JP2007173697A - Light-emitting diode-driving device - Google Patents

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信明 小勝負
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the flexibility of light-emitting driving control, by making a total electrostatic capacity of a capacitor to be connected in a light emitting diode driving device which alternately switches and connects a capacitor to the power supply and a light-emitting diode and drives it in a form of discharging the charge of the capacitor to the light-emitting diode side. <P>SOLUTION: Capacitors C1, C2 for driving a light emitting diode 2 are disposed parallel mutually, as viewed from a charge/discharge line 4. A plurality of capacitors C1, C2 which can switch connection/disconnection each to a charge/discharge line 4 by means of electrostatic capacity changeover switches P1, P2 are used. The total electrostatic capacity of the capacitors C1, C2 to be connected to the charge/discharge line 4 is adjusted, based on changeover of the electrostatic capacity changeover switches P1, P2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、発光ダイオード駆動装置に関する。   The present invention relates to a light emitting diode driving device.

特開平9−97925号公報JP-A-9-97925

近年、発光ダイオード(Light
Emitting Diode:以下、LEDともいう)はインジケータの他、照明などにも広範囲に用いられるようになっている。従来のLED駆動回路例を図10に示す。+Vは電源電圧、SigはLEDのON,OFF及び調光制御のための信号である。Sigに電圧が加わると抵抗R1を通じてトランジスタTrのベース電流が流れトランジスタTrがONする。LEDには電流制限抵抗R2を介して電流が流れて発光する。LEDの輝度は流れる電流iにほぼ比例するので、LEDの順方向電圧をV、トランジスタON時のコレクタ−エミッタ間電圧をVceとするとLEDの発光輝度Iは以下のように表すことができる。
I≒Ai=A(+V−V−Vce)/R2 ‥(1)
通常、発光輝度Iは、電源電圧+Vと電流制限抵抗R2の電気抵抗値とを設定することで決定される。このような駆動回路では必ず電流制限抵抗R2により電力が消費されるため効率は良くない。特に、多数のLEDを用いる場合は放熱量が大きくなり、回路基板や筐体の設計上問題となる。電流制限抵抗R2を小さくして該電流制限抵抗R2による電圧降下量を減少させれば、LEDの駆動効率自体は改善されるが、LEDの製造上不可避的に生ずる特性値のバラツキ、特に順方向電圧Vfのバラツキや変動の影響を大きく受けることになるので、電流制限抵抗R2を小さくするには限界がある。
In recent years, light emitting diodes (Light
Emitting Diode (hereinafter also referred to as LED) is widely used for illumination as well as an indicator. An example of a conventional LED driving circuit is shown in FIG. + V is a power supply voltage, and Sig is a signal for LED ON / OFF and dimming control. When a voltage is applied to Sig, the base current of the transistor Tr flows through the resistor R1, and the transistor Tr is turned on. The LED emits light when a current flows through the current limiting resistor R2. Since the luminance of the LED is substantially proportional to the current i flowing, the emission luminance I of the LED can be expressed as follows when the forward voltage of the LED is V F and the collector-emitter voltage when the transistor is ON is Vce.
I≈Ai = A (+ V−V F −Vce) / R2 (1)
Usually, the light emission luminance I is determined by setting the power supply voltage + V and the electric resistance value of the current limiting resistor R2. Such a drive circuit is not efficient because power is always consumed by the current limiting resistor R2. In particular, when a large number of LEDs are used, the amount of heat radiation increases, which causes a problem in designing a circuit board and a housing. If the current limiting resistor R2 is reduced to reduce the amount of voltage drop due to the current limiting resistor R2, the LED driving efficiency itself is improved. Since the voltage Vf is greatly affected by variations and fluctuations, there is a limit in reducing the current limiting resistance R2.

そこで、特許文献1には、発光ダイオードと駆動電源との間にスイッチ付きのコンデンサを接続し、該スイッチによりコンデンサに駆動電源を接続した状態と発光ダイオードを接続した状態とを交互に切り替えて発光駆動を行なう構成が開示されている。コンデンサは駆動電源に接続された状態では充電モードとなり、電源電圧と自身の静電容量に応じた一定の電荷を蓄積する。この状態から発光ダイオード側に接続を切り替えると、発光ダイオードが負荷となってコンデンサが放電し、蓄積された電荷量に対応した電流が発光ダイオードに流れ発光する。発光ダイオードに流れる瞬時電流値は1回に放電されるコンデンサの蓄積電荷量により決定される。従って、この瞬時電流値が発光ダイオードに通電可能な最大電流値を超えないよう、電源電圧(自動車の場合は、例えばバッテリー電圧)に応じて使用するコンデンサの静電容量を適切に選択することにより、電流制限抵抗を用いないか、用いても電気抵抗値が大幅に小さいもので済むようになり、発光駆動効率を向上することができる。   Therefore, in Patent Document 1, a capacitor with a switch is connected between the light emitting diode and the driving power source, and the switch is alternately switched between the state in which the driving power source is connected to the capacitor and the state in which the light emitting diode is connected. A configuration for driving is disclosed. When the capacitor is connected to the driving power supply, the capacitor enters a charging mode, and accumulates a constant charge according to the power supply voltage and its own capacitance. When the connection is switched from this state to the light emitting diode side, the light emitting diode becomes a load and the capacitor is discharged, and a current corresponding to the accumulated charge amount flows to the light emitting diode to emit light. The instantaneous current value flowing through the light emitting diode is determined by the amount of charge stored in the capacitor discharged at one time. Therefore, by appropriately selecting the capacitance of the capacitor to be used according to the power supply voltage (for example, the battery voltage in the case of an automobile) so that the instantaneous current value does not exceed the maximum current value that can be passed through the light emitting diode. Even if the current limiting resistor is not used, even if it is used, the electrical resistance value can be significantly reduced, and the light emission driving efficiency can be improved.

特許文献1においては、電源あるいは発光ダイオードに接続されるコンデンサの合計静電容量が一定であり、発光駆動制御の自由度に欠ける問題がある。例えば、発特許文献1には、コンデンサの電源/発光ダイオード間での接続切り替えの回数Nを制御することで、発光輝度を調整(調光)できる旨が開示されている。しかし、この接続切り替えの周波数には、発光ダイオードのちらつきを防止する観点から下限値に制約があり、他方、コンデンサの充電時定数から周波数の上限値にも制限があり、調光のための周波数帯域は思ったほど広く取ることができない。そして、電源電圧が安定している状態で考えれば、コンデンサの合計静電容量が一定の場合、1回当たりのコンデンサの放電電荷量ひいては発光ダイオードの1パルス当たりの発光量もほぼ一定になるので、接続切り替えの周波数制御だけでは、発光輝度の調光レンジそのものをあまり広く取ることができなくなってしまうのである。   In Patent Document 1, there is a problem that the total capacitance of capacitors connected to a power supply or a light emitting diode is constant, and the degree of freedom in light emission drive control is lacking. For example, Patent Document 1 discloses that the emission luminance can be adjusted (dimmed) by controlling the number N of connection switching between the power source of the capacitor and the light emitting diode. However, this connection switching frequency has a lower limit value from the viewpoint of preventing flickering of the light emitting diode, and on the other hand, there is a limit to the upper limit value of the frequency from the charging time constant of the capacitor. Bandwidth cannot be taken as wide as expected. Considering that the power supply voltage is stable, when the total capacitance of the capacitor is constant, the amount of discharge charge of the capacitor per time, and hence the amount of light emission per pulse of the light emitting diode, is also substantially constant. Therefore, the light control range of the light emission luminance itself cannot be made so wide only by connection switching frequency control.

