JP2012129502A - 発光ダイオード駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力された電源をスイッチングして予め設定された電圧レベルを有する駆動電源に変換し、上記駆動電源を少なくとも一つのLEDチャンネルに供給する電源供給部と、上記電源供給部からの上記少なくとも一つのLEDチャンネルへの上記駆動電源の供給及び遮断を制御して上記少なくとも一つのLEDチャンネルを駆動し、上記少なくとも一つのLEDチャンネルに供給される上記駆動電源の状態に応じて上記電源供給部のスイッチングを制御する駆動部と、上記駆動部から伝達された上記電源供給部のスイッチングを制御するスイッチング制御信号を上記電源供給部に磁気誘導方式で伝達する伝達部と、を含む。
【選択図】図1
Description
Icb1は、電流平衡用キャパシタCb1を流れる電流である。またIcb1は、第1発光ダイオードチャンネルLED1に流れる電流(Isec1)と第1発光ダイオードチャンネルLED1に流れる電流(Isec2)との差分で表すことができる。よって、Isec1とIsec2とは下記の関係を満たす。
そして、本実施形態における二つのスイッチは、50:50のデューティ比を有するので、一周期の間の電流は、Isec1=Isec2となる。つまり、電流平衡用キャパシタCb1の電荷平衡が成り立つように構成されていることにより、第1発光ダイオードチャンネルLED1と第2発光ダイオードチャンネルLED2とに供給される駆動電源間の電流平衡を維持することができる。これについての詳細な説明は後述する図12a及び図12bを参照してより詳細に説明する。
Isec1_P≒Isec2_P (*P Positive)
Isec1_N≒Isec2_N (*N Negative)
Isec1,2_P≒Isec1,2_N
Isec1_P≒Isec2_P≒Isec1_N≒Isec2_N
110、210、310、410 電源供給部
111、211、311、411 整流平滑部
112、212、312、412 力率補正部
113、213、313、413 スイッチング部
120、220、320、420 駆動部
121、221、321、421 スイッチ部
122、222、322、422 制御部
130、230、330、430 伝達部
140 整流部
240、340、440 電流平衡部
Claims (25)
- 商用電源を整流及び平滑する整流平滑部と、
前記整流平滑部からの整流された電源の電圧及び電流の位相差を調整する力率補正部と、
電源のスイッチングを制御するスイッチング制御信号に応じて前記力率補正部によって力率補正された電源をスイッチングするスイッチング部と、
前記スイッチング部からスイッチングされた電源の入力を受ける少なくとも一つの一次巻線と、前記少なくとも一つの一次巻線と電気的に絶縁され、予め設定された巻線比を形成して前記少なくとも一つの一次巻線から駆動電源の誘起を受ける少なくとも一つの二次巻線と、を有するトランスフォーマと、
少なくとも一つのLEDチャンネルブロックが有する第1及び第2LEDチャンネルの各々に供給される前記駆動電源の電流平衡を維持する少なくとも一つの電流平衡ユニットを有する電流平衡部と、
前記少なくとも一つのLEDチャンネルブロックと接地との間に連結され、前記少なくとも一つのLEDチャンネルブロックに前記駆動電源が供給または遮断されるようにスイッチングするスイッチ部と、
前記少なくとも一つのLEDチャンネルブロックに供給された駆動電源の状態を検出して前記スイッチ部のスイッチングを制御し、検出された駆動電源の状態に応じて前記スイッチング制御信号を生成して出力する制御部と、
前記制御部から前記スイッチング制御信号の入力を受ける第1巻線と、前記第1巻線と電気的に絶縁され、前記第1巻線に入力されたスイッチング制御信号の誘起を受けて前記スイッチング部に伝達する第2巻線とを有するパルストランスフォーマを備える伝達部と
を含むことを特徴とする発光ダイオード駆動装置。 - 前記制御部は、
検出された駆動電源の状態に応じて設定される電流を生成する電流生成部と、
前記電流生成部によって生成された電流に応じて周期が設定されるクロック信号を生成するクロック生成部と、
前記電流生成部によって生成された電流に応じて、前記クロック生成部によって生成されたクロック信号のデッドタイムを生成するデッドタイム生成部と、
前記デッドタイム生成部によってデッドタイムが生成されたクロック信号を電源のスイッチング制御用に加工して前記伝達部に伝達するゲート駆動部と、
検出された駆動電源の状態に応じて前記スイッチ部のスイッチングを制御して前記少なくとも一つのLEDチャンネルの輝度を制御するディミング部と、
検出された駆動電源の状態が予め設定された非定常動作に該当する場合、前記ゲート駆動部の動作を遮断する保護部と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記ディミング部は、
前記スイッチ部をスイッチングオン及びオフするPWM(Pulse Width Modulation)信号がハイ信号である場合、検出された駆動電源の状態を検出信号として受けて前記電流生成部に伝達される電流制御信号を演算する演算部と、
