較される。電圧Ｅｓｉはこの基準電圧Ｅｓより低いのでＡｍｐ１８の出力端子の電圧は上昇し、この上昇した電圧がＮＰＮトランジスタ１６のベースに供給される。
その結果、ＮＰＮトランジスタ１６のエミッタ電流は増加しそれに伴いコレクタ電流も増加するから抵抗Ｒ１４に流れる電流も増加し、抵抗Ｒ１４の両端に発生する電圧差は大きくなる。すると、ＰＮＰトランジスタ１５のエミッタ−ベース間の電圧差が大きくなるから、このＰＮＰトランジスタ１５のエミッタ電流とコレクタ電流は増加し、増加した電流がキャパシタＣ１３に蓄積され、出力端子Ｔｏｕｔの電圧は上昇する。 Next, the operation of the LED driving device 10 will be described.
Now, it is assumed that the voltage at the output terminal Tout has dropped, and as a result, the current (IL) flowing through the LEDs 1 to 1 and N has decreased. Then, the voltage E1 generated in the resistor R34 decreases, the difference voltage between the input terminals of Amp31 is amplified by a predetermined multiple from the output terminal of Amp31, and is supplied to the inverting input terminal of Amp18.
The reference voltage Es generated from the common connection point of the resistor R20 and the band gap diode D1 is supplied to the non-inverting input terminal of Amp1A and compared with the voltage Esi supplied to the inverting input terminal. Since the voltage Esi is lower than the reference voltage Es, the voltage at the output terminal of the Amp 18 rises, and this raised voltage is supplied to the base of the NPN transistor 16.
As a result, the emitter current of the NPN transistor 16 increases, and accordingly the collector current also increases, so the current flowing through the resistor R14 also increases, and the voltage difference generated across the resistor R14 increases. Then, since the voltage difference between the emitter and base of the PNP transistor 15 increases, the emitter current and collector current of the PNP transistor 15 increase, the increased current is accumulated in the capacitor C13, and the voltage at the output terminal Tout increases. .

一方、出力端子Ｔｏｕｔの電圧が高くなり、その結果ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎに流れる電流（ＩＬ）が増加したとする。すると抵抗Ｒ３４に発生する電圧Ｅ１は上がり、Ａｍｐ３１の入力端子間の差電圧が、Ａｍｐ３１の出力端子から所定倍増幅されて出力され、そしてＡｍｐ１８の反転入力端子に供給される。
抵抗Ｒ２０とバンドギャップダイオードＤ１の共通接続点から発生した基準電圧ＥｓがＡｍｐ１８の非反転入力端子に供給されて、反転入力端子に供給される電圧Ｅｓｉと比較される。電圧Ｅｓｉが基準電圧Ｅｓより高いのでＡｍｐ１８の出力端子の電圧は減少し、この減少した電圧がＮＰＮトランジスタ１６のベースに供給される。
その結果、ＮＰＮトランジスタ１６のエミッタ電流は減少しそれに伴いコレクタ電流も減少するから抵抗Ｒ１４に流れる電流も減少し、抵抗Ｒ１４の両端に発生する電圧差は小さくなる。すると、ＰＮＰトランジスタ１５のエミッタ−ベース間の電圧差が小さくなるから、このＰＮＰトランジスタ１５のエミッタ電流とコレクタ電流は減少し、その結果キャパシタＣ１３に蓄積された電流がＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎに流れ、出力端子Ｔｏｕｔの電圧は減少し、電圧が一定になるように働く。 On the other hand, it is assumed that the voltage at the output terminal Tout increases, and as a result, the current (IL) flowing through the LEDs · 1 · LED · N increases. Then, the voltage E1 generated in the resistor R34 rises, and the differential voltage between the input terminals of Amp31 is amplified by a predetermined amplification from the output terminal of Amp31 and is supplied to the inverting input terminal of Amp18.
The reference voltage Es generated from the common connection point of the resistor R20 and the band gap diode D1 is supplied to the non-inverting input terminal of Amp18 and compared with the voltage Esi supplied to the inverting input terminal. Since the voltage Esi is higher than the reference voltage Es, the voltage at the output terminal of the Amp 18 decreases, and this decreased voltage is supplied to the base of the NPN transistor 16.
As a result, the emitter current of the NPN transistor 16 decreases and the collector current also decreases accordingly, so the current flowing through the resistor R14 also decreases, and the voltage difference generated across the resistor R14 becomes smaller. Then, since the voltage difference between the emitter and the base of the PNP transistor 15 becomes small, the emitter current and the collector current of the PNP transistor 15 are reduced, and as a result, the current accumulated in the capacitor C13 is transferred to the LED · 1 to LED · N. The voltage at the output terminal Tout decreases and works so that the voltage becomes constant.