さらに、特許文献1には、電圧変動の激しい車載バッテリー電圧などに対しても安定に使用できる旨を謳っているが、電圧安定化回路を設けない前提では、コンデンサを充電するバッテリー電圧が大きく変動したとき、コンデンサの静電容量が一定では、発光ダイオードへの1パルス当たりの放電電荷量も大きく変動することになる。これは、発光輝度の変動につながるばかりでなく、例えばオルタネーター電圧の重畳などによりバッテリー電圧が高い側にシフトしたとき、過剰な電流が発光ダイオードに流れ、寿命低下につながる惧れもある。なお、特許文献1には、図5において2つのコンデンサ9,9の静電容量を互いに異ならせてもよいとする記載があるが、この回路では2つのコンデンサが直列接続されており、これらの静電容量が仮に異なっていたとしても、充放電ラインに挿入されたコンデンサの合成静電容量が一定であることに何ら変わりはない。また、図6のごとく、のこぎり波発生回路からの電圧を重畳して駆動することで、発光パルスの電流レベルを一定にできる、との記載もあるが、これはあくまで1パルスの放電期間中の瞬時電流値を平坦化するためのものであって、電源電圧変動に対する発光駆動電流値の安定化を目的とするものではない(当然、スイッチ駆動と同期を取ったのこぎり波発生回路が余分に必要であり、回路構造上の複雑化とコストアップにつながることはいうまでもない)。   Furthermore, Patent Document 1 says that it can be used stably even with respect to in-vehicle battery voltages, etc., where voltage fluctuations are significant. However, on the premise that no voltage stabilization circuit is provided, the battery voltage for charging the capacitor varies greatly. In this case, if the capacitance of the capacitor is constant, the amount of discharge charge per pulse to the light emitting diode also greatly varies. This not only leads to fluctuations in the light emission luminance, but when the battery voltage is shifted to a higher side due to, for example, superposition of an alternator voltage, an excessive current may flow through the light emitting diode, leading to a reduction in life. In Patent Document 1, there is a description in FIG. 5 that the capacitances of the two capacitors 9 and 9 may be different from each other. However, in this circuit, two capacitors are connected in series. Even if the capacitances are different, there is no change in the combined capacitance of the capacitors inserted in the charge / discharge lines being constant. In addition, as shown in FIG. 6, there is a description that the current level of the light emission pulse can be made constant by driving with the voltage from the sawtooth wave generation circuit superimposed, but this is only during the discharge period of one pulse. It is intended to flatten the instantaneous current value and not to stabilize the light emission drive current value against fluctuations in the power supply voltage. (Of course, an additional sawtooth wave generation circuit synchronized with the switch drive is required. Needless to say, this leads to circuit complexity and cost increase).

本発明の課題は、コンデンサを電源と発光ダイオードに交互に切り替え接続し、コンデンサの充電電荷を発光ダイオード側に放電する形でこれを駆動するようにした発光ダイオード駆動装置において、接続されるコンデンサの合計静電容量を可変とし、ひいては発光駆動制御の自由度をより高めることにある。   An object of the present invention is to provide a light emitting diode driving device in which a capacitor is alternately connected to a power source and a light emitting diode, and the charged charge of the capacitor is discharged to the light emitting diode side to drive the capacitor. This is to make the total capacitance variable, and to increase the degree of freedom of light emission drive control.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記の課題を解決するために、本発明の発光ダイオード駆動装置は、
発光ダイオードを駆動するための駆動ラインと、
各々発光ダイオードの駆動電流源を構成するコンデンサと、
コンデンサの充放電経路を構成する充放電ラインと、
充放電ラインを、駆動電源側に接続された第一状態と駆動ライン側に接続された第二状態との間で交互に切り替えることにより、第一状態では充放電ラインに接続されたコンデンサを充電する一方、第二状態では該コンデンサを駆動ライン側に放電し、該コンデンサの充電電荷に応じた放電電流にて発光ダイオードをパルス発光させる駆動スイッチとを備え、
コンデンサとして、複数のコンデンサが充放電ラインからみて互いに並列に配置されるとともに、充放電ラインに複数のコンデンサをそれぞれ接続/切り離しの切り替え可能に接続する静電容量切り替えスイッチが設けられ、該静電容量切り替えスイッチの切り替えに基づいて、充放電ラインに接続されるコンデンサの合計静電容量を調整するようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a light-emitting diode driving device of the present invention includes:
A drive line for driving the light emitting diode;
A capacitor constituting a drive current source of each light emitting diode;
A charge / discharge line constituting the charge / discharge path of the capacitor;
The capacitor connected to the charge / discharge line is charged in the first state by alternately switching the charge / discharge line between the first state connected to the drive power supply side and the second state connected to the drive line side. On the other hand, in the second state, the capacitor is discharged to the drive line side, and includes a drive switch that causes the light emitting diode to emit light with a discharge current corresponding to the charge of the capacitor.
As the capacitor, a plurality of capacitors are arranged in parallel with each other as viewed from the charge / discharge line, and a capacitance changeover switch for connecting the plurality of capacitors to the charge / discharge line so as to be connectable / disconnectable is provided. The total capacitance of the capacitors connected to the charge / discharge line is adjusted based on switching of the capacitance changeover switch.

上記本発明によると、発光ダイオードを駆動するためのコンデンサとして、充放電ラインからみて互いに並列に配置され、かつ、静電容量切り替えスイッチにより充放電ラインに対しそれぞれ接続/切り離しの切り替えが可能な複数のコンデンサを使用し、該静電容量切り替えスイッチの切り替えに基づいて、充放電ラインに接続されるコンデンサの合計静電容量を調整するようにした。これにより、接続されるコンデンサの合計静電容量を可変とする構成が簡便に実現でき、発光駆動制御の自由度をより高めることができる。   According to the present invention, the capacitors for driving the light emitting diodes are arranged in parallel with each other as viewed from the charge / discharge line, and can be switched to / from the charge / discharge line by the capacitance changeover switch. The total capacitance of the capacitors connected to the charge / discharge line is adjusted based on the switching of the capacitance changeover switch. Thereby, the structure which makes variable the total electrostatic capacitance of the capacitor | condenser connected can be implement | achieved simply, and the freedom degree of light emission drive control can be raised more.

上記複数のコンデンサは、静電容量の互いに異なるものを使用することができる。これにより、複数のコンデンサのいずれを使用するかに応じて、充放電ラインに接続されるコンデンサの合計静電容量を簡便に変更することができる。特に、静電容量切り替えスイッチの切り替えに基づいて、複数のコンデンサのいずれかを充放電ラインに対し択一的に接続する構成にすれば、コンデンサ毎に固有の静電容量を、そのまま合計静電容量の設定値として採用することができる。   As the plurality of capacitors, capacitors having different capacitances can be used. Thereby, the total capacitance of the capacitors connected to the charge / discharge line can be easily changed according to which of the plurality of capacitors is used. In particular, if one of a plurality of capacitors is selectively connected to the charge / discharge line based on the switching of the capacitance changeover switch, the specific capacitance for each capacitor is directly added to the total capacitance. It can be employed as a capacity setting value.

他方、静電容量切り替えスイッチの切り替えに基づいて、並列配置された複数のコンデンサの2以上のものを充放電ラインに対し組み合わせて接続することも可能である。このようにすると、限られた数のコンデンサを組み合わせることで合計静電容量の多様な設定が可能となる。この場合、複数のコンデンサは、2以上のものの静電容量を互いに同じに設定することもできる。静電容量の同じ複数のコンデンサを組み合わせて接続することにより、該コンデンサの静電容量を単位としてきめ細かい合計静電容量設定が可能になる。   On the other hand, two or more of a plurality of capacitors arranged in parallel can be combined and connected to the charge / discharge line based on switching of the capacitance changeover switch. In this way, various settings of the total capacitance can be made by combining a limited number of capacitors. In this case, the plurality of capacitors can have the same capacitance of two or more capacitors. By connecting a plurality of capacitors having the same capacitance in combination, a fine total capacitance can be set in units of the capacitance of the capacitors.

電源電圧の変動がそれ程急激でない場合は、充放電ラインに接続されるコンデンサの合計静電容量の調整に基づいて、該コンデンサからの合計放電電荷量を変化させることにより、発光ダイオードの1パルス当たりの発光量を調整することができる。すなわち、コンデンサの合計静電容量の調整により、発光ダイオードの発光輝度を調光することができる。   When the fluctuation of the power supply voltage is not so rapid, the total discharge charge amount from the capacitor is changed based on the adjustment of the total capacitance of the capacitor connected to the charge / discharge line. The amount of emitted light can be adjusted. In other words, the light emission luminance of the light emitting diode can be adjusted by adjusting the total capacitance of the capacitor.

具体的には、駆動スイッチを予め定められた周波数にて第一状態と第二状態との間で切り替え駆動するととともに、周波数の変更により単位時間当たりの発光パルス数を変化させる第一の調光制御手段と、周波数にて連続的に出力される複数の発光パルスの各発光量を、静電容量切り替えスイッチの切り替えにより一律に変化させる第二の調光制御手段とを設けることができる。このように構成すると、コンデンサの電源/発光ダイオード間(第一状態/第二状態)の切り替え周波数と、コンデンサの静電容量変更による発光パルス光量との双方に基づいて、よりきめ細かい調光が可能となる。   Specifically, the first dimming is performed by switching the driving switch between the first state and the second state at a predetermined frequency, and changing the number of light emission pulses per unit time by changing the frequency. Control means and second dimming control means for uniformly changing the light emission amounts of the plurality of light emission pulses output continuously at the frequency by switching of the capacitance changeover switch can be provided. With this configuration, finer dimming is possible based on both the switching frequency between the power supply / light emitting diode (first state / second state) of the capacitor and the amount of light emission pulse by changing the capacitance of the capacitor. It becomes.

例えば、複数のコンデンサが第一のコンデンサと該第一のコンデンサよりも静電容量が小さい第二のコンデンサとを含み、かつ、第一の調光制御手段による駆動スイッチの切り替えに、前述のちらつき防止等の観点から下限周波数が予め定められている場合、第二の調光制御手段と第一の調光制御手段とは、第一のコンデンサを用いて下限周波数により発光ダイオードを発光駆動した場合に得られる平均発光輝度よりも小さい発光輝度の出力を、第二のコンデンサを用いて発光ダイオードを下限周波数よりも高い周波数にて駆動することにより協働制御するものとすることができる。すなわち、静電容量の大きい第一のコンデンサだけでは、ちらつき防止の観点から下限周波数で駆動したときの平均発光輝度が限界発光輝度となるのに対し、それよりも静電容量の小さい第二のコンデンサに切り替えることで、上記第一のコンデンサの限界発光輝度よりもさらに小さい平均発光輝度を、下限周波数よりも高い周波数による駆動にて達成できる。その結果、発光輝度の調光レンジを、ちらつきを防止しつつ大幅に拡張することができる。なお、複数のコンデンサは、静電容量の異なる3つ以上のコンデンサを含むものであってもよく、この場合、大小関係の特定できる任意の2つのコンデンサを上記第一のコンデンサ及び第二のコンデンサとみなすことができる。また、第一のコンデンサと第二のコンデンサの概念は、それぞれ複数の並列コンデンサの組み合わせとなっている場合を含む。この場合、それら並列コンデンサの組み合わせのおける合計静電容量が互いに異なっていればよく、第一のコンデンサと第二のコンデンサとにそれぞれ対応する各並列コンデンサの組み合わせに、共通の(つまり同一の)コンデンサが含まれていてもよい(例えば、第一のコンデンサが単位コンデンサA,B,Cの並列接続からなり、第二のコンデンサが単位コンデンサA,Dの並列接続からなるような場合である)。   For example, the plurality of capacitors include a first capacitor and a second capacitor having a smaller capacitance than the first capacitor, and the flicker described above is used for switching the drive switch by the first dimming control means. When the lower limit frequency is predetermined from the viewpoint of prevention, etc., the second dimming control means and the first dimming control means use the first capacitor to drive the light emitting diode at the lower limit frequency. The output of the light emission luminance smaller than the average light emission luminance obtained in the above can be cooperatively controlled by driving the light emitting diode at a frequency higher than the lower limit frequency using the second capacitor. That is, with only the first capacitor having a large capacitance, the average emission luminance when driven at the lower limit frequency is the limit emission luminance from the viewpoint of preventing flickering, whereas the second capacitor having a smaller capacitance than that. By switching to the capacitor, it is possible to achieve an average light emission luminance smaller than the limit light emission luminance of the first capacitor by driving at a frequency higher than the lower limit frequency. As a result, the dimming range of the emission luminance can be greatly expanded while preventing flickering. Note that the plurality of capacitors may include three or more capacitors having different capacitances. In this case, any two capacitors that can specify the magnitude relationship are used as the first capacitor and the second capacitor. Can be considered. The concept of the first capacitor and the second capacitor includes a case where each is a combination of a plurality of parallel capacitors. In this case, it is only necessary that the total capacitance in the combination of the parallel capacitors is different from each other, and common (that is, the same) is used for each parallel capacitor combination corresponding to the first capacitor and the second capacitor. A capacitor may be included (for example, the first capacitor is composed of unit capacitors A, B and C connected in parallel, and the second capacitor is composed of unit capacitors A and D connected in parallel). .

一方、本発明の発光ダイオード駆動装置においては、駆動電源の電圧を検出する電圧検出手段を設けることができ、該検出された電圧が高くなるほど、充放電ラインに接続されるコンデンサの静電容量が低くなるように、静電容量切り替えスイッチを切り替えるように構成することができる。このようにすると、供給される駆動電源電圧が高くなるほど充電に使用するコンデンサの静電容量が低く設定され、例えば駆動電源電圧が急上昇した場合でもコンデンサの静電容量が低くなることで、発光ダイオード側への放電電荷量が急増することを抑制でき、発光ダイオードに過剰な瞬時電流が流れることを防止できる。また、コンデンサの静電容量変更により通電電荷量自体を削減する形になるので、電流制限抵抗を用いた電圧降下により電流制限する構成と比較してジュール熱損失も少なく、発光駆動効率を落とす心配がない。   On the other hand, in the light emitting diode driving device of the present invention, voltage detecting means for detecting the voltage of the driving power supply can be provided, and the capacitance of the capacitor connected to the charge / discharge line increases as the detected voltage increases. The capacitance switching switch can be switched so as to be lowered. In this way, the higher the drive power supply voltage supplied, the lower the capacitance of the capacitor used for charging. For example, even when the drive power supply voltage suddenly rises, the capacitance of the capacitor is reduced, so that the light emitting diode It is possible to suppress a sudden increase in the amount of discharge charge to the side, and it is possible to prevent an excessive instantaneous current from flowing through the light emitting diode. In addition, since the amount of charged electric current itself is reduced by changing the capacitance of the capacitor, there is less Joule heat loss compared to a configuration in which current is limited by a voltage drop using a current limiting resistor, and there is a concern that light emission drive efficiency may be reduced. There is no.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の発光ダイオード駆動装置の一例を概念的に示すものである。該発光ダイオード駆動装置1は、 発光ダイオード2を駆動するための駆動ライン3と、各々発光ダイオード2の駆動電流源を構成するコンデンサC1,C2と、コンデンサC1,C2の充放電経路を構成する充放電ライン4とが設けられている(符号「C1,C2」は、コンデンサの静電容量を表すものともする)。また、充放電ライン4を、駆動電源5側に接続された第一状態と駆動ライン3側に接続された第二状態との間で交互に切り替えることにより、第一状態では充放電ラインに接続されたコンデンサC1,C2を充電する一方、第二状態では該コンデンサC1,C2を駆動ライン3側に放電し、該コンデンサC1,C2の充電電荷に応じた放電電流にて発光ダイオード2をパルス発光させる駆動スイッチS1,S2が設けられている(図1では、駆動スイッチS1,S2は、該駆動スイッチS1,S2の組と機能的に等価な、1個のSPDTスイッチにより描いているが、電気的構成はこれに限られるものではない)。駆動ライン3は第一端が正極性の電源5に接続される形となり、第二端側は接地されている。発光ダイオード2はアノード側が接地されるように駆動ライン3上に接続されている(電源5の極性は反転することもでき、この場合は発光ダイオード2の駆動ライン3への挿入方向も逆となる)。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 conceptually shows an example of a light emitting diode driving device of the present invention. The light-emitting diode driving device 1 includes a drive line 3 for driving the light-emitting diode 2, capacitors C1 and C2 constituting drive current sources for the light-emitting diode 2, and charging / discharging paths constituting capacitors C1 and C2. Discharge line 4 is provided (signs “C1, C2” may also indicate the capacitance of the capacitor). In addition, the charge / discharge line 4 is alternately connected between the first state connected to the drive power supply 5 side and the second state connected to the drive line 3 side, thereby connecting to the charge / discharge line in the first state. While the charged capacitors C1 and C2 are charged, in the second state, the capacitors C1 and C2 are discharged to the drive line 3 side, and the light emitting diode 2 is pulsed with a discharge current corresponding to the charge of the capacitors C1 and C2. (In FIG. 1, the drive switches S1 and S2 are drawn by one SPDT switch that is functionally equivalent to the set of the drive switches S1 and S2. However, the general structure is not limited to this). The drive line 3 has a first end connected to a positive power source 5 and the second end is grounded. The light emitting diode 2 is connected on the drive line 3 so that the anode side is grounded (the polarity of the power source 5 can be reversed, and in this case, the insertion direction of the light emitting diode 2 into the drive line 3 is also reversed. ).

