JP2009004483A

JP2009004483A - 発光ダイオード駆動回路

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Publication number: JP2009004483A
Application number: JP2007162447A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Tachikawa; 正章立川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2009-01-08
Also published as: CN101330786A; US20080315778A1

Abstract

【課題】直列接続された複数の発光ダイオードの調光をパルス信号を用いる事無く行うことができる発光ダイオード駆動回路を提供する。
【解決手段】直列接続されたｎ個（ｎは２以上の自然数）の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎを駆動する発光ダイオード駆動回路であって、ｎ’個（ｎ’は２以上ｎ以下の自然数。ここでは、ｎ’＝ｎ−１）のＬＥＤ点灯数制御用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎ−１を備え、ｎ’個のＬＥＤ点灯数制御用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎ−１の何れか一つのみをオンしたときのｎ個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの点灯数がｎ’通りである発光ダイオード駆動回路。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード駆動回路に関し、特に調光機能を有する発光ダイオード駆動回路に関する。

複数個の発光ダイオードが接続された発光ダイオード駆動回路において、点灯時にそれぞれの発光ダイオードの発光量を一定とする為には発光ダイオード駆動時の順方向電流を一定にする必要がある。発光ダイオード駆動時の順方向電流を一定にする方法としては、チョッパレギュレータ等を駆動回路として発光ダイオードを直列接続する方法が比較的安価で、実装が容易なため、多く利用されている。

図１０は従来の発光ダイオード駆動回路の一構成例を示す図である。図１０に示す従来の発光ダイオード駆動回路は、チョッパレギュレータであって、入力コンデンサ２と、コイル３と、整流素子であるダイオード４と、出力コンデンサ５と、出力電流設定用抵抗Ｒsetと、１つのパッケージにＩＣ化されコイル３に対するエネルギーの蓄積／放出を切り替えて昇圧動作を行う昇圧チョッパレギュレータＩＣ１００とによって構成されている。図１０に示す従来の発光ダイオード駆動回路は、リチウムイオン電池等の直流電源１から供給される直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を用いて、例えば携帯電話機等の電子機器に搭載されているＬＣＤの照明源であるｎ（ｎは２以上の自然数）個の発光ダイオード（負荷）ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎを駆動する。

直流電源１の負極端子はグランドに接続され、正極端子は入力コンデンサ２を介してグランドに接続されるとともにコイル３の一端に接続されている。そして、コイル３の他端はダイオード４のアノードに接続され、ダイオード４のカソードは出力コンデンサ５を介してグランドに接続されている。また、ｎ個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎと出力電流設定用抵抗Ｒsetとからなる直列回路が、出力コンデンサ５と並列に接続されている。

また、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１００は、外部接続用の端子として電源端子Ｔ_VIN、グランド電源端子Ｔ_GND、スイッチ端子Ｔ_VSW、フィードバック端子Ｔ_FB、及びコントロール端子Ｔ_CTRLを備えている。そして、電源端子Ｔ_VINは直流電源１の正極端子に接続され、グランド電源端子Ｔ_GNDはグランドに接続されており、これにより、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１００は直流電源１をその動作電源として得ている。また、スイッチ端子Ｔ_VSWはコイル３とダイオード４との接続点に接続され、フィードバック端子Ｔ_FBはｎ個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎと出力電流設定用抵抗Ｒsetとの接続点に接続されている。また、コントロール端子Ｔ_CTRLにはＯＮ／ＯＦＦ信号が入力される。

次に、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１００の内部構成とその接続を説明する。昇圧チョッパレギュレータＩＣ１００は、エラーアンプ６と、基準電圧発生回路７と、ドライブ回路８と、スイッチング素子であるパワートランジスタ９と、ＯＮ／ＯＦＦ回路１０とを有している。

エラーアンプ６の一方の入力端子はフィードバック端子Ｔ_FBに接続され、エラーアンプ６の他方の入力端子は基準電圧発生回路７の出力端に接続される。また、エラーアンプ６の出力端子はドライブ回路８に接続される。

パワートランジスタ９のゲートはドライブ回路８に接続され、パワートランジスタ９のソース、ドレインの一方がスイッチ端子Ｔ_VSWに接続され、他方がグランドに接続されている。