上述したＬＥＤ駆動装置１０のＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎと直列接続された抵抗Ｒ３４の抵抗値は下記の式で表される。
［数１］
Ｒ３４＝Ｅｓｉ＊（Ｒ３３／（Ｒ３２＋Ｒ３３））／ＩＬ・・・（１）

ここで＊印は乗算記号を表す。またＩＬはＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎと抵抗Ｒ３４に流れる電流である。
一方、図３（Ｃ）に示した、ＬＥＤ・１Ｂ〜ＬＥＤ・ＮＢに流れる電流をＩＬＢとしたときの抵抗Ｒ１１１の抵抗値は、
［数２］
Ｒ１１１＝Ｅｓｉ／ＩＬＢ・・・（２）

と表される。
式（１）と式（２）から、抵抗Ｒ３４の抵抗値は抵抗Ｒ１１１より小さく設定できることが解る。
これは、電圧変換回路３０を用いて抵抗Ｒ３４で発生する電圧を変換してＡｍｐ１８にＥｓｉ電圧として供給したことによる。
抵抗Ｒ３４で発生する電圧を小さく設定することができるため、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎと抵抗Ｒ３４に発生する電圧を加算した出力電圧を低く設定できるとともに、消費電力を削減できる。 The resistance value of the resistor R34 connected in series with the LEDs 1 to 1 of the LED driving device 10 described above is expressed by the following equation.
[Equation 1]
R34 = Esi * (R33 / (R32 + R33)) / IL (1)

Here, * represents a multiplication symbol. IL is a current flowing through the LEDs 1 to 1 and the resistor R34.
On the other hand, the resistance value of the resistor R111 when the current flowing through the LED • 1B to the LED • NB shown in FIG.
[Equation 2]
R111 = Esi / ILB (2)

It is expressed.
From the equations (1) and (2), it can be seen that the resistance value of the resistor R34 can be set smaller than the resistor R111.
This is because the voltage generated in the resistor R34 is converted using the voltage conversion circuit 30 and supplied to the Amp 18 as the Esi voltage.
Since the voltage generated at the resistor R34 can be set small, the output voltage obtained by adding the voltages generated at the LEDs R1 to LEDN and the resistor R34 can be set low, and the power consumption can be reduced.