また、コンデンサC1,C2として、複数のコンデンサC1,C2が充放電ライン4からみて互いに並列に配置される形で設けられている。さらに、充放電ライン4に複数のコンデンサC1,C2をそれぞれ接続/切り離しの切り替え可能に接続する静電容量切り替えスイッチP1,P2が設けられている。コンデンサC1,C2のスイッチP1,P2につながるのと反対側の端子はそれぞれ接地されている。   Further, as the capacitors C1 and C2, a plurality of capacitors C1 and C2 are provided in parallel with each other when viewed from the charge / discharge line 4. Further, electrostatic capacity changeover switches P1 and P2 for connecting the plurality of capacitors C1 and C2 to the charge / discharge line 4 so as to be connectable / disconnectable are provided. The terminals on the opposite side of the capacitors C1 and C2 connected to the switches P1 and P2 are grounded.

該静電容量切り替えスイッチP1,P2の切り替えに基づいて、充放電ライン4に接続されるコンデンサC1,C2の合計静電容量を調整することができる。以下、詳しく説明する。上記複数のコンデンサC1,C2は、静電容量の互いに異なるものが使用されている。ここでは、C1>C2とする。静電容量切り替えスイッチP1,P2の切り替えに基づいて、複数のコンデンサC1,C2のいずれかが充放電ライン4に対し択一的に接続される。これにより、使用するコンデンサがいずれであるかに応じて、充電電荷量ひいては発光ダイオード2の駆動電荷量が変化し、1発光パルス当たりの発光光量も変化する。   Based on the switching of the capacitance changeover switches P1 and P2, the total capacitance of the capacitors C1 and C2 connected to the charge / discharge line 4 can be adjusted. This will be described in detail below. As the plurality of capacitors C1 and C2, capacitors having different capacitances are used. Here, C1> C2. One of the plurality of capacitors C1 and C2 is alternatively connected to the charge / discharge line 4 based on the switching of the capacitance changeover switches P1 and P2. As a result, depending on which capacitor is used, the amount of charge and thus the driving charge of the light emitting diode 2 changes, and the amount of light emitted per light emission pulse also changes.

駆動スイッチS1,S2は、予め定められた周波数にて第一状態と第二状態との間で切り替え駆動され、周波数の変更により単位時間当たりの発光パルス数を変化させる(第一の調光制御手段)。そして、静電容量切り替えスイッチP1,P2の切り替えにより、上記周波数にて連続的に出力される複数の発光パルスの各発光量は一律に変化させることができる(第二の調光制御手段)。   The drive switches S1 and S2 are switched and driven between a first state and a second state at a predetermined frequency, and change the number of light emission pulses per unit time by changing the frequency (first dimming control). means). By switching the capacitance changeover switches P1 and P2, the light emission amounts of the plurality of light emission pulses continuously output at the above frequency can be uniformly changed (second dimming control means).

上記のごとく、複数のコンデンサC1,C2の静電容量はC1>C2に設定されている。例えばコンデンサC1が充放電ライン4に接続されている状態を考えると、図2に示すように、スイッチS1がONした時、コンデンサCは電源電圧+Vまで充電される。次にスイッチS2がONするとコンデンサC1に充電された電荷は発光ダイオード2を通じて放電する。発光ダイオード2の順方向電圧降下をVとすると、スイッチS2がONして放電する電荷量Qは以下のようになる。
Q=(+V−V)C1 ‥(2)
発光ダイオード2の発光強度は流れる電流によりほぼ決定される。スイッチS2が1回ONした時、発光ダイオード2の発光強度は流れる電流の積分値、つまりコンデンサC1が放電する電荷量Qに比例する。スイッチS1,S2の切り替え周波数をfとするとLEDの輝度Iは以下のようになる。
I≒AfQ=Af(+V−V)C1 :Aは定数 ‥(3)
従って、LEDの輝度は繰り返し周波数f、電源電圧+V、コンデンサ容量Cで制御できることがわかる。コンデンサC2を用いた場合も全く同様に、
I≒AfQ=Af(+V−V)C2 :Aは定数 ‥(4)
となり、周波数fが同じであれば、輝度Iはコンデンサの静電容量にほぼ比例して変化させることができる。なお、図1において電源側のラインと駆動ラインとには保護抵抗R1,R2が設けられているが、該保護抵抗R1,R2は駆動原理的には省略することも十分に可能である(特に、スイッチS1,S2のON抵抗が十分高い場合)。
As described above, the capacitances of the plurality of capacitors C1 and C2 are set such that C1> C2. For example, consider a state in which the capacitor C1 is connected to the discharge line 4, as shown in FIG. 2, when the switch S1 is turned ON, the capacitor C is charged to the supply voltage + V B. Next, when the switch S2 is turned on, the electric charge charged in the capacitor C1 is discharged through the light emitting diode 2. When a forward voltage drop of the light emitting diode 2 and V F, the charge amount Q switch S2 is discharged to ON is as follows.
Q = (+ V B −V F ) C1 (2)
The light emission intensity of the light emitting diode 2 is substantially determined by the flowing current. When the switch S2 is turned on once, the light emission intensity of the light emitting diode 2 is proportional to the integral value of the flowing current, that is, the charge amount Q discharged from the capacitor C1. When the switching frequency of the switches S1 and S2 is f, the luminance I of the LED is as follows.
I≈AfQ = Af (+ V B −V F ) C1: A is a constant (3)
Therefore, it can be seen that the luminance of the LED can be controlled by the repetition frequency f, the power supply voltage + V, and the capacitor capacitance C. The same applies when the capacitor C2 is used.
I≈AfQ = Af (+ V B −V F ) C2: A is a constant (4)
If the frequency f is the same, the luminance I can be changed almost in proportion to the capacitance of the capacitor. In FIG. 1, protective resistors R1 and R2 are provided on the power supply line and the drive line. However, the protective resistors R1 and R2 can be omitted in terms of driving principle (particularly, When the ON resistance of the switches S1 and S2 is sufficiently high).