次に、このような構成の図１０に示す従来の発光ダイオード駆動回路の動作を説明する。ドライブ回路８がパワートランジスタ９をオン／オフすることにより、直流電源１からの入力電圧Ｖinを昇圧した出力電圧Ｖoutを出力コンデンサ５の両端に発生させて発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎを駆動する。

即ち、ドライブ回路８から出力されるドライブ信号に応じてパワートランジスタ９がオンしているときには、直流電源１からコイル３に電流が流れ、コイル３にエネルギーが蓄積される。そして、ドライブ回路８から出力されるドライブ信号に応じてパワートランジスタ９がオフしているときには、蓄積されたエネルギーが放出されることによってコイル３に逆起電力が発生する。コイル３に発生した逆起電力は直流電源１の入力電圧Ｖinに加算され、ダイオード４を介して出力コンデンサ５を充電する。そして、このような一連の動作を繰り返すことにより昇圧動作が行われ、出力コンデンサ５の両端に出力電圧Ｖoutが発生し、この出力電圧Ｖoutによって発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎに出力電流Ｉoutが流れ、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎが発光する。

この出力電流Ｉoutの電流値に抵抗Ｒsetの抵抗値を乗じたフィードバック電圧Ｖfbがフィードバック端子Ｔ_FBを介してエラーアンプ６の一方の入力端子に供給され、エラーアンプ６の他方の入力端子に供給される基準電圧Ｖrefと比較される。このため、エラーアンプ６の出力にはフィードバック電圧Ｖfbと基準電圧Ｖrefとの差に応じた電圧が現れ、この電圧がドライブ回路８に供給される。

そして、ドライブ回路８はエラーアンプ６の出力を受けて、その出力に応じたデューティでパワートランジスタ９をオン／オフする。例えば、ドライブ回路８は、エラーアンプ６の出力がＨｉｇｈレベルのときパワートランジスタ９をオンさせ、エラーアンプ６の出力がＬｏｗレベルのときパワートランジスタ９をオフさせる。

ドライブ回路８がこのようなパワートランジスタ９のオン／オフ制御即ちスイッチング制御動作を行うと、フィードバック電圧Ｖfbと基準電圧Ｖrefとが等しくなるように昇圧動作が行われることになる。即ち、出力電流Ｉoutが基準電圧Ｖref（＝フィードバック電圧Ｖfb）を抵抗Ｒsetの抵抗値で除した電流値に安定化される。

また、コントロール端子Ｔ_CTRLに入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦを示している場合、ＯＮ／ＯＦＦ回路１０がドライブ回路８をＯＦＦ状態にするので、パワートランジスタ７のスイッチング動作は停止し出力電圧Ｖoutは低下し昇圧チョッパレギュレータＩＣ６の消費電流は低く（１ｎＡ程度）なる。これに対して、ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮを示している場合、ＯＮ／ＯＦＦ回路１０がドライブ回路８をＯＮ状態にするので、パワートランジスタ９はスイッチング動作を行い出力電圧Ｖoutは低下しない。ＯＮ／ＯＦＦ信号は、例えば、ＬｏｗレベルのときにＯＦＦを示しＨｉｇｈレベルのときにＯＮを示すようにしてもよく、それとは逆にＬｏｗレベルのときにＯＮを示しＨｉｇｈレベルのときにＯＦＦを示すようにしてもよい。

特開２００５−１７４７２５号公報（段落００３８）特開２００６−６０００９号公報（段落００３０）

直列接続された複数個の発光ダイオードを駆動する従来の発光ダイオード駆動回路では、発光ダイオードが直列接続されているため、いずれかの発光ダイオードのみを消灯させるような制御を行うことは不可能で、全点灯もしくは全消灯どちらかの制御になる。従って、従来の発光ダイオード駆動回路では、直列接続された発光ダイオードの発光量の調光をＰＷＭ信号(Pulse Width Modulation)の様なパルス信号を用いたＯＮ／ＯＦＦ制御で行っている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。上述した図１０に示す従来の発光ダイオード駆動回路では、輝度調整信号をコントロール端子Ｔ_CTRLに入力することにより発光ダイオードの発光量の調光を行っている。ＯＮ／ＯＦＦ回路１０が輝度調整信号に応じてドライブ回路８のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎに流れる平均電流は輝度調整信号のデューティに応じて変化することになる。そして、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの輝度は発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎに流れる平均電流に比例するので、輝度調整信号のデューティを変えることで発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの輝度を調整することができる。