つぎに、昇圧型スイッチングレギュレータ（回路）を用いた（定電流型）ＬＥＤ駆動装置５０の実施形態例を図２に示す。
ＬＥＤ駆動装置５０は、スイッチングレギュレータ基本ブロック５１、インダクタＬ１（６３）、ダイオードＤ１（６４）、電圧変換回路（レベルシフト）７０、ＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎと電流検出用抵抗Ｒ７４で構成されている。
スイッチングレギュレータ基本ブロック５１は、バイアス回路５４、ＳＷ（スイッチ）５５、抵抗Ｒ（５６）、バッファアンプ５７、昇圧制御回路５８、過電圧保護回路５９、Ａｍｐ（アンプ）６０、基準電圧（発生回路）６１で構成されている。
バイアス回路５４は入力端子Ｔｉｎから電源端子Ｔ２１を介して電源が供給され、スイッチングレギュレータ基本ブロック５１の各回路に電源を供給するための電圧を発生する。
ＳＷ５５はバッファアンプ５７の制御信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、インダクタＬ１の出力とＧＮＤ間をオープンまたはショートする働きをし、入力端子Ｔｉｎから供給されるＤＣ電圧を昇圧する。また、このＳＷ５５として、一般に半導体素子が使用され、ＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタで構成される。
昇圧制御回路５８はＡｍｐ（アンプ）６０から出力された制御電圧に従い例えばパルス幅などを調整し、ＳＷ５５をＯＮ／ＯＦＦするための制御電圧を出力する。またこれ以外に出力端子Ｔｏｕｔに接続されているたとえばＬＥＤなどの負荷インピーダンスが下がったとき、過電圧保護回路５９から制御電圧により、ＳＷ５５をＯＦＦ動作し、保護するようにしている。
過電圧保護回路５９は出力端子Ｔｏｕｔに接続されているＬＥＤなどの負荷インピーダンスが下がったとき制御信号を出力し、上述した昇圧制御回路５８を介しＳＷ５５をＯＦＦにして保護している。
Ａｍｐ６０は基準電圧発生回路６１から供給された基準電圧とＬＥＤ・１〜ＬＥＤ・Ｎに流れる電流量を検出して電圧に変換した値を比較する誤差検出用のＡｍｐ（アンプ）である。この誤差すなわち基準電圧に対して増加、減少した電圧を次段の昇圧制御回路５８に供給し、出力端子Ｔｏｕｔで発生する電圧を一定に保持するようにしている。
スイッチングレギュレータ基本ブロック５１の（入力）端子Ｔ２４に接続されている電圧変換回路７０はＡｍｐ７１と抵抗Ｒ７２，Ｒ７３で構成され、抵抗Ｒ７４で検出した電流（電圧）を電圧変換（レベルシフト）してＡｍｐ６０へ供給している。このように電圧変換することにより、電流検出用の抵抗Ｒ７４で発生する電圧を小さくすることができ、ＬＥＤ・１Ａ〜ＬＥＤ・ＮＡと抵抗Ｒ７４に印加されるトータル電圧を低く設定できる。その結果、出力端子Ｔｏｕｔで発生する出力電圧を下げることができ、消費電流を削減することができる。 Next, FIG. 2 shows an embodiment of a (constant current type) LED driving device 50 using a step-up switching regulator (circuit).
The LED driving device 50 includes a switching regulator basic block 51, an inductor L1 (63), a diode D1 (64), a voltage conversion circuit (level shift) 70, LEDs · 1 to LED · N, and a current detection resistor R74. Yes.
The switching regulator basic block 51 includes a bias circuit 54, a SW (switch) 55, a resistor R (56), a buffer amplifier 57, a boost control circuit 58, an overvoltage protection circuit 59, an Amp (amplifier) 60, and a reference voltage (generation circuit) 61. It consists of
The bias circuit 54 is supplied with power from the input terminal Tin via the power supply terminal T21, and generates a voltage for supplying power to each circuit of the switching regulator basic block 51.
The SW 55 is ON / OFF controlled by the control signal of the buffer amplifier 57, serves to open or short the output of the inductor L1 and GND, and boosts the DC voltage supplied from the input terminal Tin. In addition, a semiconductor element is generally used as the SW 55, and is configured by a MOS transistor or a bipolar transistor.
The boost control circuit 58 adjusts, for example, the pulse width in accordance with the control voltage output from the Amp (amplifier) 60, and outputs a control voltage for turning on / off the SW55. In addition, when the load impedance of, for example, an LED connected to the output terminal Tout decreases, the SW 55 is turned off by the control voltage from the overvoltage protection circuit 59 to protect it.
The overvoltage protection circuit 59 outputs a control signal when the load impedance of the LED or the like connected to the output terminal Tout decreases, and protects the SW55 by turning it off via the boost control circuit 58 described above.
Amp 60 is an error detection Amp (amplifier) that compares the reference voltage supplied from the reference voltage generation circuit 61 with the value of the current flowing in the LEDs 1 to LED N and converted into a voltage. This error, that is, a voltage increased or decreased with respect to the reference voltage is supplied to the boost control circuit 58 in the next stage so that the voltage generated at the output terminal Tout is kept constant.
The voltage conversion circuit 70 connected to the (input) terminal T24 of the switching regulator basic block 51 includes an Amp 71 and resistors R72 and R73. The current (voltage) detected by the resistor R74 is converted into a voltage (level shift) to obtain an Amp60. To supply. By performing voltage conversion in this way, the voltage generated in the current detection resistor R74 can be reduced, and the total voltage applied to the LEDs 1A to LEDNA and the resistor R74 can be set low. As a result, the output voltage generated at the output terminal Tout can be reduced, and current consumption can be reduced.

インダクタＬ１（６３）は昇圧用として用いられ、ＳＷ５５がＯＮ／ＯＦＦすることにより入力端子Ｔｉｎから供給されるＤＣ電圧（電流）をエネルギーとして蓄積し、ＳＷ５５がＯＦＦのとき入力電圧に重畳して出力する。
このインダクタＬ１の飽和電流定格は、最大ピーク電流に対して十分余裕を持たせる必要があり、また電力変換効率を高めるため直流抵抗の値を小さいものを使用している。
ダイオードＤ２（６４）は定格電流と逆方向耐圧が仕様規格に対して十分余裕を持たせる必要がある。また、電力変換効率を高めるため順方向電圧（Ｖｆ）が低く、かつスイッチングスピードが速いものが望ましい。たとえば、ショットキーダイオードなどが用いられる。
負荷回路または素子として、ＬＥＤ・１Ａ〜ＬＥＤ・ＮＡと電流検出用の抵抗Ｒ（７４）が出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に接続されている。ここではＬＥＤ・１Ａ〜ＬＥＤ・ＮＡが１組だけ接続されているが、並列に接続されても良く、またこれらを組み合わせた構成でも良い。
さらに、ＬＥＤ以外の負荷素子であってもよく、負荷素子に流れる電流または電圧を検出する手段を設け、この検出手段からの出力電圧（または制御信号）を次段の電圧変換回路７０に供給するようにする。 The inductor L1 (63) is used for boosting, and stores the DC voltage (current) supplied from the input terminal Tin as energy when the SW55 is turned ON / OFF, and outputs it superimposed on the input voltage when the SW55 is OFF. To do.
The saturation current rating of the inductor L1 needs to have a sufficient margin with respect to the maximum peak current, and a DC resistance with a small value is used in order to increase power conversion efficiency.
The diode D2 (64) needs to have a sufficient margin for the rated current and reverse breakdown voltage with respect to the specification standard. Further, in order to increase the power conversion efficiency, it is desirable that the forward voltage (Vf) is low and the switching speed is fast. For example, a Schottky diode or the like is used.
As a load circuit or element, LED • 1A to LED • NA and a current detection resistor R (74) are connected between the output terminal Tout and GND. Here, only one set of LED • 1A to LED • NA is connected, but they may be connected in parallel or may be configured by combining them.
Further, a load element other than the LED may be used, and means for detecting a current or voltage flowing through the load element is provided, and an output voltage (or control signal) from the detection means is supplied to the voltage conversion circuit 70 at the next stage. Like that.

