JP2010109906A - 発光素子のドライバ回路 - Google Patents

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芳夫 藤村
Kazunari Kushiyama
和成 櫛山
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Abstract

【課題】発光素子のドライバ回路における消費電力を抑制する。
【解決手段】発光素子202と、発光素子202と直接に接続された電流制限用インダクタ24との直列接続部と、直列接続部に並列に接続され、電流制限用インダクタ24に蓄えられたエネルギーを回生する回生用ダイオード28と、発光素子202及び電流制限用インダクタ24に流れる電流を制御するトランジスタ26と、トランジスタ26の動作を制御する制御部22と、電流制限用インダクタ24と電磁気的に結合し、制御部22に電源電力の少なくとも一部を供給する電源用インダクタ30と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、発光素子のドライバ回路に関する。
発光ダイオード等の発光素子の開発に伴って、複数の発光素子を直列に接続して発光させる光源を駆動するドライバ回路が考案されている。
従来の発光素子のドライバ回路100は、図3に示すように、整流ブリッジ10、制御部12、電流制限用インダクタ14、トランジスタ16及び回生用ダイオード18を含んで構成される。
電流制限用インダクタ14は、駆動対象となる複数の発光素子の直列接続体102に直列に接続される。発光素子が発光ダイオード(LED)である場合、それぞれの発光ダイオードは互いに順方向を揃えるように直列接続される。回生用ダイオード18は、電流制限用インダクタ14と発光素子の直列接続体102とに並列に接続される。また、トランジスタ16は、LED接続部102に含まれる発光素子及びインダクタに流れる電流を制御するように、電流制限用インダクタ14と発光素子の直列接続体102とに直列接続される。
発光素子の直列接続体102と電流制限用インダクタ14には整流ブリッジ10から電源電圧が印加される。このとき、トランジスタ16のスイッチングを制御部12により制御することによって、電流制限用インダクタ14の働きによって各発光素子の動作を定格以下に制限しつつ、各発光素子を発光させることができる。なお、電流制限時に電流制限用インダクタ14に蓄積されたエネルギーは回生用ダイオード18を介して電源に回生される。
ところで、従来のドライバ回路100では、制御部12に対して整流ブリッジ10から制限抵抗Rstartを介して電源が供給されている。このようなドライバ回路100の構成では、発光素子の直列接続数が増加して電源電圧Vdcが高くなったとしても制御部12に供給する電源電圧は低く保たれたままであり、制限抵抗Rstartで消費される電力が大きくなり、回路全体としての効率が低下する。
例えば、100Vの商用AC電源を整流ブリッジ10により整流して120V程度の電源電圧Vdcを供給する場合、発光素子の接続数が増加して数10Wから数100Wの発光素子を駆動するためには、制御部12では100mA程度の電流容量をもってトランジスタ16を駆動する必要がある。このような状態では、制限抵抗Rstartでは10W程度の電力が消費されることになり、ドライバ回路100全体としての電力効率が悪くなる。
本発明は、上記課題を鑑み、電力効率を向上させた発光素子のドライバ回路を提供することを目的とする。
本発明の1つの態様は、発光素子と、前記発光素子と直接に接続された電流制限用インダクタと、の直列接続部と、前記直列接続部に並列に接続され、前記電流制限用インダクタに蓄えられたエネルギーを回生する回生部と、前記発光素子及び前記電流制限用インダクタに流れる電流を制御するスイッチ素子と、前記スイッチ素子の動作を制御する制御部と、前記電流制限用インダクタと電磁気的に結合し、前記制御部に電源電力の少なくとも一部を供給する電源用インダクタと、を備える発光素子のドライバ回路である。
ここで、前記電流制限用インダクタと電磁気的に結合し、前記制御部以外の回路に電力を供給する補助インダクタを備えることが好適である。
本発明によれば、発光素子のドライバ回路において消費電力の抑制することができる。
<第1の実施の形態>
第1の実施の形態におけるドライバ回路200は、図1に示すように、整流ブリッジ20、制御部22、電流制限用インダクタ24、トランジスタ26、回生用ダイオード28、電源用インダクタ30、整流用ダイオード32及び平滑用コンデンサ34を含んで構成される。
整流ブリッジ20は、整流用ダイオードをブリッジ状に接続した回路であり、入力される交流電源電圧Vacを全波整流して直流電源電圧Vdcとして出力する。整流ブリッジ20には、全波整流された電源電圧を平滑化するための平滑化回路を設けてもよい。
ドライバ回路200の駆動対象となる発光素子は発光ダイオード(LED)、レーザダイオード(LD)等とすることができる。複数の発光素子を直列に接続した直列接続体202を駆動対象としてもよい。発光ダイオード(LED)である場合、発光素子の直列接続体202を構成する際にはそれぞれの発光ダイオードが互いに順方向を揃えるように直列接続する。さらに、直列接続体202を並列に接続してもよい。
電流制限用インダクタ24は、駆動対象となる複数の発光素子の直列接続体202に直列に接続される。回生用ダイオード28は、電流制限用インダクタ24と発光素子の直列接続体202とに並列に接続される。
トランジスタ26は、制御部22によりオン状態及びオフ状態が制御されるスイッチング素子である。トランジスタ26は電流制限用インダクタ24と発光素子の直列接続体202とに直列接続される。発光素子の直列接続体202と電流制限用インダクタ24にはトランジスタ26のドレイン−ソース間を介して整流ブリッジ20から電源電圧Vdcが印加される。トランジスタ26のゲートには制御部22が接続される。制御部22は、所定のタイミングでトランジスタ26をオン/オフ制御することによって発光素子に断続的に電力を供給して発光させる。
トランジスタ26がオン状態に制御された場合、ドレイン−ソース間を介して電流制限用インダクタ24と直列接続体202に電流が流れる。このとき、電流制限用インダクタ24の作用によって、発光素子に流れる電流が徐々に増加するように制限される。また、トランジスタ26がオフ状態に制御された場合に、ドレイン−ソース間は遮断状態となり、電流制限用インダクタ24に蓄積された電磁的なエネルギーが回生用ダイオード28を介して電源に回生される。
このとき、制御部22では、電流制限用インダクタ24の働きによって各発光素子の動作が定格値以下に制限されるようにトランジスタ26のスイッチングの周期やパルス幅等を制御する。これによって、発光素子を適切に発光させることができる。
本実施の形態のドライバ回路200では、回生時に電源用インダクタ30を介して制御部22に電源電力を供給する。電源用インダクタ30は、電流制限用インダクタ24と電磁気的に結合する。電源用インダクタ30の一端は整流用ダイオード32のアノードに接続され、他端は接地される。整流用ダイオード32のカソードは制御部22の電源端子に接続される。ここで、制御部22に供給される電源を安定化させるために、平滑用コンデンサ34を介して整流用ダイオード32のカソードを接地してもよい。
このような構成とすることによって、トランジスタ26がオン状態として発光素子の発光させる際には電流制限用インダクタ24に電磁的エネルギーが蓄積され、トランジスタ26をオフ状態にした際にその電磁的エネルギーを電流制限用インダクタ24から電源用インダクタ30を介して制御部22の電源として供給することができる。
これにより、抵抗Rstartによる消費電力を抑えることができ、ドライバ回路200全体における電力効率を向上させることができる。
<第2の実施の形態>
第1の実施の形態では、電源用インダクタ30、整流用ダイオード32及び平滑用コンデンサ34を設けることによって回生時の電力を制御部22の電源電力として用いた。第2の実施の形態におけるドライバ回路300では、さらに、電源用インダクタ36、整流用ダイオード38及び平滑用コンデンサ40を設け、制御部22以外の回路への電源として用いる。
ドライバ回路300では、電源用インダクタ36は、電流制限用インダクタ24と電磁気的に結合する。電源用インダクタ36の一端は整流用ダイオード38のアノードに接続され、他端は接地される。整流用ダイオード38のカソードは外部回路への電源供給端子とされる。ここで、外部回路へ供給される電源を安定化させるために、平滑用コンデンサ40を介して整流用ダイオード38のカソードを接地してもよい。
このような構成とすることによって、トランジスタ26がオン状態として発光素子の発光させる際には電流制限用インダクタ24に電磁的エネルギーが蓄積され、トランジスタ26をオフ状態にした際にその電磁的エネルギーを電流制限用インダクタ24から電源用インダクタ36を介して外部回路へ供給することができる。
これにより、ドライバ回路300の電流制限用インダクタ24に蓄積された電磁的エネルギーを外部回路で利用することが可能となり、ドライバ回路300全体における電力効率を向上させることができる。
第1の実施の形態における発光素子のドライバ回路の構成を示す図である。 第2の実施の形態における発光素子のドライバ回路の構成を示す図である。 従来の発光素子のドライバ回路の構成を示す図である。
符号の説明
10 整流ブリッジ、12 制御部、14 電流制限用インダクタ、16 トランジスタ、18 回生用ダイオード、20 整流ブリッジ、22 制御部、24 電流制限用インダクタ、26 トランジスタ、28 回生用ダイオード、30 電源用インダクタ、32 整流用ダイオード、34 平滑用コンデンサ、36 電源用インダクタ、38 整流用ダイオード、40 平滑用コンデンサ、100,200,300 ドライバ回路、102,202 直列接続体。