しかしながら、上記従来の調光方法では調光用パルス信号を発生する余分な回路が必要となり、また比較的短い周期で変化する調光用パルス信号が発光ダイオード駆動回路に対する高周波ノイズ印加の原因となってしまうという問題がある。

更に可視光通信等の目に見えない速さで発光ダイオードを点滅させて通信を行う手法が一般的になってくると、ＰＷＭ信号等の調光用パルス信号を用いて発光ダイオードを点滅させ調光をはかる手法を用いることは、その通信の妨げになるため不可能となる。

本発明は、上記の状況に鑑み、直列接続された複数の発光ダイオードの調光をパルス信号を用いる事無く行うことができる発光ダイオード駆動回路を提供することを目的とする。

本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は以下の説明から一層明らかにされる。

上記目的を達成するために本発明に係る発光ダイオード駆動回路は、直列接続されたｎ個（ｎは２以上の自然数）の発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動回路であって、ｎ’個（ｎ’は１以上ｎ−１以下の自然数）のＬＥＤ点灯数制御用スイッチを備え、前記ｎ’個のＬＥＤ点灯数制御用スイッチの何れか一つのみをオンしたときの前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの点灯数がｎ’通りであることを特徴としている。

このような構成によると、直列接続されたｎ個の発光ダイオードの点灯時にｎ’個のＬＥＤ点灯数制御用スイッチの何れか一つをオンすることで電流経路のバイパスが行われ発光ダイオードの点灯数が制御されるので、ｎ個の発光ダイオードの全灯点灯及び全灯消灯を含めてｎ’＋２階調の調光が可能となる。したがって、直列接続された複数の発光ダイオードの調光をパルス信号を用いる事無く行うことができる。

また、上記構成の発光ダイオード駆動回路において、前記ｎ’個のＬＥＤ点灯数制御用スイッチをそれぞれトランジスタにすることが好ましい。これにより、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチのオン／オフ制御を電気的に行うことができる。さらに、ｎ’個の外部制御信号がｎ’個の前記トランジスタの各制御端子に一つずつ割り当てられて入力されるようにしてもよく、また、点灯している前記発光ダイオードを流れる電流に比例した電圧を入力し、その入力した電圧に応じて前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの点灯数を制御する制御部を備えるようにしてもよく、また、ｍ個（ｍは１以上ｎ’未満の自然数。このとき、ｎ’≧２）の外部制御信号をデコードしてｎ’個の制御信号を生成するデコーダ回路を備え、前記デコーダ回路によって生成されたｎ’個の制御信号がｎ’個の前記トランジスタの各制御端子に一つずつ割り当てられて入力されるようにしてもよく、また、照度センサと、前記照度センサの出力信号に応じて前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの点灯数を制御する制御部とを備えるようにしてもよい。

また、上記構成の発光ダイオード駆動回路において、前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードが、発光色の異なる少なくとも二種類以上の発光ダイオードによって構成され、前記ｎ’個のＬＥＤ点灯数制御用スイッチを用いて前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの点灯数を制御することにより、前記直列接続されたｎ個の発光ダイオード全体の発光色が可変するようにしてもよい。これにより、調光に加えて、発光色の調整も可能となる。

また、上記構成の発光ダイオード駆動回路において、前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの何れか一つ以上が故障しオープン状態になった場合、前記ｎ’個のＬＥＤ点灯数制御用スイッチの何れか一つのみをオンすることで、前記直列接続されたｎ個の発光ダイオード全てが消灯した状態から脱することを試みるようにしてもよい。これにより、ｎ個の発光ダイオードの何れか一つ以上が故障しオープン状態になっても、故障した発光ダイオードを含む電流経路をバイパスし、故障していない発光ダイオードの全部または一部を点灯させることが可能となり得る。より具体的には、例えば、前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの近傍に配置した受光素子のオン／オフに応じた信号を入力し、その入力した信号が前記受光素子のオフを示すものであるときに、前記直列接続されたｎ個の発光ダイオード全てが消灯した状態から脱することを試みるようにするとよい。

