JP2014007078A - Ｌｅｄ駆動回路、ｌｅｄ駆動方法、ｌｅｄ照明装置、ｌｅｄ表示装置、及び、テレビジョン受像機 - Google Patents

Abstract

【課題】低輝度でのＬＥＤ点灯を安定的に行うことができるＬＥＤ駆動回路を提供する。
【解決手段】本発明のＬＥＤ駆動回路は、パルス幅変調された調光信号のデュティ比を検出するデュティ比検出回路３０を備えている。調光信号のデュティ比をデュティ比検出回路３０で検出して、デュティ比が予め決められた所定の値より低い場合に、切替スイッチ３１を端子Ｂ側に切替えて、昇圧回路１０の出力電圧を一定電圧とし、切替スイッチ３２を端子Ｂ側に切替えて、ＬＥＤ２をＬＥＤ電流制御によるリニア制御にする。調光信号のデュティ比が所定の値より大きい場合は、ＬＥＤ２をスイッチング制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路、ＬＥＤ駆動方法に関する。また、ＬＥＤ駆動回路を備えたＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ表示装置、及びテレビジョン受像機に関する。

近年、省エネルギーの観点から、低消費電力で動作する照明装置が求められてきており、これに伴って、光源が白熱電球及び蛍光灯などから、ＬＥＤに代表される低消費電力で動作する光源に置き換えられた照明装置が開発されてきている。また、省エネルギー等の観点から液晶表示装置等の表示装置において、ＬＥＤバックライトが用いられている。

このような、ＬＥＤを光源に用いた照明装置（ＬＥＤ照明装置）を駆動するＬＥＤ駆動回路の駆動方式としては、例えば、アナログリニア方式、及びスイッチング方式などが提案されている。

特許文献１には、リニア方式（リニア制御）のＬＥＤ駆動回路が示されている。図６は、リニア方式のＬＥＤ駆動回路の１例である。図６において、１０は光源としてのＬＥＤ群であり、このＬＥＤ群１０には電源回路１００が接続されると共に、可変定電流源１１が直列に接続されており、ＬＥＤ群１０と可変定電流源１１との接続点の電圧が一定電圧となるように、即ち、ＬＥＤ群１０に流れる電流が一定となるように電源回路１００の電圧が制御されている。これにより、ＬＥＤ群１０を駆動する負荷電流を所定範囲に変化させ、負荷電流の増加に伴う損失の増大を避けて効率よくＬＥＤ群１０を駆動している。

特許文献２には、スイッチング方式（スイッチング制御）のＬＥＤ駆動回路が示されている。図７はスイッチング方式のＬＥＤ駆動回路を液晶表示装置のバックライトに適用した例を示しており、複数のＬＥＤ３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂに流れる電流を、スイッチ２４Ｒ、２４Ｇ、２４ＢによってＯＮ／ＯＦＦ制御（スイッチング制御）しているものである。スイッチング制御は、発光パターン発生器３２からの信号によって行われ、ＬＥＤは発光パターン発生器３２からの指令に応じた輝度（明るさ）で発光する。特許文献２に示されたＬＥＤ駆動回路では、ＬＥＤ消灯時には昇圧回路の発振を停止し、消費電力を抑えている。

特開２００５−３３８５３号公報（２００５年２月３日公開） 特開２００６−２１０４３５号公報（２００６年８月１０日公開）

特許文献１に開示の発明によれば、比較的簡単な回路構成で安定したＬＥＤの駆動が可能であるが、スイッチング方式を用いたＬＥＤ駆動回路に比較して電力効率が悪いという課題を有している。

特許文献２に開示のスイッチング方式のