JP2013162539A - Ｌｅｄ駆動回路およびこれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電力損失を低減させながらも、動作の安定性を確保することが容易となるＬＥＤ駆動回路を提供する。
【解決手段】ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路であって、入力電圧を変換して、前記ＬＥＤのアノード側に出力される出力電圧を生成するスイッチングコンバータと、前記ＬＥＤのカソード側と接地点との間に設けられ、前記ＬＥＤに流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを制御する電流ドライバと、を備えており、前記スイッチングコンバータは、前記電流ドライバに加わる電圧に応じたフィードバック信号がフィードバックされ、該フィードバック信号に基づいて前記出力電圧を生成するものであり、前記フィードバックの経路には、位相補償用コンデンサが接続されており、前記ＬＥＤに流れる電流がＯＦＦである期間において、前記位相補償用コンデンサの電圧が変化しないように保存されるＬＥＤ駆動回路とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路、およびこれを用いた電子機器に関する。

従来、ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路が広く利用されている。従来のＬＥＤ駆動回路としてＰＷＭ調光（ＰＷＭ制御による調光）を行うものを例に挙げ、図５を参照しながら以下に簡潔に説明する。

図５は当該ＬＥＤ駆動回路１０１の構成図である。ＬＥＤ駆動回路１０１は、スイッチング制御回路１１０、スイッチング素子１１１、コイル１１２、ダイオード１１３、およびコンデンサ１１４等から形成されるスイッチングコンバータを有している。当該スイッチングコンバータのスイッチング動作は、スイッチング制御回路１１０によって制御される。当該スイッチングコンバータは電圧Ｖinを昇圧させ、ＬＥＤ１０２のアノード側に出力される電圧Ｖoを生成する。

またＬＥＤ駆動回路１０１は、ダイオード１１３の電流を検出する電流アンプ１３１と、電圧Ｖｏを検出して基準電圧Ｖrefと比較するエラーアンプ１４１を有している。電流アンプ１３１およびエラーアンプ１４１の各出力は、コンパレータ１３２に入力されて比較され、この比較結果がスイッチング制御回路１１０に出力される。

スイッチング制御回路１１０は、このように電圧Ｖｏに応じた信号がフィードバックされ、当該信号に基づいてスイッチング動作を制御する。なおエラーアンプ１４１の後段側には、一端が抵抗１４４を介して接地された位相補償用コンデンサ１４３が接続されている。

またＬＥＤ駆動回路１０１は、ＰＷＭパルス信号を出力するＰＷＭパルス出力回路１２１、および、ＬＥＤ１０２のカソード側に接続される電流ドライバ１２２を有している。電流ドライバ１２２は、ＰＷＭパルス信号が示すＯＮ期間に合わせて、ＬＥＤ１０２に電流が流れるようにする。これによりＬＥＤ１０２のＰＷＭ調光が実現される。

特開２００５−３４７１３３号公報

上述した例のＬＥＤ駆動回路では、電流ドライバの駆動に必要な電圧が確保されるようにするため、ＬＥＤの電圧ＶＦの変動等を考慮して、電圧Ｖoの設定値をある程度高めにしておく必要がある。そのため余分な電力損失が増え、その分の電力効率の低下が問題となる。

また余分なスイッチング損失（電力損失）の低減等を図るため、ＰＷＭ調光のＯＦＦ期間に合わせて、スイッチングコンバータのスイッチング動作を止めるように設定することが考えられる。しかし図５に示すようなＬＥＤ駆動回路の場合、エラーアンプにはスルーレートの制限があるため、このように設定すると動作の安定性が問題となる。すなわちスルーレートの制限により、一度電圧Ｖoの制御を切り離すと、位相補償用コンデンサが定常電圧に復帰するまでに遅延が生じるため、安定動作が阻害される虞がある。

こういった問題は可聴域以上の高い周波数、例えば30kHz以上で動作するような場合に、特に顕著となる。そのため、例えば高い発振周波数のスイッチングコンバータを使用する必要がある場合には、この問題は非常に深刻である。なおこの問題を回避するため、ＰＷＭ調光のＯＦＦ期間にもスイッチングコンバータのスイッチング動作を止めないようにする場合には、余分なスイッチング損失を低減させることが困難となる。すなわち、電力損失の低減と動作の安定性を両立させることは困難となっている。