図3は、より具体化した回路を示すものであり、駆動スイッチS1,S2はいずれもECUからの制御信号SC1によりオン/オフされるアナログ半導体スイッチにて構成されている。制御信号SC1はECUのポートから出力されるデジタル方形波信号であり、その周波数fは周知の信号生成プログラムにより任意に変更可能とされている。該制御信号SC1は、スイッチS1には直接入力される一方、スイッチS2にはインバータ10を介して反転入力されている。これにより、駆動スイッチS1,S2は互いに排他的にオン/オフされることになり、図1のSPDTスイッチと等価な動作をする。そして、方形波の一周期毎に、駆動スイッチS1,S2の排他的なオン/オフ動作が繰り返される。   FIG. 3 shows a more specific circuit. The drive switches S1 and S2 are both analog semiconductor switches that are turned on / off by a control signal SC1 from the ECU. The control signal SC1 is a digital square wave signal output from a port of the ECU, and its frequency f can be arbitrarily changed by a known signal generation program. The control signal SC1 is directly input to the switch S1, while being inverted and input to the switch S2 via the inverter 10. As a result, the drive switches S1 and S2 are exclusively turned on / off, and operate equivalent to the SPDT switch of FIG. Then, the exclusive on / off operation of the drive switches S1 and S2 is repeated for each period of the square wave.

また、静電容量切り替えスイッチP1,P2もECUからの制御信号SC2によりオン/オフされるアナログ半導体スイッチにて構成されている(ただし、機械的なリレー等のスイッチを用いることも可能である)。制御信号SC2は、スイッチP1には直接入力される一方、スイッチP2にはインバータ10を介して反転入力されている。これにより、駆動スイッチS1,S2は互いに排他的にオン/オフされ、結果としてコンデンサC1とC2とは充放電ライン4に対し、駆動スイッチS1,S2のいずれがオンになっているかに応じて択一的に接続されることとなる。   The capacitance changeover switches P1 and P2 are also configured by analog semiconductor switches that are turned on / off by a control signal SC2 from the ECU (however, switches such as mechanical relays can also be used). . The control signal SC2 is directly input to the switch P1, while being inverted and input to the switch P2 via the inverter 10. As a result, the drive switches S1 and S2 are exclusively turned on / off. As a result, the capacitors C1 and C2 are selected with respect to the charge / discharge line 4 depending on which of the drive switches S1 and S2 is on. Will be connected together.

図1の構成では、第一のコンデンサC1と該第一のコンデンサC2よりも静電容量が小さい第二のコンデンサC2とが設けられており、図4に示すごとく、駆動スイッチS1,S2の切り替えに対し、ちらつき防止等の観点から下限周波数fmが予め定められている。このとき、第一のコンデンサC1を用いて下限周波数fmにより発光ダイオード2を発光駆動した場合に得られる平均発光輝度Imよりも小さい発光輝度の出力を、第二のコンデンサC2を用いて発光ダイオード2を下限周波数fmよりも高い周波数にて駆動することにより得ることができる(この効果は、例えば、平均発光輝度Imに輝度が等しくなる周波数fqまで享受することができる)。なお、発光輝度Imについては、第一のコンデンサC1を用いて発光ダイオード2を下限周波数fmにて駆動する形で得るようにしてもよい。   In the configuration of FIG. 1, a first capacitor C1 and a second capacitor C2 having a smaller capacitance than that of the first capacitor C2 are provided. As shown in FIG. 4, switching of the drive switches S1 and S2 On the other hand, the lower limit frequency fm is determined in advance from the viewpoint of flicker prevention. At this time, the output of the light emission luminance smaller than the average light emission luminance Im obtained when the light emitting diode 2 is driven to emit light at the lower limit frequency fm using the first capacitor C1 is output using the second capacitor C2. Can be obtained by driving at a frequency higher than the lower limit frequency fm (this effect can be received up to a frequency fq at which the luminance is equal to the average light emission luminance Im, for example). Note that the light emission brightness Im may be obtained by driving the light emitting diode 2 at the lower limit frequency fm using the first capacitor C1.

スイッチS1,S2の切り替え周波数をfとすると、通常はちらつきが視認されないようするため、下限周波数fmは例えば50Hz(望ましくは100Hz)程度に設定することが望ましい。他方、切り替え周波数fの上限はコンデンサの充電時定数で決まる。例えば、コンデンサが十分充電されないうちに電源から切り離されたり、コンデンサが十分放電しないうちに発光ダイオード2から切り離されたりすると、1パルス当たりの放電電荷量ひいては発光輝度を十分に確保することができなくなり、所期の発光輝度が得られなくなるので、切り替え周波数はこのようなことが起きないように適度に長く定める必要があり、これに対応する周波数が上限周波数となる。   Assuming that the switching frequency of the switches S1 and S2 is f, it is desirable to set the lower limit frequency fm to about 50 Hz (preferably 100 Hz), for example, so that flicker is not normally recognized. On the other hand, the upper limit of the switching frequency f is determined by the charging time constant of the capacitor. For example, if the capacitor is disconnected from the power supply before it is sufficiently charged, or if it is disconnected from the light emitting diode 2 before the capacitor is sufficiently discharged, it is impossible to ensure a sufficient amount of discharge charge per pulse and thus sufficient emission luminance. Since the desired light emission luminance cannot be obtained, the switching frequency needs to be set to be appropriately long so that this does not occur, and the corresponding frequency becomes the upper limit frequency.

仮に該上限周波数を1KHzとすると、コンデンサを1個しか設けない場合は、調光できる輝度は1KHzのときを100%とすると100Hzでは約10%となり、最大輝度は最小輝度の10倍しか取れない。しかし、静電容量の異なるコンデンサを2種類用意して、図4のごとく切り替えて使用すれば、調光レンジを大幅に拡張することができる。例えば、第二のコンデンサC2の静電容量を第一のコンデンサC1の1/10とすれば、同じ周波数でも第一のコンデンサC1から第二のコンデンサC2に切り替えることで輝度を1/10にできる。従って、第一のコンデンサC1で繰り返し周波数が1KHzの時の輝度を100%とすると、繰り返し周波数を100Hzまで下げることで10%まで減光できる。次に第二のコンデンサC2に切り替えて繰り返し周波数を1KHzとすると10%の輝度となり、繰り返し周波数を100Hzまで下げることで1%まで減光でき、最大輝度を最小輝度の100倍まで取ることができるようになる。このようにコンデンサCを複数個設けて切り替えることで容易に輝度を変えることができるので、切り替え周波数fの制御と組み合わせることで広い調光範囲を実現できる。   Assuming that the upper limit frequency is 1 KHz, if only one capacitor is provided, the brightness that can be dimmed is about 10% at 100 Hz if the brightness is 1% and the maximum brightness is only 10 times the minimum brightness. . However, if two types of capacitors having different capacitances are prepared and switched as shown in FIG. 4, the dimming range can be greatly expanded. For example, if the capacitance of the second capacitor C2 is 1/10 of that of the first capacitor C1, the luminance can be reduced to 1/10 by switching from the first capacitor C1 to the second capacitor C2 even at the same frequency. . Therefore, assuming that the luminance when the repetition frequency is 1 KHz with the first capacitor C1 is 100%, the luminance can be reduced to 10% by reducing the repetition frequency to 100 Hz. Next, when switching to the second capacitor C2 and setting the repetition frequency to 1 KHz, the luminance is 10%. By reducing the repetition frequency to 100 Hz, the luminance can be reduced to 1%, and the maximum luminance can be taken up to 100 times the minimum luminance. It becomes like this. Since the luminance can be easily changed by providing and switching a plurality of capacitors C in this way, a wide dimming range can be realized by combining with the control of the switching frequency f.

