JP2007189103A - 発光ダイオード駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 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、電圧変動の激しい車載バッテリー電圧に対しても安定した輝度を得られるようにする。
【解決手段】 発光ダイオード２を目標輝度にて発光させるために、検出される車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂが低くなるほど、当該目標輝度に対応する駆動スイッチＳ１，Ｓ２の切り替え周波数が高くなるように、該駆動スイッチＳ１，Ｓ２を切り替え制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、発光ダイオード駆動装置に関する。

特開平９−９７９２５号公報

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１４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の順方向電圧降下をＶ_Ｆ、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_Ｆ−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、特に順方向電圧降下Ｖ_Ｆ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。

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。

特許文献１には、電圧変動の激しい車載バッテリー電圧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、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、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（文献：図６）、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）。

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、電圧変動の激しい車載バッテリー電圧に対しても安定した輝度を得られるようにすることにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

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、
充電用電源をなす車載バッテリーに接続されるとともに、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、
車載バッテリーの電圧を検出する車載バッテリー電圧検出手段と、
発光ダイオードを目標輝度にて発光させるために、検出される車載バッテリー電圧が低くなるほど、当該目標輝度に対応する駆動スイッチの切り替え周波数が高くなるように、該駆動スイッチを切り替え制御するスイッチ切り替え制御手段と、を備えたことを特徴とする。

上記本発明の発光ダイオード駆動装置によると、車載バッテリー電圧が高くなった場合は単位時間当たりの発光パルス数が少なくなり、逆に電圧が低くなった場合は単位時間当たりの発光パルス数が多くなるように駆動制御されるので、車載バッテリー電圧が大きく変動する場合においても、目標輝度を安定的に維持することができる。

スイッチ切り替え制御手段は、目標輝度に対応する切り替え周波数を、車載バッテリー電圧から発光ダイオードの順方向電圧降下を減じた値に逆比例するように設定するものとして構成することができる。これにより、車載バッテリー電圧が変動したときの発光輝度の安定性を一層高めることができる。

発光ダイオードの目標輝度が一定であれば、車載バッテリー電圧に応じてのみ上記切り替え周波数を変更すればよいが、発光ダイオードの発光輝度を調光したい場合は、上記の目標輝度が可変設定されることとなる。この場合、スイッチ切り替え制御手段を、目標輝度の設定値が高くなるほど切り替え周波数を高く設定するように構成することで、本発明の発光ダイオード駆動装置に、輝度の安定化機能に加え、調光機能も付与することができるようになる。例えば、標準輝度を予め定めておいて、車載バッテリー電圧値に応じた切り替え周波数の設定値を、調光を考慮した目標輝度の該標準輝度に対する設定倍率に応じて変更すれば、車載バッテリー電圧に応じた輝度安定化のための切り替え周波数調整制御と、目標輝度に応じた周波数調整制御とを容易に両立することができる。

次に、本発明の発光ダイオード駆動装置においては、複数のコンデンサを充放電ラインに対し互いに並列に配置し、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が可能となるように接続する静電容量切り替えスイッチを設けることができる。これにより、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が調整することができる。他方、車載バッテリー電圧の値を複数区間に分割し、検出される車載バッテリー電圧の値が属する区間が高電圧側の区間となるほど、充放電ラインに接続されるコンデンサの合計静電容量が大きくなるよう、静電容量切り替えスイッチの切り替え制御を行なう静電容量切り替えスイッチ制御手段を設けることができる。この場合、スイッチ切り替え制御手段は、充放電ラインに接続されるコンデンサの合計静電容量が大きくなるほど、駆動スイッチの、同じ車載バッテリー電圧値及び目標輝度に対応する切り替え周波数が低くなるように設定するものとできる。

このようにすると、車載バッテリー電圧の値が属する区間が高電圧側の区間となるほど、充電に使用するコンデンサの静電容量が低く設定され、例えば車載バッテリー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。また、車載バッテリー電圧が高い状態で目標輝度を低く設定しようとする場合、コンデンサの静電容量が大きすぎると、駆動スイッチの切り替え周波数が極度に小さくなり、発光のちらつきが目立ちやすくなる。しかし、車載バッテリー電圧に応じてコンデンサを静電容量の小さいものに切り替えることで、目標輝度を低く設定する場合においても、駆動スイッチの切り替え周波数を一定レベル以上に維持でき、ちらつきを防止することができる。