本発明は上述した問題に鑑み、電力損失を低減させながらも動作の安定性を確保することが容易となるＬＥＤ駆動回路の提供を目的とする。

上記目的を達成するため本発明に係るＬＥＤ駆動回路は、ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路であって、入力電圧を変換して、前記ＬＥＤのアノード側に出力される出力電圧を生成するスイッチングコンバータと、前記ＬＥＤのカソード側と接地点との間に設けられ、前記ＬＥＤに流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを制御する電流ドライバと、を備えており、前記スイッチングコンバータは、前記電流ドライバに加わる電圧に応じたフィードバック信号がフィードバックされ、該フィードバック信号に基づいて前記出力電圧を生成するものであり、前記フィードバックの経路には、位相補償用コンデンサが接続されており、前記ＬＥＤに流れる電流がＯＦＦである期間において、前記位相補償用コンデンサの電圧が変化しないように保存される構成とする。

本構成によれば、電力損失を低減させながらも、動作の安定性を確保することが容易となる。

また上記構成としてより具体的には、前記スイッチングコンバータは、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記電流ドライバに加わる電圧は、前記ＬＥＤと前記電流ドライバの間の電圧である構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、前記スイッチングコンバータは、前記電流ドライバに加わる電圧が予め定められた一定値となるように、前記出力電圧を生成する構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記フィードバックの経路には、前記電流ドライバに加わる電圧の基準電圧からの誤差に応じた電圧を出力するエラーアンプと、前記エラーアンプの出力電圧と所定電圧との比較結果を出力するコンパレータと、が設けられており、前記位相補償用コンデンサは、前記エラーアンプと前記コンパレータの間における接続点に接続されており、前記エラーアンプと前記接続点の間を開閉するスイッチを備え、前記ＬＥＤに流れる電流がＯＦＦである期間において、前記スイッチが開かれることにより、前記位相補償用コンデンサの電圧が変化しないように保存される構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、ＯＮ期間とＯＦＦ期間を表すＰＷＭパルス信号を出力する、ＰＷＭパルス出力回路を備え、前記電流ドライバは、前記ＯＮ期間においては、前記ＬＥＤに流れる電流をＯＮに制御する一方、前記ＯＦＦ期間においては、前記ＬＥＤに流れる電流をＯＦＦに制御し、前記スイッチングコンバータは、前記ＯＮ期間においては、前記フィードバック信号に基づいて前記出力電圧を生成する一方、前記ＯＦＦ期間においては、スイッチング動作を停止させ、前記スイッチは、前記ＯＮ期間においては閉じられ、前記ＯＦＦ期間においては開かれる構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記スイッチングコンバータは、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴとＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いた、同期整流式のコンバータである構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、各要素の全体または一部が同一の集積回路に含まれている形態となっており、前記位相補償用コンデンサは、前記集積回路に内蔵されている構成としてもよい。

また本発明に係る電子機器は、上記構成のＬＥＤ駆動回路を用いた構成とする。本構成によれば、上記構成に係るＬＥＤ駆動回路の利点を享受することが出来る。

上述した通り、本発明に係るＬＥＤ駆動回路によれば、電力損失を低減させながらも、動作の安定性を確保することが容易となる。また本発明に係る電子機器によれば、本発明に係るＬＥＤ駆動回路の利点を享受することが出来る。

第１実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の構成図である。 ＰＷＭパルス信号等についてのタイミングチャートの一例である。 電圧Ｖeo等についてのタイミングチャートの一例である。 第２実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の構成図である。 従来例に係るＬＥＤ駆動回路の構成図である。

本発明の実施形態について第１実施形態および第２実施形態を例に挙げ、各図面を参照しながら以下に説明する。

１．第１実施形態
［ＬＥＤ駆動回路の全体構成および動作］
まず第１実施形態について説明する。図１は本実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１の構成図である。本図に示すようにＬＥＤ駆動回路１は、スイッチング制御回路１０、スイッチング素子１１、コイル１２、ダイオード１３、コンデンサ１４、ＰＷＭパルス出力回路２１、電流ドライバ２２、電流アンプ３１、コンパレータ３２、エラーアンプ４１、スイッチ４２、位相補償用コンデンサ４３、および抵抗４４などを備えており、ＬＥＤ２を駆動する回路として機能する。