上記の機能は、例えば図3のECU(マイクロコンピュータで構成される)が、プログラムに従い、次のような信号出力処理を行なうことで実現できる。すなわち、発光輝度の指令値に対し、その発光輝度を実現するための切り替え周波数fの設定値と、使用するコンデンサの種別を特定する情報との対応関係を、図5のように予めROM等に記憶しておく。そして、図6のフローチャートに示すごとく、S1では、発光輝度の指令値を外部から取得し、S2では図5の対応関係を参照して、発光輝度の指令値に対応する切り替え周波数fと使用するコンデンサを特定し、S3でスイッチ制御信号SC1及びSC2を対応する状態に設定して出力する。   The above functions can be realized, for example, by the ECU (configured by a microcomputer) in FIG. 3 performing the following signal output processing according to a program. That is, the correspondence between the setting value of the switching frequency f for realizing the emission luminance and the information specifying the type of capacitor to be used is previously stored in a ROM or the like as shown in FIG. Remember. Then, as shown in the flowchart of FIG. 6, in S1, the command value of the emission luminance is acquired from the outside, and in S2, the correspondence relationship in FIG. The capacitor is specified, and the switch control signals SC1 and SC2 are set to corresponding states and output in S3.

以下、本発明の他の実施形態について説明する。図7は、静電容量切り替えスイッチP1〜P5の切り替えに基づいて、並列配置された複数のコンデンサC0〜C5の2以上のものを充放電ライン4に対し組み合わせて接続できるようにした例を示すものである。ここでは、スイッチP1〜P5がいずれも独立にオン/オフ可能とされ、対応するコンデンサC0,C2〜C5を充放電ライン4に対し任意の組み合わせで並列接続できるようになっている。また、コンデンサC1は充放電ライン4に対しスイッチを介さず常時接続された状態となっている。   Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described. FIG. 7 shows an example in which two or more of a plurality of capacitors C0 to C5 arranged in parallel can be combined and connected to the charge / discharge line 4 based on switching of the capacitance changeover switches P1 to P5. Is. Here, all of the switches P1 to P5 can be turned on / off independently, and the corresponding capacitors C0 and C2 to C5 can be connected in parallel to the charge / discharge line 4 in any combination. The capacitor C1 is always connected to the charge / discharge line 4 without a switch.

コンデンサC0はコンデンサC1〜C5よりも静電容量が大きく設定されている。具体的には、コンデンサC1〜C5は静電容量が互いに等しい値CAに定められ、他方、コンデンサC0の静電容量は、コンデンサC1〜C5の合計静電容量に等しく設定されている(ここでは5CA)。ECUは、スイッチP1〜P5を、スイッチ数に対応したビットの制御信号(PC1〜PC5)により独立にオン/オフ制御する。その結果、図7の下表に示すように、スイッチP1〜P5への制御信号ビット入力に対応して、コンデンサC1〜C5の充放電ライン4への接続が任意の組み合わせで変更でき、その合計静電容量は、コンデンサC1〜C5の静電容量CAを増減単位として設定が可能である。具体的には、全てのスイッチP1〜P5がオフになったとき、直結されたコンデンサC1により最小の静電容量値CAが設定され、全てのスイッチP1〜P5がオンになったとき、最大の静電容量値10CAが設定される。つまり、静電容量の大きいコンデンサC0は桁上がりの役割を果たしている。スイッチP1〜P5の切り替えにより設定される各静電容量値に対して(第二の調光制御手段)、スイッチS1,S2の切り替え周波数fに応じた調光制御が可能である(第一の調光制御手段)。   Capacitor C0 has a larger capacitance than capacitors C1 to C5. Specifically, the capacitors C1 to C5 are set to values CA having the same capacitance, while the capacitance of the capacitor C0 is set equal to the total capacitance of the capacitors C1 to C5 (here, 5CA). The ECU independently controls on / off of the switches P1 to P5 by a bit control signal (PC1 to PC5) corresponding to the number of switches. As a result, as shown in the lower table of FIG. 7, the connection of the capacitors C1 to C5 to the charge / discharge line 4 can be changed in any combination corresponding to the control signal bit input to the switches P1 to P5, and the total The capacitance can be set using the capacitance CA of the capacitors C1 to C5 as an increase / decrease unit. Specifically, when all the switches P1 to P5 are turned off, the minimum capacitance value CA is set by the directly connected capacitor C1, and when all the switches P1 to P5 are turned on, the maximum capacitance value CA is set. A capacitance value 10CA is set. That is, the capacitor C0 having a large capacitance plays a role of carry. For each capacitance value set by switching the switches P1 to P5 (second dimming control means), dimming control according to the switching frequency f of the switches S1 and S2 is possible (first Dimming control means).

図8は、駆動電源5の電圧を検出する電圧検出手段を設け、該検出された電圧が高くなるほど、充放電ライン4に接続されるコンデンサ(C1〜C3のいずれか)の静電容量が低くなるように、静電容量切り替えスイッチP1〜P3を切り替えるように構成した例である。静電容量Cのコンデンサからの1パルス当たりの放電電荷Qは、(2)式より、(+V−V)Cであるから、もし静電容量Cが一定であると、駆動電源5の電圧、すなわちバッテリー電圧+Vが非常に高くなった場合、発光ダイオード2の瞬時電流値は相当大きくなる。例えば、軽負荷状態にて高速走行している場合、オルタネーター電圧が重畳した消耗していないバッテリーの出力電圧は+18V前後まで上昇することがあり、Vが2V前後であれば、バッテリー電圧+Vが標準電圧+12V付近になっている場合と比較して、発光ダイオード2の瞬時電流値は60%近くも増大することになる。 FIG. 8 is provided with voltage detection means for detecting the voltage of the drive power supply 5, and the higher the detected voltage, the lower the capacitance of the capacitor (one of C1 to C3) connected to the charge / discharge line 4. In this example, the capacitance changeover switches P1 to P3 are switched. Since the discharge charge Q per pulse from the capacitor having the capacitance C is (+ V B −V F ) C from the equation (2), if the capacitance C is constant, When the voltage, that is, the battery voltage + V B becomes very high, the instantaneous current value of the light emitting diode 2 becomes considerably large. For example, if you are traveling at high speed at light load condition, may output the voltage of the battery is not depleted alternator voltage is superimposed will rise to + 18V longitudinal, if V F is 2V longitudinal, battery voltage + V B The instantaneous current value of the light-emitting diode 2 is increased by nearly 60% as compared with the case where is around the standard voltage + 12V.

この場合、バッテリー電圧+Vの最大値を基準に発光ダイオード2の瞬時電流値を、例えば図3のごとく保護抵抗R2によって規制しようとすると、バッテリー電圧+Vが標準電圧(+12V)あるいはそれ未満になっている場合は、発光ダイオード2の輝度が著しく低下することにつながるし、発光駆動効率の低下も免れ得ない。そこで、図8の構成では、図9に示すように、バッテリー電圧+Vの想定変動レンジを複数の区間(図9では、V1〜V2、V2〜V3、V3〜V4(V1>V2>V3>V4)の3つだが、2つでもよいし、4つ以上であってもよい;)に分割し、それぞれの区間に対応する静電容量値を有したコンデンサC1〜C3を、スイッチP1〜P3(制御信号はPC1〜PC3)により択一的に切り替えて充放電ライン4に接続するようにしている。なお、バッテリー電圧+Vは、抵抗分圧回路を介してモニタ電圧VmとしてECUに入力されている。ECUは、モニタ電圧Vmが上記各区間のいずれに属しているかを比較判定し、対応するコンデンサのスイッチをオンにして充放電ライン4にこれを接続する処理を行なう。 In this case, the instantaneous current value of the light emitting diode 2 on the basis of the maximum value of the battery voltage + V B, for example, when you try to regulation by the protective resistor R2 as shown in FIG. 3, the battery voltage + V B standard voltage (+ 12V) or less in In this case, the luminance of the light emitting diode 2 is significantly reduced, and the light emission driving efficiency is unavoidably reduced. Therefore, in the configuration of FIG. 8, as shown in FIG. 9, the assumed fluctuation range of the battery voltage + V B is divided into a plurality of sections (in FIG. 9, V1 to V2, V2 to V3, V3 to V4 (V1>V2>V3> V4), but may be two, or may be four or more;), and capacitors C1 to C3 having capacitance values corresponding to the respective sections are switched to switches P1 to P3. The control signal is alternatively switched by PC1 to PC3 and connected to the charge / discharge line 4. Incidentally, the battery voltage + V B is input to the ECU as a monitor voltage Vm via the resistor divider. The ECU compares and determines which of the sections the monitor voltage Vm belongs to, and performs a process of turning on the corresponding capacitor and connecting it to the charge / discharge line 4.