また、上記構成の発光ダイオード駆動回路において、前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの点灯時または消灯時に、前記ｎ’個のＬＥＤ点灯数制御用スイッチを用いて前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードを１灯ずつもしくは数灯ずつ点灯または消灯させるようにしてもよい。これにより、発光ダイオードの点灯または消灯を全灯同時に行う場合に比べて、発光ダイオード駆動回路やそれに接続された周辺素子に対して悪影響を与えるサージ電圧を低減することができる。

本発明に係る発光ダイオード駆動回路によると、ｎ’個（ｎ’は２以上ｎ以下の自然数）のＬＥＤ点灯数制御用スイッチの何れか一つのみをオンすることで、直列接続されたｎ個（ｎは２以上の自然数）の発光ダイオードの点灯数を制御し、ｎ個の発光ダイオードの全灯点灯及び全灯消灯を含めてｎ’＋２階調の調光が可能であるので、直列接続されたｎ個の発光ダイオードの調光をパルス信号を用いる事無く行うことができる。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。まず、本発明の第一実施形態について説明する。本発明の第一実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を図１に示す。なお、図１において図１０と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

図１に示す本発明の第一実施形態に係る発光ダイオード駆動回路は、図１０に示す従来の発光ダイオード駆動回路において昇圧チョッパレギュレータＩＣ１００を昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０１に置換した構成である。そして、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０１は、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１００に、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎ―１と、各ＬＥＤ点灯数制御用スイッチの一端が共通接続される端子Ｔ０と、各ＬＥＤ点灯数制御用スイッチの他端がそれぞれ接続される端子Ｔ１〜Ｔｎ―１とを新たに設けた構成である。そして、端子Ｔ０が発光ダイオードＬＥＤ１のアノードに接続され、端子Ｔｋが発光ダイオードＬＥＤｋのカソードと発光ダイオードＬＥＤｋ＋１のアノードとの接続点に接続されている（ただし、ｋは１以上ｎ−１以下の自然数）。

このような構成により、発光ダイオードの点灯時にＬＥＤ点灯数制御用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎ−１のうちいずれか一つをオンすることにより、そのオンしたＬＥＤ点灯数制御用スイッチが電流経路をバイパスし、そのオンしたＬＥＤ点灯数制御用スイッチに対応した灯数の発光ダイオードを点灯することができる。すなわち、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチＳＷｋをオンした場合、ｎ−ｋ個の発光ダイオードを点灯することができ（ただし、ｋは１以上ｎ−１以下の自然数）、ＰＷＭ信号等のパルス信号を用いることなく全灯点灯及び全灯消灯を含めてｎ＋１階調の調光が可能となる。

次に、本発明の第二実施形態について説明する。本発明の第二実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を図２に示す。なお、図２において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

図２に示す本発明の第二実施形態に係る発光ダイオード駆動回路は、図１に示す本発明の第一実施形態に係る発光ダイオード駆動回路において昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０１を昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０２に置換した構成である。そして、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０２は、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０１において、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎ―１としてトランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１を用い、更にトランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１の何れか一つをオンすることにより、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの点灯数を制御するＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１を新たに設けた構成である。なお、ＬＥＤ点灯数制御を行わず発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎ全てを点灯させるときは、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１がトランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１全てをオフにする。

このような構成により、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ（ここでは、トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１）のオン／オフ制御を電気的に行うことができる。

次に、本発明の第三実施形態について説明する。本発明の第三実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を図３に示す。なお、図３において図２と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

図３に示す本発明の第三実施形態に係る発光ダイオード駆動回路は、図２に示す本発明の第二実施形態に係る発光ダイオード駆動回路において昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０２を昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０３に置換した構成である。そして、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０３は、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０２において、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１を取り除き、その代わりにトランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１の各制御端子に外部入力ロジック信号を供給するための端子Ｔｄ１〜Ｔｄｎ−１を新たに設けた構成である。

マイコン等のコントロールＩＣから端子Ｔｄ１〜Ｔｄｎ−１に、トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１の何れか一つをオンすることにような外部入力ロジック信号が入力されることで、マイコン等のコントロールＩＣから発光ダイオード点灯数制御用スイッチ（ここでは、トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１）のオン／オフ制御を電気的に行うことができる。なお、ＬＥＤ点灯数制御を行わず発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎ全てを点灯させるときは、マイコン等のコントロールＩＣから端子Ｔｄ１〜Ｔｄｎ−１に、トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１全てをオフすることにような外部入力ロジック信号が入力されるようにする。