なおＬＥＤ駆動回路１の実装形態等は特に限定されない。例えばＬＥＤ駆動回路１は、各要素の全体または一部が同一の集積回路に含まれている形態となっていても良い。また位相補償用コンデンサ４３は、この集積回路に内蔵されていても良い。

スイッチング素子１１は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（パワーＭＯＳＦＥＴ）であり、ドレインがコイル１２を介して電圧Ｖinの供給端に接続されており、ソースが接地されている。スイッチング素子１１は、ゲートに入力されるゲート信号に応じて、ＯＮ（ソース−ドレイン間が導通する状態）とＯＦＦ（ソース−ドレイン間が導通しない状態）が切替えられる。

またスイッチング素子１１のドレインとコイル１２の間は、整流用のダイオード１３のアノードに接続されている。スイッチング素子１１のゲートは、スイッチング制御回路１０に接続されており、スイッチング制御回路１０からゲート信号が入力される。

またダイオード１３のカソードは、コンデンサ１４の一端およびＬＥＤ２のアノードに接続されている。なおコンデンサ１４の他端は、接地されている。またダイオード１３のカソードは、図１に示すように電圧Ｖoを外部へ出力する端子にも接続されているが、当該端子は省略されていても構わない。

スイッチング制御回路１０、スイッチング素子１１、コイル１２、ダイオード１３、およびコンデンサ１４等は、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータであるスイッチングコンバータ（以下、便宜的に「コンバータＡ」と称することがある）を形成している。なおスイッチングコンバータの動作原理等は公知であるため、ここではその説明を省略する。コンバータＡは、スイッチング制御回路１０によってスイッチング動作が制御され、電圧Ｖin（入力電圧）を変換して、ＬＥＤ２のアノード側に出力される電圧Ｖo（出力電圧）を生成するように動作する。

ＰＷＭパルス出力回路２１は、予め設定されたデューティ比のＰＷＭパルス信号（ＬＥＤ２を流れる電流のＰＷＭ制御に用いるパルス信号）を生成し、スイッチング制御回路１０および電流ドライバ２２に出力する。ＰＷＭパルス信号は、ＯＮ期間を表すＨ（High）レベルとＯＦＦ期間を表すＬ（Low）レベルが交互に現れる信号であり、ＯＮ期間とＯＦＦ期間を表す信号となっている。

なお当該ＰＷＭパルス信号のデューティ比は、固定値と可変値の何れとしても良い。また可変値とする場合、例えば、何らかの情報に応じて自動調節されるようになっていても良く、ユーザの操作等により調節可能となっていても良い。またＰＷＭパルス出力回路２１は、ＯＮ期間かＯＦＦ期間かに応じてスイッチ４２の開閉を制御する。より具体的には、ＰＷＭパルス出力回路２１は、ＯＮ期間においてはスイッチ４２を閉じた状態にし、ＯＦＦ期間においてはスイッチ４２を開いた状態にする。なおスイッチ４２は、例えばアナログスイッチであり、閉じた状態ではその両端間を導通させ、開いた状態ではその両端間を遮断する。

電流ドライバ２２は、上流側がＬＥＤ２のカソード側に接続されるとともに、下流側が接地されており、上流側から下流側へ電流を流すことが出来るように構成されている。電流ドライバ２２は、ＰＷＭパルス信号に応じて、ＬＥＤ２を流れる電流のＯＮ（流れる状態）／ＯＦＦ（流れない状態）を制御する。すなわち電流ドライバ２２は、ＯＮ期間においては、ＬＥＤ２に電流（例えば予め設定された大きさの定電流）が流れるようにし、ＯＦＦ期間においては、ＬＥＤ２には電流が流れないようにする。

これにより、ＬＥＤ２についてのＰＷＭ制御による調光が実現される。なお電流ドライバ２２が正常に駆動するためには、電流ドライバ２２に加わる電圧が所定値以上に維持される必要がある。