コンデンサの静電容量はC1>C2>C3であり、バッテリー電圧+Vが区間V3〜V4の値を取る場合にはC1が、区間V2〜V3の値を取る場合にはC2が、区間V4〜V3の値を取る場合にはC3が使用される。C1、C2、C3の値は、例えばバッテリー電圧+Vが各区間の代表値(例えば中央値Vn1、Vn2、Vn3であるが、区間のいずれかの境界値を採用してもよい)に等しくなっているときに、前記(2)式による放電電荷量が互いにほぼ等しくなるように定めておくことができる。これにより、放電電荷量、つまり1パルス当たりの瞬時電流値は、電圧区間同士での差が縮小される(それぞれの代表値にて互いに等しくなる)。その結果、切り替え周波数fが一定のとき、バッテリー電圧+Vが高くなる側に変動しても、発光ダイオード2に過度の瞬時電流値が生ずることを防止でき、また、バッテリー電圧+Vが低くなる側に変動したときにも、発光輝度に大幅な低下を生ずることを防止できる。また、発光駆動効率の低下も生じにくい。なお、図8では、図3等で用いられていた保護抵抗を省略してある。 The capacitance of the capacitor C1>C2> a C3, C1 when the battery voltage + V B takes a value of the section V3~V4 is, the C2 in the case of taking the value of the section V2~V3, section V4~ When taking the value of V3, C3 is used. The values of C1, C2, and C3 are equal to, for example, the battery voltage + V B as a representative value in each section (for example, the median values Vn1, Vn2, and Vn3, but any boundary value in the section may be adopted). In this case, the discharge charge amounts according to the equation (2) can be determined to be substantially equal to each other. As a result, the amount of discharge charge, that is, the instantaneous current value per pulse, is reduced in the difference between the voltage sections (respectively equal to each other). As a result, when the switching frequency f is constant, an excessive instantaneous current value can be prevented from being generated in the light-emitting diode 2 even when the battery voltage + V B is increased, and the battery voltage + V B is decreased. Even when it fluctuates to the side, it is possible to prevent the light emission luminance from significantly decreasing. In addition, the light emission driving efficiency is hardly lowered. In FIG. 8, the protective resistors used in FIG. 3 and the like are omitted.

図10の構成では、図3の構成において、第一のコンデンサC1と第二のコンデンサC2(C1>C2)とを、1パルス毎に交互に切り替えて充放電ライン4に接続する構成としたものである。このようにすると、第一のコンデンサC1による高輝度パルスと、第二のコンデンサC2による低輝度パルスとが交互に出力される。例えば、低輝度側の調光を行なう際に、高輝度パルスの出力周期が長くなっても、その間に低輝度パルスが挿入される出力波形となるので、高輝度パルスに由来したチラツキを低輝度パルスにて補うことができる。なお、第一のコンデンサC1と第二のコンデンサC2とを切り替えるスイッチP1,P2へは、スイッチS1,S2の制御信号SC1(方形波)を分周回路11に分配し、周波数を1/2にした制御信号SC1’としてスイッチP1,P2に出力することで、上記の作動を実現している。   In the configuration of FIG. 10, the first capacitor C1 and the second capacitor C2 (C1> C2) in the configuration of FIG. 3 are alternately switched for each pulse and connected to the charge / discharge line 4. It is. In this way, a high luminance pulse by the first capacitor C1 and a low luminance pulse by the second capacitor C2 are alternately output. For example, when dimming on the low-brightness side, even if the output cycle of the high-brightness pulse is long, the output waveform has a low-brightness pulse inserted between them. Can be supplemented with pulses. Note that the control signal SC1 (square wave) of the switches S1 and S2 is distributed to the frequency divider circuit 11 to the switches P1 and P2 for switching between the first capacitor C1 and the second capacitor C2, and the frequency is halved. The above-described operation is realized by outputting the control signal SC1 ′ to the switches P1 and P2.

本発明の発光ダイオード駆動装置の第一実施形態を示す概念図。The conceptual diagram which shows 1st embodiment of the light emitting diode drive device of this invention. 図1の発光ダイオード駆動装置の動作概念を示すタイミング図。The timing diagram which shows the operation | movement concept of the light emitting diode drive device of FIG. 図1の発光ダイオード駆動装置をより詳細に示す回路図。The circuit diagram which shows the light emitting diode drive device of FIG. 1 in detail. 図3の回路における第一のコンデンサと第二のコンデンサの機能分担を概念的に説明するグラフ。FIG. 4 is a graph conceptually illustrating the function sharing between the first capacitor and the second capacitor in the circuit of FIG. 3. 図3の発光ダイオード駆動装置の制御に示すテーブルの一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the table shown to control of the light emitting diode drive device of FIG. 図5のテーブルを用いた制御フローの一例を示す図。The figure which shows an example of the control flow using the table of FIG. 本発明の発光ダイオード駆動装置の第二実施形態をコンデンサ切り替えの動作表と共に示す回路図。The circuit diagram which shows 2nd Embodiment of the light emitting diode drive device of this invention with the operation | movement table | surface of a capacitor | condenser switching. 本発明の発光ダイオード駆動装置の第三実施形態を示す回路図。The circuit diagram which shows 3rd embodiment of the light-emitting-diode drive device of this invention. 図8の回路にて、電圧変動に応じたコンデンサ切り替えの概念を示す図。The figure which shows the concept of the capacitor | condenser switching according to a voltage fluctuation in the circuit of FIG. 本発明の発光ダイオード駆動装置の第四実施形態を、動作を示すタイミング図と共に示す回路図。The circuit diagram which shows 4th Embodiment of the light-emitting-diode drive device of this invention with the timing diagram which shows operation | movement. 従来の発光ダイオード駆動装置の回路図。The circuit diagram of the conventional light emitting diode drive device.

符号の説明Explanation of symbols

1 発光ダイオード駆動装置
2 発光ダイオード
3 駆動ライン
4 充放電ライン
C1,C2 コンデンサ
S1,S2 駆動スイッチ
P1,P2 静電容量切り替えスイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting diode drive device 2 Light emitting diode 3 Drive line 4 Charge / discharge line C1, C2 Capacitor S1, S2 Drive switch P1, P2 Capacitance changeover switch

Claims (9)