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と、コンデンサＣ１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」等は、コンデンサの静電容量を表すものとする）。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を充電する一方、第二状態では該コンデンサＣ１を駆動ライン３側に放電し、該コンデンサＣ１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。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）。

図２Ａに示すように、スイッチＳ１がＯＮした時、コンデンサＣ１は電源電圧＋Ｖ_Ｂ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_Ｆ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_Ｂ−Ｖ_Ｆ）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_Ｂ−Ｖ_Ｆ）Ｃ１ ：Ａは定数 ‥（３）
従って、ＬＥＤの輝度は切り替え周波数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。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）。

駆動スイッチＳ１，Ｓ２による、上記第一状態と第二状態との間での切り替え周波数を変更することにより、発光ダイオード２の単位時間当たりの発光パルス数を変化させることができる。この切り替え駆動を司るのは、電圧−周波数変換部６である。本実施形態において該電圧−周波数変換部６は、車載バッテリー５の電圧を検出するとともに（車載バッテリー電圧検出手段）、発光ダイオード２を目標輝度にて発光させるために、図２Ｂに示すように、検出される車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂが低くなるほど、当該目標輝度に対応する駆動スイッチＳ１，Ｓ２の切り替え周波数が高くなるように、該駆動スイッチＳ１，Ｓ２を切り替え制御する（スイッチ切り替え制御手段）。

切り替え周波数ｆが一定の場合、車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂが変動すると輝度が変化する。電圧−周波数変換部６（車載バッテリー電圧検出手段／スイッチ切り替え制御手段）は、車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂの変動に合わせて切り替え周波数ｆを制御することにより輝度を一定に保つ働きをするものであり、本実施形態においては、図３Ａに示すごとく、下記の周波数変換特性を有する。
ｆ＝Ｋ／（＋Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｆ） ：Ｋは定数 ‥（４）
すなわち、目標輝度に対応する切り替え周波数ｆは、検出される車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂから発光ダイオード２の順方向電圧降下Ｖ_Ｆを減じた値に逆比例するよう設定される。

図４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ＳＣ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ＳＣ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。この制御信号ＳＣ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、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。また、電圧−周波数変換部６はマイコンを主体としたＥＣＵにて構成されている（以下、ＥＣＵ６ともいう）。

具体的には、車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂが分圧抵抗７を介してＥＣＵ６のＡ／Ｄ変換ポートにモニタ電圧＋Ｖ_Ｂ’として入力される。ＥＣＵ６は図５に示すソフトウェア処理により、該制御信号ＳＣを出力する。すなわち、Ｔ１でモニタ電圧Ｖ_Ｂ’をリードし、Ｔ２では該モニタ電圧＋Ｖ_Ｂ’から車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂを把握し（車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂは、分圧抵抗７の分圧比に応じて電圧降下しつつモニタ電圧＋Ｖ_Ｂ’として出力される）、設定周波数ｆを前述の式（４）に従って演算する。Ｔ１０で、上記の制御信号ＳＣを該周波数ｆにて出力する。なお、図３Ｂに示すように、車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂと周波数ｆとの対応関係を予めテーブルとして記憶しておき、このテーブルを参照して周波数ｆを設定するようにしてもよい。

また、電圧−周波数変換部６は、図６に示すように、ＥＣＵ６に代えてアナログハードウェアで構成することも可能である。車載バッテリー電圧（モニタ電圧）＋Ｖ_Ｂ’の入力段には、発光ダイオード２の順方向電圧降下Ｖ_Ｆ’の差分を演算する差動アンプ１３が設けられている（分圧抵抗７の分圧比を考慮した縮小値には、「’」を付与して区別する）。Ｖ_Ｆ’は、信号用安定化電源回路の出力電圧Ｖｃｃを分圧抵抗１１にて分圧することにより発生させており、発光ダイオード２の種別（あるいは個体ばらつき）に応じてＶ_Ｆ’の値を可変できるよう、分圧抵抗１１を構成する抵抗器を可変抵抗（あるいはトリマー）にて構成してある。