つぎにＬＥＤ駆動装置５０の動作について説明する。
スイッチングレギュレータ基本ブロック５１を動作させたときの初期状態において、ＳＷ５５がＯＮの期間、入力端子ＴｉｎからインダクタンスＬ１とＳＷ５５、抵抗Ｒ５６を介してＧＮＤに電流が流れる。インダクタＬ１に電流が１周期の所定期間流れると、昇圧制御回路５８からセット信号を出力し、バッファアンプ５７を介してＳＷ５５をＯＦＦする。
キャパシタＣ５３に所定の電圧が蓄積された後、キャパシタＣ５３からＴｏｕｔ即ちＬＥＤ・１Ａ〜ＬＥＤ・ＮＡの負荷に電流が流れて電圧が下がる。
するとＡｍｐ６０（レベルシフト回路７０を含む）の電圧検出回路で所定の電圧を検出するまで初期動作と同じ動作を繰り返す。このときインダクタＬ１に流す電流の周期を１周期の期間内で長くして、キャパシタＣ５３に蓄積する電圧を高くする。
このＳＷ５５はキャパシタＣ５３で検出された直流電圧に応じて、一周期内でＯＮ／ＯＦＦ制御されている。
具体的には、キャパシタＣ５３に蓄積された電圧に比例する電圧、すなわち抵抗Ｒ７４で発生した電圧Ｅ１がＡｍｐ７１の非反転入力端子に供給され、反転入力端子の電圧と比較され、その誤差電圧をＡｍｐ６０の反転入力端子に出力する。ここで、Ａｍｐ７１の反転入力端子の電圧は抵抗Ｒ７２と抵抗Ｒ７３で分圧して、利得を決めている。また電圧Ｅｓｉの電圧をＲ７２とＲ７３で分割しているので、抵抗Ｒ７４の値を小さくすることができる。
Ａｍｐ６０で電圧変換回路７０から入力された比較電圧と基準電圧発生回路６１から出力される基準電圧が比較される。いまキャパシタＣ５３の電圧が下がった結果、比較電圧が基準電圧より低くなったとすると、Ａｍｐ６０の出力電圧は高くなる。Ａｍｐ６０から出力された電圧が昇圧制御回路５８に供給され、そこでパルス幅の調整が行われ（ＯＮ期間を長くして）、出力電圧（ＴｏｕｔまたはキャパシタＣ５３の電圧）が基準値以上になるまでの期間、調整されたパルス制御電圧を出力し続ける。
バッファアンプ５７はその期間ＯＮ／ＯＦＦ切り換え動作を繰り返し、たとえばＳＷ５５がＯＮの期間インダクタＬ１に電流が流れてエネルギーが蓄積される。またＳＷ５５がＯＦＦの期間インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーが入力電圧に重畳されてダイオードＤ２を介してキャパシタＣ５３に蓄積される。この動作が繰り返されることにより、出力電圧Ｔｏｕｔ（Ｃ５３に蓄積される電圧）は徐々に昇圧する。 Next, the operation of the LED driving device 50 will be described.
In the initial state when the switching regulator basic block 51 is operated, a current flows from the input terminal Tin to the GND via the inductances L1 and SW55 and the resistor R56 while the SW55 is ON. When a current flows through the inductor L1 for a predetermined period of one cycle, a set signal is output from the boost control circuit 58, and the SW 55 is turned off via the buffer amplifier 57.
After a predetermined voltage is accumulated in the capacitor C53, a current flows from the capacitor C53 to Tout, that is, the load of the LED • 1A to LED • NA, and the voltage decreases.
Then, the same operation as the initial operation is repeated until a predetermined voltage is detected by the voltage detection circuit of Amp 60 (including the level shift circuit 70). At this time, the period of the current flowing through the inductor L1 is lengthened within one period, and the voltage stored in the capacitor C53 is increased.
The SW 55 is ON / OFF controlled within one cycle in accordance with the DC voltage detected by the capacitor C53.
Specifically, a voltage proportional to the voltage stored in the capacitor C53, that is, the voltage E1 generated by the resistor R74 is supplied to the non-inverting input terminal of the Amp 71, compared with the voltage of the inverting input terminal, and the error voltage is set to Amp60. Output to the inverting input terminal. Here, the voltage at the inverting input terminal of Amp 71 is divided by resistors R72 and R73 to determine the gain. Further, since the voltage Esi is divided by R72 and R73, the value of the resistor R74 can be reduced.
The comparison voltage input from the voltage conversion circuit 70 and the reference voltage output from the reference voltage generation circuit 61 are compared at Amp 60. If the comparison voltage becomes lower than the reference voltage as a result of the voltage drop of the capacitor C53, the output voltage of the Amp 60 becomes higher. The voltage output from the Amp 60 is supplied to the boost control circuit 58, where the pulse width is adjusted (the ON period is lengthened), and the output voltage (Tout or the voltage of the capacitor C53) becomes higher than the reference value. Continue to output the adjusted pulse control voltage for the period.
The buffer amplifier 57 repeats the ON / OFF switching operation during that period. For example, a current flows through the inductor L1 while the SW 55 is ON, and energy is accumulated. Further, the energy accumulated in the inductor L1 while the SW 55 is OFF is superimposed on the input voltage and accumulated in the capacitor C53 via the diode D2. By repeating this operation, the output voltage Tout (voltage accumulated in C53) is gradually increased.