電流アンプ３１は、ダイオード１３を流れる電流の大きさを検出し、検出結果に応じた電圧Ｖcuをコンパレータ３２の反転入力端子へ出力する。エラーアンプ４１は、非反転入力端子に所定の基準電圧Ｖrefが、反転入力端子にＬＥＤ２と電流ドライバ２２の間の電圧である電圧Ｖaが入力される。エラーアンプ４１は、電圧Ｖaの基準電圧Ｖrefからの誤差に応じた電圧Ｖeoを出力する。なお電圧Ｖaは、電流ドライバ２２に加わる電圧（電流ドライバ２２の電圧）であると言える。

またエラーアンプ４１の出力側は、スイッチ４２の一端に接続されており、スイッチ４２の他端は、位相補償用コンデンサ４３の一端およびコンパレータ３２の非反転入力端子に接続されている。すなわち図１に示すように、位相補償用コンデンサ４３は、エラーアンプ４１とコンパレータ３２の間における接続点Ｐに接続されており、スイッチ４２は、エラーアンプ４１と接続点Ｐの間を開閉するようになっている。なお位相補償用コンデンサ４３の他端は、抵抗４４を介して接地されている。

エラーアンプ４１の出力側は、スイッチ４２が閉じているときには、位相補償用コンデンサ４３の一端およびコンパレータ３２に接続され、スイッチ４２が開いているときには、何れにも接続されない状態（オープン状態）となる。なおスイッチ４２が開いているとき、位相補償用コンデンサ４３の一端はコンパレータ３２の入力端子（入力インピーダンスが極めて高い）にのみ接続された状態（オープン状態に準じた状態）となるため、位相補償用コンデンサ４３の電圧は変化しないように保存されることとなる。

コンパレータ３２は、電圧Ｖcuと電圧Ｖeoとを比較し、この比較結果を表す信号ＦＢをスイッチング制御回路１０に出力する。このようにコンバータＡには、信号ＦＢ（フィードバック信号）がフィードバックされるようになっており、また信号ＦＢは、電圧Ｖaに応じた信号となっている。なお位相補償用コンデンサ４３は、当該フィードバックの経路を流れる電圧信号に対して位相補償を行い、コンバータＡを適切に動作させる役割を果たす。

またスイッチング制御回路１０は、信号ＦＢおよびＰＷＭパルス信号に基づいてゲート信号を生成し、スイッチング素子１１のＯＮ／ＯＦＦ切替を制御する。より具体的には、スイッチング制御回路１０は、ＰＷＭパルス信号に基づいてＯＮ期間とＯＦＦ期間を識別し、それぞれの期間において次のように動作する。

スイッチング制御回路１０は、ＯＮ期間においては、電圧Ｖcuと電圧Ｖeoがクロスするタイミングから時間Ｔaの間だけスイッチング素子１１をＯＮにし、それ以外のときにはスイッチング素子１１をＯＦＦにする。なお電圧Ｖcuと電圧Ｖeoがクロスするタイミング（換言すれば、電圧Ｖcuと電圧Ｖeoが同値となるタイミング）は、信号ＦＢに基づいて識別される。また時間Ｔaは、例えば、予め適切に設定された固定値である。

スイッチング制御回路１０がこのように動作する結果、コンバータＡのスイッチング動作によって電圧Ｖinが昇圧され、電圧Ｖoが生成される。このようにＯＮ期間においては、コンバータＡは、信号ＦＢに基づいて電圧Ｖoを生成するようになっている。ここで信号ＦＢは、先述した通り、電圧Ｖa（電流ドライバ２２に加わる電圧）に応じた信号である。

そのためコンバータＡは、電圧Ｖaを直接制御するように電圧Ｖoを生成することが可能である。例えば、基準電圧Ｖref等を適切に設定しておくことにより、コンバータＡは、電圧Ｖaが電圧値Ｖαとなるように電圧Ｖoを生成するものとなり得る。なお電圧値Ｖαは、電流ドライバ２２を正常に駆動させることが可能となる電圧値として過不足の無い値（必要最小限の値）であり、予め定められた一定値である。