次に、本発明の第四実施形態について説明する。本発明の第四実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を図４に示す。なお、図４において図２と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

図４に示す本発明の第四実施形態に係る発光ダイオード駆動回路は、図２に示す本発明の第二実施形態に係る発光ダイオード駆動回路において昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０２を昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０４に置換した構成である。そして、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０４は、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０２において、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１をＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１’に置換した構成である。

ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１’は、フィードバック電圧Ｖfbを入力し、フィードバック電圧Ｖfbが予め設定された閾値Ｖth（ただし、閾値Ｖth＜基準電圧Ｖref）よりも小さい場合、発光ダイオード点灯数制御用スイッチ（ここでは、トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１）のオン／オフ制御により、適切なフィードバック端子電圧Ｖfbが得られる灯数のみ発光ダイオードを点灯させる。例えば、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１’は、フィードバック電圧Ｖfbを入力し、フィードバック電圧Ｖfbが予め設定された閾値Ｖth（ただし、閾値Ｖth＜基準電圧Ｖref）よりも小さい場合、まずトランジスタＴＲ１のみをオンにしてｎ−１個の発光ダイオードを点灯させ、それでもまだフィードバック電圧Ｖfbが予め設定された閾値Ｖthよりも小さい場合、トランジスタＴＲ２のみをオンにしてｎ−２個の発光ダイオードを点灯させ、これら一連の動作をフィードバック電圧Ｖfbが予め設定された閾値Ｖth以上になるまで繰り返す。これにより、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの特性バラツキにより発光ダイオードの順方向電圧Ｖfが想定外に大きい発光ダイオードを出力端子に直列接続した為に、チョッパレギュレータの供給能力を超えてしまいフィードバック端子電圧が予め設定された閾値まで上昇しない状態から速やかに脱することができる。

次に、本発明の第五実施形態について説明する。本発明の第五実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を図５に示す。なお、図５において図３と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

図５に示す本発明の第五実施形態に係る発光ダイオード駆動回路は、図３に示す本発明の第三実施形態に係る発光ダイオード駆動回路において昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０３を昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０５に置換した構成である。そして、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０５は、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０３において、ｎ−１個の外部入力ロジック信号を入力する端子Ｔｄ１〜Ｔｄｎ−１の代わりにｍ個（ただし、ｍ＜ｎ−１）の外部入力ロジック信号を入力する端子Ｔｄ１〜Ｔｄｍを設け、更に、端子Ｔｄ１〜Ｔｄｍが入力したｍ個の外部入力ロジック信号をデコードすることによりトランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１の各制御端子に供給するｎ−１個の制御信号を生成するデコード回路１２を新たに設けた構成である。

このような構成によると、制御を行う必要のあるＬＥＤ点灯数制御用スイッチ（ここでは、トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１）の数よりも少ない個数の外部入力ロジック信号で発光ダイオード点灯数制御用スイッチのオン/オフ制御を行うことができる。

次に、本発明の第六実施形態について説明する。本発明の第六実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を図６に示す。なお、図６において図３と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

図６に示す本発明の第六実施形態に係る発光ダイオード駆動回路は、図２に示す第二実施形態に係る発光ダイオード駆動回路において昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０２を昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０６に置換した構成である。そして、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０６は、昇圧チョッパレギュレータＩＣ１０２において、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１をＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１’’に置換し、更に端子Ｔ_SENを新たに設けた構成である。

ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１’’は、端子Ｔ_SENが入力する信号に応じて発光ダイオード点灯数制御用スイッチ（ここでは、トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１）のオン／オフ制御を行う。なお、本実施形態では、端子Ｔ_SENが入力する信号は、照度センサ１３の出力信号であるので、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１’’は、照度センサ１３の出力信号に応じて発光ダイオード点灯数制御用スイッチ（ここでは、トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１）のオン／オフ制御を行う。例えば、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１’’は、照度センサ１３が検出する照度が低いほど、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの点灯数を多くする。したがって、図６に示す本発明の第六実施形態に係る発光ダイオード駆動回路では、周囲の明るさに対応した調光が可能となる。