前記PWM信号がロー信号である場合、前記検出信号の電圧レベルを予め設定された電圧レベルに制御するバッファ部と
を含むことを特徴とする請求項2に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記第1及び第2LEDチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を電荷平衡原理によって維持する電流平衡用キャパシタと、
前記第1LEDチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第1及び第2ダイオードと、
前記第2LEDチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第3及び第4ダイオードと、
前記第1及び第2ダイオードと並列連結されて前記第1LEDチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第1安定化キャパシタと、
前記第3及び第4ダイオードと並列連結されて前記第2LEDチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第2安定化キャパシタと
を含むことを特徴とする請求項3に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記二次巻線の一端に連結され、第1及び第2LEDチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を電荷平衡原理によって維持する電流平衡用キャパシタと、
前記二次巻線の他端と前記第1LEDチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第1ダイオードと、
前記電流平衡用キャパシタと前記第2LEDチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第2ダイオードと、
前記第1LEDチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第1安定化キャパシタと、
前記第2LEDチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第2安定化キャパシタと
を含むことを特徴とする請求項3に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記二次巻線はセンタータップを中心に予め設定された巻線数に分割され、
前記第1LEDチャンネルと前記第2LEDチャンネルは直列連結され、
前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記二次巻線のセンタータップに連結され、前記第1及び第2LEDチャンネルの連結点に連結されて、前記第1及び第2LEDチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を維持する電流平衡用キャパシタと、
前記二次巻線の一端と前記第1LEDチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第1ダイオードと、
前記二次巻線の他端と前記第2LEDチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第2ダイオードと、
前記第1LEDチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第1安定化キャパシタと、
前記第2LEDチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第2安定化キャパシタと
を含むことを特徴とする請求項3に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記トランスフォーマは、複数のLEDチャンネルブロック夫々に連結され、該当するLEDチャンネルブロックに駆動電源を供給する複数の二次巻線を含み、
前記電流平衡部は、前記複数の二次巻線からの駆動電源を、該当するLEDチャンネルブロックの第1LEDチャンネル及び第2LEDチャンネルに電流平衡を維持して供給する前記電流平衡ユニットを複数個含むことを特徴とする請求項4から6の何れか1項に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記トランスフォーマは、前記複数の二次巻線に夫々一対一対応する複数の一次巻線を含むことを特徴とする請求項7に記載の発光ダイオード駆動装置。
- 電気的に絶縁された一次側と二次側とを有し、入力された電源を前記一次側でスイッチングし、当該スイッチングされた電源を前記二次側で予め設定された電圧レベルを有する駆動電源に変換し、前記駆動電源を少なくとも一つのLED(Light Emitting Diode)チャンネルに供給する電源供給部と、
前記電源供給部からの前記少なくとも一つのLEDチャンネルへの前記駆動電源の供給及び遮断を制御して前記少なくとも一つのLEDチャンネルを駆動し、前記少なくとも一つのLEDチャンネルに供給される前記駆動電源の状態に応じて前記電源供給部のスイッチングを制御する駆動部と、