発光ダイオードを駆動するための駆動ラインと、
各々前記発光ダイオードの駆動電流源を構成するコンデンサと、
前記コンデンサの充放電経路を構成する充放電ラインと、
前記充放電ラインを、駆動電源側に接続された第一状態と前記駆動ライン側に接続された第二状態との間で交互に切り替えることにより、前記第一状態では前記充放電ラインに接続された前記コンデンサを充電する一方、前記第二状態では該コンデンサを前記駆動ライン側に放電し、該コンデンサの充電電荷に応じた放電電流にて前記発光ダイオードをパルス発光させる駆動スイッチとを備え、
前記コンデンサとして、複数のコンデンサが前記充放電ラインからみて互いに並列に配置されるとともに、前記充放電ラインに前記複数のコンデンサをそれぞれ接続/切り離しの切り替え可能に接続する静電容量切り替えスイッチが設けられ、該静電容量切り替えスイッチの切り替えに基づいて、前記充放電ラインに接続されるコンデンサの合計静電容量を調整するようにしたことを特徴とする発光ダイオード駆動装置。
A drive line for driving the light emitting diode;
A capacitor that constitutes a drive current source of each of the light emitting diodes;
A charge / discharge line constituting a charge / discharge path of the capacitor;
By alternately switching the charge / discharge line between a first state connected to the drive power supply side and a second state connected to the drive line side, the charge / discharge line is connected to the charge / discharge line in the first state. The capacitor is charged while the capacitor is discharged to the drive line side in the second state, and the light emitting diode is pulsed with a discharge current corresponding to the charge of the capacitor, and a drive switch is provided.
As the capacitor, a plurality of capacitors are arranged in parallel with each other when viewed from the charge / discharge line, and a capacitance changeover switch is provided for connecting the plurality of capacitors to the charge / discharge line so that connection / disconnection can be switched. A light emitting diode driving device characterized in that a total capacitance of capacitors connected to the charge / discharge line is adjusted based on switching of the capacitance changeover switch.
前記複数のコンデンサは、静電容量の互いに異なるものが使用される請求項1記載の発光ダイオード駆動装置。 The light emitting diode driving device according to claim 1, wherein capacitors having different capacitances are used as the plurality of capacitors. 前記静電容量切り替えスイッチの切り替えに基づいて、前記複数のコンデンサのいずれかを前記充放電ラインに対し択一的に接続するようにした請求項2記載の発光ダイオード駆動装置。 The light emitting diode drive device according to claim 2, wherein one of the plurality of capacitors is selectively connected to the charge / discharge line based on switching of the capacitance changeover switch. 前記静電容量切り替えスイッチの切り替えに基づいて、並列配置された前記複数のコンデンサの2以上のものを前記充放電ラインに対し組み合わせて接続するようにした請求項1又は請求項2に記載の発光ダイオード駆動装置。 The light emission according to claim 1 or 2, wherein two or more of the plurality of capacitors arranged in parallel are connected in combination to the charge / discharge line based on switching of the capacitance changeover switch. Diode drive device. 前記静電容量切り替えスイッチの切り替えに基づいて、並列配置された前記複数のコンデンサの2以上のものを前記充放電ラインに対し組み合わせて接続するとともに、前記複数のコンデンサは、2以上のものの静電容量が互いに同じに設定されている請求項1載の発光ダイオード駆動装置。 Based on switching of the capacitance changeover switch, two or more of the plurality of capacitors arranged in parallel are connected in combination to the charge / discharge line, and the plurality of capacitors are electrostatic capacitances of two or more. 2. The light emitting diode driving device according to claim 1, wherein the capacities are set to be equal to each other. 前記充放電ラインに接続されるコンデンサの前記合計静電容量の調整に基づいて、該コンデンサからの合計放電電荷量を変化させることにより、前記発光ダイオードの1パルス当たりの発光量を調整する請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の発光ダイオード駆動装置。 The light emission amount per pulse of the light emitting diode is adjusted by changing the total discharge charge amount from the capacitor based on the adjustment of the total capacitance of the capacitor connected to the charge / discharge line. The light-emitting diode driving device according to claim 1. 前記駆動スイッチを予め定められた周波数にて前記第一状態と前記第二状態との間で切り替え駆動するととともに、前記周波数の変更により単位時間当たりの発光パルス数を変化させる第一の調光制御手段と、
前記周波数にて連続的に出力される複数の発光パルスの各発光量を、前記静電容量切り替えスイッチの切り替えにより一律に変化させる第二の調光制御手段とを有する請求項6記載の発光ダイオード駆動装置。
A first dimming control for switching the drive switch between the first state and the second state at a predetermined frequency and changing the number of light emission pulses per unit time by changing the frequency Means,
The light-emitting diode according to claim 6, further comprising: a second dimming control unit that uniformly changes each light-emission amount of the plurality of light-emission pulses continuously output at the frequency by switching the capacitance changeover switch. Drive device.
前記複数のコンデンサは第一のコンデンサと該第一のコンデンサよりも静電容量が小さい第二のコンデンサとを含み、前記第一の調光制御手段による前記駆動スイッチの切り替えには下限周波数が予め定められてなり、前記第二の調光制御手段と前記前記第一の調光制御手段とは、前記第一のコンデンサを用いて前記下限周波数により前記発光ダイオードを発光駆動した場合に得られる平均発光輝度よりも小さい発光輝度の出力を、前記第二のコンデンサを用いて前記発光ダイオードを前記下限周波数よりも高い周波数にて駆動することにより協働制御する請求項7記載の発光ダイオード駆動装置。 The plurality of capacitors include a first capacitor and a second capacitor having a smaller capacitance than the first capacitor, and a lower limit frequency is set in advance for switching the drive switch by the first dimming control means. The second dimming control means and the first dimming control means are defined as an average obtained when the light emitting diode is driven to emit light at the lower limit frequency using the first capacitor. 8. The light emitting diode driving device according to claim 7, wherein the output of the light emitting luminance smaller than the light emitting luminance is cooperatively controlled by driving the light emitting diode at a frequency higher than the lower limit frequency using the second capacitor. 前記駆動電源の電圧を検出する電圧検出手段を有し、該検出された電圧が高くなるほど、前記充放電ラインに接続される前記コンデンサの静電容量が低くなるように、前記静電容量切り替えスイッチを切り替える請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の発光ダイオード駆動装置。 The electrostatic capacity changeover switch includes voltage detection means for detecting the voltage of the driving power supply, and the electrostatic capacity of the capacitor connected to the charge / discharge line is decreased as the detected voltage increases. The light-emitting diode driving device according to claim 1, wherein the LED is switched.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013074295A (en) * 2011-09-26 2013-04-22 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Led driving apparatus

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62170817A (en) * 1986-01-23 1987-07-27 Yazaki Corp Dimming control device for electronic meter for vehicle
JPH05174987A (en) * 1991-05-15 1993-07-13 Matsushita Electric Works Ltd Light source lighting device
JP2002289374A (en) * 2001-03-27 2002-10-04 Seiko Epson Corp Light source, display equipment, and electronic device
JP2003317978A (en) * 2002-04-19 2003-11-07 Stanley Electric Co Ltd Lighting circuit for on-vehicle led lighting fixture
JP2005067457A (en) * 2003-08-26 2005-03-17 Denso Corp Vehicular illumination control device
WO2005078810A1 (en) * 2004-02-12 2005-08-25 Citizen Watch Co., Ltd. Light source driver circuit, illuminating apparatus, display apparatus, field sequential color system liquid crystal display apparatus, and information device
JP2005348592A (en) * 2004-06-07 2005-12-15 Koito Mfg Co Ltd Power supply equipment and vehicular-type lighting fixture

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62170817A (en) * 1986-01-23 1987-07-27 Yazaki Corp Dimming control device for electronic meter for vehicle
JPH05174987A (en) * 1991-05-15 1993-07-13 Matsushita Electric Works Ltd Light source lighting device
JP2002289374A (en) * 2001-03-27 2002-10-04 Seiko Epson Corp Light source, display equipment, and electronic device
JP2003317978A (en) * 2002-04-19 2003-11-07 Stanley Electric Co Ltd Lighting circuit for on-vehicle led lighting fixture
JP2005067457A (en) * 2003-08-26 2005-03-17 Denso Corp Vehicular illumination control device
WO2005078810A1 (en) * 2004-02-12 2005-08-25 Citizen Watch Co., Ltd. Light source driver circuit, illuminating apparatus, display apparatus, field sequential color system liquid crystal display apparatus, and information device
JP2005348592A (en) * 2004-06-07 2005-12-15 Koito Mfg Co Ltd Power supply equipment and vehicular-type lighting fixture

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013074295A (en) * 2011-09-26 2013-04-22 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Led driving apparatus

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