Ａｍｐ６０で端子Ｔ２４に供給される電圧Ｅｓｉが基準電圧発生回路６１から出力される所定の基準電圧と等しくなるまで上述した電圧上昇のための動作を繰り返す。昇圧する場合、ＳＷ５５のＯＮ期間を長くしてインダクタＬ１に流す電流を増加し、キャパシタＣ５３に蓄積される電圧（またはＴｏｕｔ）が所定の出力電圧（Ｔｏｕｔ）になるようにしている。
キャパシタＣ５３に蓄積される電圧が所定値以上になると、Ａｍｐ６０から出力される制御電圧により昇圧制御回路５８の動作が制御され、ＯＮ期間のパルス幅を調整（狭く）し、バッファアンプ５７を介してＳＷ５５をＯＮ／ＯＦＦする。するとキャパシタＣ５３に蓄積される電圧は低下する。以後同様な動作が繰り返される。
このように、ＬＥＤ駆動装置５０はＬＥＤ・１Ａ〜ＬＥＤ・ＮＡに流れる電流が変動しながら設定値に近づくように上述した動作を繰り返すことになる。 The above-described operation for increasing the voltage is repeated until the voltage Esi supplied to the terminal T24 at Amp60 becomes equal to the predetermined reference voltage output from the reference voltage generation circuit 61. When boosting, the ON period of SW55 is lengthened to increase the current flowing through inductor L1, so that the voltage (or Tout) stored in capacitor C53 becomes a predetermined output voltage (Tout).
When the voltage stored in the capacitor C53 exceeds a predetermined value, the operation of the boost control circuit 58 is controlled by the control voltage output from the Amp 60, the pulse width of the ON period is adjusted (narrowed), and the voltage is passed through the buffer amplifier 57. Turn SW55 ON / OFF. Then, the voltage stored in the capacitor C53 decreases. Thereafter, the same operation is repeated.
Thus, the LED driving device 50 repeats the above-described operation so as to approach the set value while the current flowing through the LED • 1A to LED • NA varies.

つぎに、出力端子ＴｏｕｔとＧＮＤ間に必要な電圧について述べる。図２に示したＬＥＤ駆動装置５０のＬＥＤ・１Ａ〜ＬＥＤ・ＮＡに流れる電流ＩＬを検出する抵抗Ｒ７４の値は次式で求められる。
［数３］
ＩＬ＝Ｅ１／Ｒ７４・・・（３）

ここでＥ１の電圧はスイッチングレギュレータ基本ブロック（回路）５１の端子Ｔ２４の電圧Ｅｓｉを用いて、
［数４］
Ｅ１＝Ｅｓｉ＊（Ｒ７３／（Ｒ７２＋Ｒ７３））・・・（４）

と表される。
これから、数式（３）で表した電流検出用抵抗Ｒ７４は、
［数５］
Ｒ７４＝Ｅｓｉ＊（Ｒ７３／（Ｒ７２＋Ｒ７３））／ＩＬ・・・（５）

となり、電圧変換回路７０がない時の抵抗値Ｒ７４Ａ、
［数６］
Ｒ７４Ａ＝Ｅｓｉ／ＩＬ・・・（６）

と比較して明らかに小さく設定できる。 Next, a voltage required between the output terminal Tout and GND will be described. The value of the resistor R74 for detecting the current IL flowing through the LEDs 1A to LEDNA of the LED driving device 50 shown in FIG.
[Equation 3]
IL = E1 / R74 (3)

Here, the voltage E1 is obtained by using the voltage Esi of the terminal T24 of the switching regulator basic block (circuit) 51,
[Equation 4]
E1 = Esi * (R73 / (R72 + R73)) (4)

It is expressed.
From this, the current detection resistor R74 expressed by Equation (3) is:
[Equation 5]
R74 = Esi * (R73 / (R72 + R73)) / IL (5)

The resistance value R74A when there is no voltage conversion circuit 70,
[Equation 6]
R74A = Esi / IL (6)

It can be clearly set smaller than

したがって、ＬＥＤを点灯するための抵抗値を下げ、たとえばこの抵抗Ｒ７４の両端電圧を１Ｖ以下に下げることができるので、ＬＥＤ駆動装置５０の昇圧電圧を低く設定できる。その結果、ＬＥＤ駆動装置の消費電流を削減でき、特に電池駆動機器では長時間動作でき有効である。 Therefore, the resistance value for lighting the LED can be lowered, for example, the voltage across the resistor R74 can be lowered to 1 V or less, so that the boosted voltage of the LED driving device 50 can be set low. As a result, the current consumption of the LED driving device can be reduced, and in particular, battery-driven equipment can operate for a long time and is effective.

本発明のＬＥＤ駆動装置の回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of the LED drive device of this invention. 本発明の他のＬＥＤ駆動装置の回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of the other LED drive device of this invention. 従来例のＬＥＤ駆動装置の回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of the LED drive device of a prior art example. 従来例の他のＬＥＤ点灯回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the other LED lighting circuit of a prior art example. 従来例の他のＬＥＤ点灯回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the other LED lighting circuit of a prior art example.