Claims (2)

  1. 発光素子と、前記発光素子と直接に接続された電流制限用インダクタと、の直列接続部と、
    前記直列接続部に並列に接続され、前記電流制限用インダクタに蓄えられたエネルギーを回生する回生部と、
    前記発光素子及び前記電流制限用インダクタに流れる電流を制御するスイッチ素子と、
    前記スイッチ素子の動作を制御する制御部と、
    前記電流制限用インダクタと電磁気的に結合し、前記制御部に電源電力の少なくとも一部を供給する電源用インダクタと、
    を備えることを特徴とする発光素子のドライバ回路。
  2. 請求項1に記載のドライバ回路であって、
    前記電流制限用インダクタと電磁気的に結合し、前記制御部以外の回路に電力を供給する補助インダクタを備えることを特徴とする発光素子のドライバ回路。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004119078A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Toshiba Lighting & Technology Corp Led点灯装置
JP2007073781A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光ダイオード駆動装置
JP2007142057A (ja) * 2005-11-17 2007-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光ダイオード駆動装置および発光ダイオード駆動用半導体装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004119078A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Toshiba Lighting & Technology Corp Led点灯装置
JP2007073781A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光ダイオード駆動装置
JP2007142057A (ja) * 2005-11-17 2007-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光ダイオード駆動装置および発光ダイオード駆動用半導体装置

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