次に、本発明の第七実施形態について説明する。本発明の第七実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を図７に示す。なお、図７において図３と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

本実施形態では、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎを、複数の青色発光ダイオード、複数の緑色発光ダイオード、複数の赤色発光ダイオードの順に直列接続したものとしている。発光ダイオード点灯数制御用スイッチ（ここでは、トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１）のオン／オフ制御により、発光ダイオード全体の発光色を可変制御できる。例えば、複数の赤色発光ダイオードの部分のみを点灯させれば発光色は赤となり、複数の赤色発光ダイオードと複数の緑色発光ダイオードの部分のみを点灯させれば発光色は黄色となり、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎを全点灯させれば発光色は白色となる。

次に、本発明の第八実施形態について説明する。本発明の第八実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成は、本発明の第一実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成（図１参照）と同一である。

チョッパレギュレータ等を駆動回路として発光ダイオードを直列接続し、発光ダイオード駆動時の順方向電流を一定にする方法では、駆動回路の出力端子に直列接続されるｎ個の発光ダイオードのうち何れか一つ以上が故障しオープン状態になった場合、通常全ての発光ダイオードが消灯してしまう。

これに対して、本発明の第八実施形態に係る発光ダイオード駆動回路では、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎ−１のうち何れか一つ以上が故障しオープン状態になった場合であっても、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎ−１の何れか一つをオンすることにより、故障した発光ダイオードを含む電流経路をバイパスし、故障していない発光ダイオードの全部または一部を点灯させることが可能となり得る。

次に、本発明の第九実施形態について説明する。本発明の第九実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を図８に示す。なお、図８において図６と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１’’は、端子Ｔ_SENが入力する信号に応じて発光ダイオード点灯数制御用スイッチ（ここでは、トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１）のオン／オフ制御を行う。なお、本実施形態では、端子Ｔ_SENが発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの近傍に配置したフォトトランジスタＦＴのコレクタに接続されているので、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１’’は、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの近傍に配置したフォトトランジスタＦＴのオン／オフに応じて発光ダイオード点灯数制御用スイッチ（ここでは、トランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１）のオン／オフ制御を行う。

例えば、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎ−１のうち何れか一つ以上が故障しオープン状態になり発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎ全てが消灯し、フォトトランジスタＦＴがオフになり、端子Ｔ_SENにＨｉｇｈレベルの信号が入力された場合、ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路１１’’は、まずトランジスタＴＲ１のみをオンにし、それでもまだ端子Ｔ_SENにＨｉｇｈレベルの信号が入力されている場合、トランジスタＴＲ２のみをオンにし、これら一連の動作を端子Ｔ_SENにＨｉｇｈレベルの信号が入力されなくなるまで繰り返す。これにより、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎ−１の何れか一つ以上の発光ダイオードが故障しオープン状態になった事による発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの全消灯から、故障していない発光ダイオードの全部または一部を点灯させる状態まで自動的に移行することが可能となり得る。

最後に、本発明の第十実施形態について説明する。本発明の第十実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成は、本発明の第一実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成（図１参照）と同一である。

本発明の第十実施形態に係る発光ダイオード駆動回路では、発光ダイオードの点灯時または消灯時にＬＥＤ点灯数制御用スイッチＳＷ１〜ＳＷｎ−１を使用し、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎを１灯ずつもしくは数灯ずつ徐々に点灯または消灯させる。例えば、１灯ずつ徐々に点灯させる場合、まずトランジスタＴＲｎ−１のみをオンにし発光ダイオードＬＥＤｎの１灯のみを点灯させ、次にトランジスタＴＲｎ−２のみをオンにし発光ダイオードＬＥＤｎ及びＬＥＤｎ−１の２灯のみを点灯させ、これら一連の動作をトランジスタＴＲ１のみをオンにするまで繰り返し、最後にトランジスタＴＲ１〜ＴＲｎ−１全てをオフにして発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤｎ全てを点灯させる。これにより、本発明の第十実施形態に係る発光ダイオード駆動回路やそれに接続された周辺素子に対して悪影響を与えるサージ電圧を低減することができる。