そのためＬＥＤ駆動回路１によれば、電圧Ｖoを直接制御するような場合（図５に例示する形態の場合）に比べ、ＬＥＤ２の電圧ＶＦの変動等を考慮する必要が無く、電圧Ｖoの設定値をあまり高くしておかなくても、電流ドライバ２２の駆動に必要な電圧を確保することが容易である。これによりＬＥＤ駆動回路１によれば、その分だけ電力損失が少なく、電力効率の優れたものとすることが容易である。

またスイッチング制御回路１０は、ＯＦＦ期間においては、スイッチング素子１１を常時ＯＦＦにする。このようにＯＦＦ期間においては、コンバータＡは、スイッチング動作を常に停止するようになっている。そのためＬＥＤ駆動回路１によれば、余分なスイッチング損失が低減することにより電力損失が少なくし、この点からも電力効率の優れたものとすることが容易である。

図２は、ＬＥＤ駆動回路１において用いられる信号等のタイミングチャートの一例を表す。図２において、（Ａ）のグラフはＰＷＭパルス信号のタイミングチャートを表し、（Ｂ）のグラフはＬＥＤ２に流れる電流のタイミングチャートを表す。また（Ｃ）のグラフは、破線部分が電圧Ｖoのタイミングチャートを表し、実線部分が電圧Ｖaのタイミングチャートを表す。また（Ｄ）のグラフは、スイッチング素子１１、コイル１２、およびダイオード１３の接続ノードの電圧である、電圧Ｖswのタイミングチャートを表す。

図２に示すように、ＰＷＭパルス信号の状態によってＯＮ期間とＯＦＦ期間が定まる。そして先述したように、スイッチング制御回路１０や電流ドライバ２２等がＰＷＭパルス信号の状態に応じて動作する結果、図２に示す各波形が得られる。また（Ｄ）のグラフに示すように電圧Ｖswは、ＯＮ期間においては、コンバータＡのスイッチング動作に応じて変動を繰り返し、ＯＦＦ期間においては、コンバータＡのスイッチング動作が常に停止するためほぼ一定となっている。

なおコンバータＡの具体的形態については、以上に説明した形態を含めて様々な形態が採用され得る。コンバータＡの望ましい形態の一つは、電圧Ｖaに応じた信号がスイッチング制御回路１０にフィードバックされ、電圧Ｖaが先述した電圧値Ｖα（予め定められた一定値）となるように出力電圧Ｖoを生成する形態である。このような形態であれば、上述したように電圧Ｖoの設定値をあまり高くしておかなくても、電流ドライバ２２の駆動に必要な電圧を確保することが可能となり、電力効率の優れたＬＥＤ駆動回路が実現される。

［スイッチを設けたことによる効果］
既に説明した通り、ＬＥＤ駆動回路１にはスイッチ４２が設けられている。ＬＥＤ駆動回路１にスイッチ４２を設けたことによる効果について、図３を参照しながら以下に説明する。

なお図３における（Ｃ）のグラフは、図２における（Ｃ）のグラフを参考のために示したものであり、（Ｅ）のグラフは、電圧Ｖeoのタイミングチャートの一例を表す。また（Ｆ）のグラフは、ＬＥＤ駆動回路１においてスイッチ４２が無い（つまり、スイッチ４２の箇所が常に導通している）と仮定した場合の、電圧Ｖeoのタイミングチャートの一例を表す。

ＬＥＤ２に電流が流れないＯＦＦ期間においては、ＬＥＤ２の電圧ＶＦは低くなり、電流ドライバ２２に加わる電圧（電圧Ｖa）が高くなる。これによりＯＦＦ期間では、常時、電圧Ｖaが基準電圧Ｖrefよりも高い状態となる。

そのため仮にスイッチ４２が無いとすれば、ＯＦＦ期間において、エラーアンプ４１の出力が電流を常に引き込んでいる状態となる。従って図３の（Ｆ）のグラフに示すように、ＯＦＦ期間からＯＮ期間に移行する際、電圧Ｖeoの値がＯＮ期間における電圧Ｖeoの通常値に復帰するまでに、遅延が生じる。その結果、コンバータＡの制御が不安定となり、ＬＥＤ駆動回路１の動作が不安定となる。別の見方をすれば、エラーアンプ４１のスルーレートの制限により、位相補償用コンデンサ４３が定常電圧に復帰するまでに遅延が生じるため、安定動作が阻害される。