前記駆動部から伝達された前記電源供給部のスイッチングを制御するスイッチング制御信号を前記電源供給部の前記二次側から前記一次側に伝達する伝達部と
を含むことを特徴とする発光ダイオード駆動装置。 - 前記駆動部は、
前記少なくとも一つのLEDチャンネルと接地との間に連結され、前記少なくとも一つのLEDチャンネルに前記駆動電源が供給または遮断されるようにスイッチングするスイッチ部と、
前記少なくとも一つのLEDチャンネルに供給された駆動電源の状態を検出して前記スイッチ部のスイッチングを制御し、検出された駆動電源の状態に応じて前記スイッチング制御信号を生成して前記伝達部に伝達する制御部と
を含むことを特徴とする請求項9に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記制御部は、
検出された駆動電源の状態に応じて設定される電流を生成する電流生成部と、
前記電流生成部によって生成された電流に応じて周期が設定されるクロック信号を生成するクロック生成部と、
前記電流生成部によって生成された電流に応じて、前記クロック生成部によって生成されたクロック信号のデッドタイムを生成するデッドタイム生成部と、
前記デッドタイム生成部によってデッドタイムが生成されたクロック信号を前記電源供給部のスイッチング制御用に加工して前記伝達部に伝達するゲート駆動部と、
検出された駆動電源の状態に応じて前記スイッチ部のスイッチングを制御して前記少なくとも一つのLEDチャンネルの輝度を制御するディミング部と、
検出された駆動電源の状態が予め設定された非定常動作に該当する場合、前記ゲート駆動部の動作を遮断する保護部と
を含むことを特徴とする請求項10に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記ディミング部は、
前記スイッチ部をスイッチングオン及びオフするPWM(Pulse Width Modulation)信号がハイ信号である場合、検出された駆動電源の状態を検出信号として受けて前記電流生成部に伝達される電流制御信号を演算する演算部と、
前記PWM信号がロー信号である場合、前記検出信号の電圧レベルを予め設定された電圧レベルに制御するバッファ部と
を含むことを特徴とする請求項11に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記伝達部は、前記ゲート駆動部からのスイッチング制御信号の入力を受ける第1巻線と、前記第1巻線と電気的に絶縁され、前記第1巻線に入力されたスイッチング制御信号の誘起を受けて前記電源供給部に伝達する第2巻線とを有するパルストランスフォーマであることを特徴とする請求項11または12に記載の発光ダイオード駆動装置。
- 前記電源供給部からの駆動電源を整流し、前記少なくとも一つのLEDチャンネルに供給する整流部をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の発光ダイオード駆動装置。
- 前記電源供給部は、少なくとも一つのLEDチャンネルブロックが有する第1及び第2LEDチャンネルの各々に前記駆動電源を供給することを特徴とする請求項9から13の何れか1項に記載の発光ダイオード駆動装置。
- 前記第1及び第2LEDチャンネルの各々に供給される前記駆動電源の電流平衡を維持する少なくとも一つの電流平衡ユニットを有する電流平衡部をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の発光ダイオード駆動装置。
- 前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記第1及び第2LEDチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を電荷平衡原理によって維持する電流平衡用キャパシタと、
前記第1LEDチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第1及び第2ダイオードと、
前記第2LEDチャンネルと接地との間に互いに直列連結されて駆動電源を整流する第3及び第4ダイオードと、
前記第1及び第2ダイオードと並列連結されて前記第1LEDチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第1安定化キャパシタと、
前記第3及び第4ダイオードと並列連結されて前記第2LEDチャンネルに供給される駆動電源を安定化させる第2安定化キャパシタと
を含むことを特徴とする請求項16に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記電源供給部は、
商用電源を整流及び平滑する整流平滑部と、
前記整流平滑部からの整流された電源の電圧及び電流の位相差を調整する力率補正部と、
前記スイッチング制御信号に応じて前記力率補正部によって力率補正された電源をスイッチングするスイッチング部と、