なお、上述した実施形態では、各ＬＥＤ点灯数制御用スイッチの一端が発光ダイオードＬＥＤ１のアノードに共通接続されているが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、図９（ａ）の概略図に示すように各ＬＥＤ点灯数制御用スイッチの一端が発光ダイオードＬＥＤｎのカソードに共通接続されるようにしてもよく、図９（ｂ）の概略図に示すように各ＬＥＤ点灯数制御用スイッチの一端が共通接続されていなくてもよい。

は、本発明の第一、八、十実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第二実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第三実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第四実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第五実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第六実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第七実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の第九実施形態に係る発光ダイオード駆動回路の構成を示す図である。は、本発明の変形例の概略を示す図である。は、従来の発光ダイオード駆動回路の一構成例を示す図である。

符号の説明

１直流電源
２入力コンデンサ
３コイル
４ダイオード
５出力コンデンサ
６エラーアンプ
７基準電圧発生回路
８ドライブ回路
９パワートランジスタ
１０ＯＮ／ＯＦＦ回路
１１、１１’、１１’’ ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ制御回路
１２デコーダ回路
１３照度センサ
１００〜１０６昇圧チョッパレギュレータＩＣ
Ｒset 出力電流設定用抵抗
ＳＷ１〜ＳＷｎ−１ＬＥＤ点灯数制御用スイッチ
Ｔ_VIN 電源端子
Ｔ_GND グランド電源端子
Ｔ_VSW スイッチ端子
Ｔ_FB フィードバック端子
Ｔ_CTRL コントロール端子
Ｔｄ１〜Ｔｄｎ−１端子
Ｔ_SEN 端子

Claims

直列接続されたｎ個（ｎは２以上の自然数）の発光ダイオードを駆動する発光ダイオード駆動回路であって、
ｎ’個（ｎ’は１以上ｎ−１以下の自然数）のＬＥＤ点灯数制御用スイッチを備え、
前記ｎ’個のＬＥＤ点灯数制御用スイッチの何れか一つのみをオンしたときの前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの点灯数がｎ’通りであることを特徴とする発光ダイオード駆動回路。
前記ｎ’個のＬＥＤ点灯数制御用スイッチがそれぞれトランジスタである請求項１に記載の発光ダイオード駆動回路。
ｎ’個の外部制御信号がｎ’個の前記トランジスタの各制御端子に一つずつ割り当てられて入力される請求項２に記載の発光ダイオード駆動回路。
点灯している前記発光ダイオードを流れる電流に比例した電圧を入力し、その入力した電圧に応じて前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの点灯数を制御する制御部を備える請求項２に記載の発光ダイオード駆動回路。
ｍ個（ｍは１以上ｎ’未満の自然数。ｎ’≧２）の外部制御信号をデコードしてｎ’個の制御信号を生成するデコーダ回路を備え、前記デコーダ回路によって生成されたｎ’個の制御信号がｎ’個の前記トランジスタの各制御端子に一つずつ割り当てられて入力される請求項２に記載の発光ダイオード駆動回路。
照度センサと、前記照度センサの出力信号に応じて前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの点灯数を制御する制御部とを備える請求項２に記載の発光ダイオード駆動回路。
前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードが、発光色の異なる少なくとも二種類以上の発光ダイオードによって構成され、前記ｎ’個のＬＥＤ点灯数制御用スイッチを用いて前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの点灯数を制御することにより、前記直列接続されたｎ個の発光ダイオード全体の発光色が可変する請求項１に記載の発光ダイオード駆動回路。
前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの何れか一つ以上が故障しオープン状態になった場合、前記ｎ’個のＬＥＤ点灯数制御用スイッチの何れか一つのみをオンすることで、前記直列接続されたｎ個の発光ダイオード全てが消灯した状態から脱することを試みる請求項１に記載の発光ダイオード駆動回路。
前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの近傍に配置した受光素子のオン／オフに応じた信号を入力し、その入力した信号が前記受光素子のオフを示すものであるときに、前記直列接続されたｎ個の発光ダイオード全てが消灯した状態から脱することを試みる請求項８に記載の発光ダイオード駆動回路。
前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードの点灯時または消灯時に、前記ｎ’個のＬＥＤ点灯数制御用スイッチを用いて前記直列接続されたｎ個の発光ダイオードを１灯ずつもしくは数灯ずつ点灯または消灯させる請求項１に記載の発光ダイオード駆動回路。