差動アンプ１３の出力（＋Ｖ_Ｂ’−Ｖ_Ｆ’）は除算回路１４に入力され、Ｋ’／（＋Ｖ_Ｂ’−Ｖ_Ｆ’）（＝Ｋ／（＋Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｆ））の値が演算される。そして、その出力電圧が、周波数ｆの指令値Ｖｆとして電圧制御発振器（ＶＣＯ）１５に入力される。電圧制御発振器１５はＶｆに周波数が比例した正弦波信号を出力するので、これをシュミットトリガ１６にて方形波化し制御信号ＳＣとして出力する。差動アンプ１３、除算回路１４及びＶＣＯ１５の構成はいずれも周知であるので、詳細な説明は省略する。

以下、本発明の他の実施形態について説明する。図７は、調光機能を付与した回路構成を示すものであり、ＥＣＵ６（スイッチ切り替え制御手段）は、発光輝度指令値（目標輝度の設定値）Ｉが高くなるほど切り替え周波数ｆを高く設定するように構成されている。輝度指令値ＩはＥＣＵ６に入力されるとともに、図８に示すように、種々の輝度指令値Ｉに対応する周波数変換係数αの値をＲＯＭ等に記憶しておく。図９はこの場合の処理の流れを示すものである。Ｔ１及びＴ２で図５と同様の流れによりＫ／（＋Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｆ）の値を演算し、これを、標準輝度Ｉ_０に対応した標準周波数ｆ_０とする。次いで、Ｔ４では輝度指令値Ｉ_ｋをリードし、Ｔ５で、図８のテーブルを参照して輝度指令値Ｉ_ｋに対応する周波数変換係数α_ｋを取得する。α_ｋは、輝度指令値Ｉ_ｋの標準輝度Ｉ_０に対する倍率に対応した値に設定されている（例えば、αｎ＝Ｉ／Ｉ_０）。Ｔ６では、上記の標準周波数ｆ_０に取得した周波数変換係数α_ｋを乗じ、最終的な設定周波数ｆとする。なお、図１０に示すように、輝度指令値Ｉと車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂとの値の組み合わせに応じて、設定周波数ｆを二次元テーブルとして記憶しておき、取得した輝度指令値Ｉ’とモニタ電圧＋Ｖ_Ｂ’とに対応する設定周波数ｆを該テーブルから取得するようにしてもよい。

次に、図１１に示す構成例では、複数のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３が充放電ラインに対し互いに並列に配置され、それら複数のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３を充放電ライン４に対し、それぞれ接続／切り離しの切り替えが可能となるように接続する静電容量切り替えスイッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３が設けられている。また、図１２に示すように、車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂの値は複数区間に分割されている。図１１のＥＣＵ６は、検出される車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂの値が属する区間が高電圧側の区間となるほど、充放電ライン４に接続されるコンデンサの合計静電容量が大きくなるよう、静電容量切り替えスイッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３の切り替え制御を行なう（静電容量切り替えスイッチ制御手段）。そして、同じ車載バッテリー電圧値及び目標輝度に対応する駆動スイッチＳ１，Ｓ２の切り替え周波数は、充放電ライン４に接続されるコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の合計静電容量が大きくなるほど低くなるように設定される。
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_Ｂ−Ｖ_Ｆ）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_Ｂ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_Ｆが２Ｖ前後であれば、バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂ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。

この場合、バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂ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１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_Ｂ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１１の構成では、図１２に示すように、バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂの想定変動レンジを複数の区間（図１２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。ＥＣＵ６は、モニタ電圧＋Ｖ_Ｂ’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。