なおこの問題は、コンバータＡが可聴域以上の高い周波数、例えば30kHz以上で動作するような場合に、特に顕著となる。そのため、特にコンバータＡが高い発振周波数のものである場合、この問題は非常に深刻となる。

一方、本実施形態のようにスイッチ４２が設けられ、ＯＦＦ期間においてスイッチ４２が開かれれば、上述したようにエラーアンプ４１の出力が電流を引き込む状態とはならない。またこのとき、位相補償用コンデンサ４３の電圧は変化しないように保存され、電圧Ｖeoは一定に維持される。

そのためコンバータＡの発振周波数に関わらず、上述した遅延の発生によってコンバータＡの制御が不安定となることは無くなり、ＬＥＤ駆動回路１の動作は安定する。このようにＬＥＤ駆動回路１は、スイッチ４２を設けたことにより、電力損失を低減させながらも動作の安定性を確保することが容易となっている。

２．第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。なお第２実施形態は、コンバータＡを同期整流式のコンバータとした点を除き、基本的には第１実施形態と同等である。以下の説明においては、第１実施形態と異なる部分の説明に重点を置き、共通する部分については説明を省略することがある。

図４は、第２実施形態に係るＬＥＤ駆動回路１Ａの構成図である。本図に示すようにＬＥＤ駆動回路１Ａは、ダイオード１３の代わりにスイッチング素子１５が設けられている点で、第１実施形態とは異なっている。ＬＥＤ駆動回路１Ａが有するコンバータＡは、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（パワーＭＯＳＦＥＴ）であるスイッチング素子１１と、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（パワーＭＯＳＦＥＴ）であるスイッチング素子１５を備えている。

スイッチング素子１５は、ドレインがスイッチング素子１１とコイル１２の間に接続されており、ソースがＬＥＤ２のアノードおよびコンデンサ１４の一端などに接続されている。スイッチング素子１５は、ゲートに入力されるゲート信号に応じて、ＯＮ（ソース−ドレイン間が導通する状態）とＯＦＦ（ソース−ドレイン間が導通しない状態）が切替えられる。

またスイッチング制御回路１０は、各スイッチング素子（１１、１５）へ別々にゲート信号を出力することにより、各スイッチング素子（１１、１５）のＯＮ／ＯＦＦ切替を制御する。より詳細には、スイッチング制御回路１０は、スイッチング素子１１に対しては、第１実施形態の場合と同様にしてＯＮ／ＯＦＦ切替を制御する。またスイッチング制御回路１０は、スイッチング素子１１がＯＮであるときにはＯＦＦとなり、スイッチング素子１１がＯＦＦであるときにはＯＮとなるように、スイッチング素子１５のＯＮ／ＯＦＦ切替を制御する。

但し、各スイッチング素子（１１、１５）が同時にＯＮとなる事態を確実に回避するため、それぞれのＯＮ／ＯＦＦの切替わり時には、一定の同時ＯＦＦ期間（何れのスイッチング素子もＯＦＦとする期間）が設けられる。各スイッチング素子（１１、１５）がこのように制御されることで、コンバータＡは同期整流の機能を発揮する。ＬＥＤ駆動回路１Ａは、第１実施形態のＬＥＤ駆動回路１と同等の機能を有しながらも、コンバータＡが同期整流式のコンバータとなっている分、更に効率の良いものとなっている。

３．その他
以上に説明した通り、第１および第２実施形態に係るＬＥＤ駆動回路は、ＬＥＤ２を駆動するものであって、電圧Ｖinを変換してＬＥＤ２のアノード側に出力される電圧Ｖoを生成するコンバータＡと、ＬＥＤ２のカソード側に接続されＬＥＤ２に流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを制御する電流ドライバ２２と、を備えている。