Explanation of symbols

１０，５０，１００…ＬＥＤ駆動装置、１１…レギュレータ回路、１２,１３,５２，５３，１０１，１１２，１６４，２２５…キャパシタ、１４，１７，１９，２０，３３，３４，５６，７２,７３,７４，１０２，１０５，１０７，１０８,１１０，１１１，１５５，２０６，２１０，２１６，２２０，２２１…抵抗、１５，１０３，２０７，２１７…ＰＮＰトランジスタ、１６，１０４，２０９，２１９…ＮＰＮトランジスタ、１８，３１，７１，１０６…Ａｍｐ（アンプ）、２１，６４，１０９，１６３，２０５…ダイオード、５１…スイッチングレギュレータ基本ブロック、３０，７０…電圧変換回路、５４…バイアス回路、５８…昇圧制御回路、５９…過電圧保護回路、６１…基準電圧発生回路、６３，１６２…インダクタ、１５０，２００…ＬＥＤ点灯回路、１５３，２０１…電池、１５４…ＬＥＤ昇圧駆動回路、１５７…比較器、１５８…出力電圧制御回路、１５９…電流検出回路、１６０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２０２…制御回路、２０３…ＣＨ（チョークコイル）、２０４…ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,50,100 ... LED drive device, 11 ... Regulator circuit, 12, 13, 52, 53, 101, 112, 164, 225 ... Capacitor, 14, 17, 19, 20, 33, 34, 56, 72, 73 , 74, 102, 105, 107, 108, 110, 111, 155, 206, 210, 216, 220, 221 ... resistor, 15, 103, 207, 217 ... PNP transistor, 16, 104, 209, 219 ... NPN transistor 18, 31, 71, 106 ... Amp (amplifier), 21, 64, 109, 163, 205 ... diode, 51 ... switching regulator basic block, 30,70 ... voltage conversion circuit, 54 ... bias circuit, 58 ... boost control Circuit 59 ... Overvoltage protection circuit 61 ... Reference voltage generation circuit 63, 162 ... Inductor 150 00 ... LED lighting circuit, 153,201 ... battery, 154 ... LED boosting drive circuit, 157 ... comparator, 158 ... output voltage control circuit, 159 ... current detection circuit, 160 ... DC / DC converter, 202 ... control circuit, 203 ... CH (choke coil), 204 ... FET (field effect transistor).

Claims

A first transistor connected between the input and output terminals;
A reference potential generating circuit connected between the output terminal and a reference potential;
A load circuit having an LED connected between the output terminal and the reference potential;
A detection circuit for detecting a current flowing through the LED of the load circuit;
A conversion circuit for converting the level of the output signal from the detection circuit;
A comparator that compares the voltage output from the reference potential generation circuit with the signal output from the conversion circuit and outputs a control signal;
And a second transistor that controls an amount of current by varying an input voltage of the first transistor in accordance with a control signal from the comparator.

The LED drive device according to claim 1, wherein the load circuit is connected in series with the detection circuit.

The LED driving device according to claim 1, wherein the detection circuit is a resistance element.

In the conversion circuit, a feedback resistor is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier, a resistor is connected between the inverting input terminal and the reference potential, and the voltage supplied to the non-inverting input terminal is level shifted and output. The LED driving device according to claim 1.

An inductor and a diode connected between the input and output terminals;
Switching means for turning on / off between the output terminal of the inductor and a reference potential;
A load circuit having an LED connected between the output terminal and the reference potential;
A detection circuit that detects a current flowing through the LED of the load circuit and outputs a first control signal;
A conversion circuit for level-shifting the first control signal and outputting a second control signal, and a comparator for comparing the second control signal with a reference voltage and outputting a third control signal according to the comparison result When,
And a control circuit for outputting a fourth control signal for turning on / off the switching means in response to a third control signal from the comparator.

The LED driving device according to claim 5, wherein the load circuit is connected in series with the detection circuit.

The LED driving device according to claim 5, wherein the detection circuit is a resistance element.

In the conversion circuit, a feedback resistor is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier, a resistor is connected between the inverting input terminal and the reference potential, and the voltage supplied to the non-inverting input terminal is level shifted and output. The LED driving device according to claim 5.