前記スイッチング部からスイッチングされた電源の入力を受ける少なくとも一つの一次巻線と、前記少なくとも一つの一次巻線と電気的に絶縁され、予め設定された巻線比を形成して前記少なくとも一つの一次巻線から電源の誘起を受ける少なくとも一つの二次巻線と、を有するトランスフォーマと
を含むことを特徴とする請求項17に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記トランスフォーマは、複数のLEDチャンネルブロック夫々に連結され、該当するLEDチャンネルブロックに駆動電源を供給する複数の二次巻線を含み、
前記電流平衡部は、前記複数の二次巻線からの駆動電源を、該当するLEDチャンネルブロックの第1LEDチャンネル及び第2LEDチャンネルに電流平衡を維持して供給する前記電流平衡ユニットを複数個含むことを特徴とする請求項18に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記トランスフォーマは、前記複数の二次巻線に夫々一対一対応する複数の一次巻線を含むことを特徴とする請求項19に記載の発光ダイオード駆動装置。
- 前記電源供給部は、少なくとも一つのLEDチャンネルブロックが有する前記第1及び第2LEDチャンネルの各々に前記駆動電源を供給し、
前記電源供給部は、
商用電源を整流及び平滑する整流平滑部と、
前記整流平滑部からの整流された電源の電圧及び電流の位相差を調整する力率補正部と、
前記スイッチング制御信号に応じて前記力率補正部によって力率補正された電源をスイッチングするスイッチング部と、
前記スイッチング部からスイッチングされた電源の入力を受ける少なくとも一つの一次巻線と、前記少なくとも一つの一次巻線と電気的に絶縁され、予め設定された巻線比を形成して前記少なくとも一つの一次巻線から電源の誘起を受ける少なくとも一つの二次巻線と、を有するトランスフォーマと、
前記第1及び第2LEDチャンネルの各々に供給される前記駆動電源の電流平衡を維持する少なくとも一つの電流平衡ユニットを有する電流平衡部と
を含むことを特徴とする請求項9から13の何れか1項に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記二次巻線の一端に連結され、第1及び第2LEDチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を電荷平衡原理によって維持する電流平衡用キャパシタと、
前記二次巻線の他端と前記第1LEDチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第1ダイオードと、
前記電流平衡用キャパシタと前記第2LEDチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第2ダイオードと、
前記第1LEDチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第1安定化キャパシタと、
前記第2LEDチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第2安定化キャパシタと
を含むことを特徴とする請求項21に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記二次巻線はセンタータップを中心に予め設定された巻線数に分割され、
前記第1LEDチャンネルと前記第2LEDチャンネルは直列連結され、
前記少なくとも一つの電流平衡ユニットは、
前記二次巻線のセンタータップに連結され、前記第1及び第2LEDチャンネルの連結点に連結されて、前記第1及び第2LEDチャンネルの各々に伝達される駆動電源同士の電流平衡を維持する電流平衡用キャパシタと、
前記二次巻線の一端と前記第1LEDチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第1ダイオードと、
前記二次巻線の他端と前記第2LEDチャンネルとの間に連結されて駆動電源を整流する第2ダイオードと、
前記第1LEDチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第1安定化キャパシタと、
前記第2LEDチャンネルと並列連結されて駆動電源を安定化させる第2安定化キャパシタと
を含むことを特徴とする請求項21に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記トランスフォーマは、複数のLEDチャンネルブロック夫々に連結され、該当するLEDチャンネルブロックに駆動電源を供給する複数の二次巻線を含み、
前記電流平衡部は、前記複数の二次巻線からの駆動電源を、該当するLEDチャンネルブロックの第1LEDチャンネル及び第2LEDチャンネルに電流平衡を維持して供給する前記電流平衡ユニットを複数個含むことを特徴とする請求項22または23に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 前記トランスフォーマは、前記複数の二次巻線に夫々一対一対応する複数の一次巻線を含むことを特徴とする請求項24に記載の発光ダイオード駆動装置。
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