そしてコンバータＡは、電圧Ｖa（電流ドライバ２２に加わる電圧）に応じた信号（電圧Ｖaの値が識別可能となる信号）がフィードバックされ、該信号に基づいて電圧Ｖoを生成する。また当該フィードバックの経路には、位相補償用コンデンサ４３が接続されている。またＬＥＤ２に流れる電流がＯＦＦであるＯＦＦ期間において、位相補償用コンデンサ４３の電圧が変化しないように保存される。そのため第１および第２実施形態に係るＬＥＤ駆動回路は、電力損失を低減させながらも、動作の安定性を確保することが容易となっている。

なお本発明に係るＬＥＤ駆動回路は、ＬＥＤが設けられる様々な電子機器に用いることが可能であり、特に小型の高効率ＬＥＤ駆動装置として、携帯電話、スマートフォンなどの電子機器に好適である。

また本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

本発明は、ＬＥＤ駆動回路を有する電子機器等に利用することができる。

１、１Ａ ＬＥＤ駆動回路
２ ＬＥＤ
１０ スイッチング制御回路
１１ スイッチング素子（ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）
１２ コイル
１３ ダイオード
１４ コンデンサ
１５ スイッチング素子（ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）
２１ ＰＷＭパルス出力回路
２２ 電流ドライバ
３１ 電流アンプ
３２ コンパレータ
４１ エラーアンプ
４２ スイッチ
４３ 位相補償用コンデンサ
４４ 抵抗

Claims (8)

1. ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路であって、
   入力電圧を変換して、前記ＬＥＤのアノード側に出力される出力電圧を生成するスイッチングコンバータと、
   前記ＬＥＤのカソード側と接地点との間に設けられ、前記ＬＥＤに流れる電流のＯＮ／ＯＦＦを制御する電流ドライバと、
   を備えており、
   前記スイッチングコンバータは、前記電流ドライバに加わる電圧に応じたフィードバック信号がフィードバックされ、該フィードバック信号に基づいて前記出力電圧を生成するものであり、
   前記フィードバックの経路には、位相補償用コンデンサが接続されており、
   前記ＬＥＤに流れる電流がＯＦＦである期間において、前記位相補償用コンデンサの電圧が変化しないように保存されることを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
2. 前記スイッチングコンバータは、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、
   前記電流ドライバに加わる電圧は、前記ＬＥＤと前記電流ドライバの間の電圧であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。
3. 前記スイッチングコンバータは、
   前記電流ドライバに加わる電圧が予め定められた一定値となるように、前記出力電圧を生成することを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ駆動回路。
4. 前記フィードバックの経路には、
   前記電流ドライバに加わる電圧の基準電圧からの誤差に応じた電圧を出力するエラーアンプと、
   前記エラーアンプの出力電圧と所定電圧との比較結果を出力するコンパレータと、
   が設けられており、
   前記位相補償用コンデンサは、
   前記エラーアンプと前記コンパレータの間における接続点に接続されており、
   前記エラーアンプと前記接続点の間を開閉するスイッチを備え、
   前記ＬＥＤに流れる電流がＯＦＦである期間において、前記スイッチが開かれることにより、前記位相補償用コンデンサの電圧が変化しないように保存されることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ駆動回路。
5. ＯＮ期間とＯＦＦ期間を表すＰＷＭパルス信号を出力する、ＰＷＭパルス出力回路を備え、
   前記電流ドライバは、
   前記ＯＮ期間においては、前記ＬＥＤに流れる電流をＯＮに制御する一方、前記ＯＦＦ期間においては、前記ＬＥＤに流れる電流をＯＦＦに制御し、
   前記スイッチングコンバータは、
   前記ＯＮ期間においては、前記フィードバック信号に基づいて前記出力電圧を生成する一方、前記ＯＦＦ期間においては、スイッチング動作を停止させ、
   前記スイッチは、
   前記ＯＮ期間においては閉じられ、前記ＯＦＦ期間においては開かれることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ駆動回路。
6. 前記スイッチングコンバータは、
   Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴとＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いた、同期整流式のコンバータであることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のＬＥＤ駆動回路。
7. 各要素の全体または一部が同一の集積回路に含まれている請求項１から請求項６の何れかに記載のＬＥＤ駆動回路であって、
   前記位相補償用コンデンサは、前記集積回路に内蔵されていることを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
8. 請求項１から請求項７の何れかに記載のＬＥＤ駆動回路を用いた電子機器。

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