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_Ｂ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Ｖ１〜Ｖ２の値を取る場合にはＣ３が使用される（図１３は、その処理の一例を示すものである）。Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値は、例えばバッテリー電圧＋Ｖ_Ｂ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。各区間内における車載バッテリー電圧＋Ｖ_Ｂの変動に対しては、図５あるいは図９に示したのと同様の流れにより周波数ｆを随時変更設定して、輝度の安定化を図ることができる。ただし、（４）式の比例定数Ｋは、（３）式と対比しても明らかな通り、充放電ライン４に接続する合計静電容量の値に応じて変化するので、周波数ｆの設定に際しては、静電容量の個々の設定値に応じて比例定数Ｋも変更して用いる必要がある。また、図３Ｂあるいは図１０に示すテーブルを用いる場合は、例えば、静電容量の個々の設定値毎に異なるテーブルを用意しておくか、あるいは標準的な静電容量値に対応する周波数値を用いて、その都度、演算により、現在設定されている静電容量に対応する周波数値に変換して使用する方法が採用可能である。

なお、図１１では、図１等で用いられていた保護抵抗を省略してある。また、静電容量切り替えスイッチＰ１〜Ｐ３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Ｃ１〜Ｃ３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することも可能であり、組み合わせに応じて種々の合成静電容量を得ることが可能となる。

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。 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。 車載バッテリー電圧変動に応じた駆動スイッチの切り替え周波数の変動状況を例示する模式図。 車載バッテリー電圧と切り替え周波数との対応関係の一例を示すグラフ。 車載バッテリー電圧に対応する切り替え周波数の設定値を記憶したテーブルの例を示す概念図。 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。 図４の発光ダイオード駆動装置の制御フローの一例を示す図。 図４の発光ダイオード駆動装置の変形例を示す回路図。 本発明の発光ダイオード駆動装置の第二実施形態を示す概念図。 図７の発光ダイオード駆動装置に使用する周波数変換用のテーブルの概念図。 図７の発光ダイオード駆動装置の制御フローの一例を示す図。 車載バッテリー電圧と輝度指令値に対応する切り替え周波数の設定値を記憶した二次元テーブルの例を示す概念図。 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概念図。 図１１の回路における電圧変動に応じたコンデンサ切り替えの概念を示す図。 図１１の発光ダイオード駆動装置におけるコンデンサ切り替え制御のフローの一例を示す図。 従来の発光ダイオード駆動装置の回路図。

符号の説明

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
６ 電圧−周波数変換部（車載バッテリー電圧検出手段、スイッチ切り替え制御手段）
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ
Ｓ１，Ｓ２ 駆動スイッチ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 静電容量切り替えスイッチ

Claims (5)

1. 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、
   充電用電源をなす車載バッテリーに接続されるとともに、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、
   前記車載バッテリーの電圧を検出する車載バッテリー電圧検出手段と、
   前記発光ダイオードを目標輝度にて発光させるために、検出される車載バッテリー電圧が低くなるほど、当該目標輝度に対応する前記駆動スイッチの切り替え周波数が高くなるように、該駆動スイッチを切り替え制御するスイッチ切り替え制御手段と、
   を備えたことを特徴とする発光ダイオード駆動装置。
2. 前記スイッチ切り替え制御手段は、前記目標輝度に対応する前記切り替え周波数を、前記車載バッテリー電圧から前記発光ダイオードの順方向電圧降下を減じた値に逆比例するように設定する請求項１記載の発光ダイオード駆動装置。
3. 前記発光ダイオードの発光輝度を調光するために前記目標輝度が可変設定されるようになっており、前記スイッチ切り替え制御手段は、前記目標輝度の設定値が高くなるほど前記切り替え周波数を高く設定する請求項１又は請求項２に記載の発光ダイオード駆動装置。
4. 標準輝度を得るための前記車載バッテリー電圧値に応じた前記切り替え周波数の設定値を、調光を考慮した前記目標輝度の該標準輝度に対する設定倍率に応じて変更する請求項３に記載の発光ダイオード駆動装置。
5. 複数のコンデンサが前記充放電ラインに対し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が可能となるよう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が調整されるようになっており、
   前記車載バッテリー電圧の値が複数区間に分割され、検出される前記車載バッテリー電圧の値が属する区間が高電圧側の区間となるほど、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が大きくなるよう、前記静電容量切り替えスイッチの切り替え制御を行なう静電容量切り替えスイッチ制御手段が設けられ、
   前記スイッチ切り替え制御手段は、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が大きくなるほど、前記駆動スイッチの、同じ前記車載バッテリー電圧値及び前記目標輝度に対応する前記切り替え周波数が低くなるように設定する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。

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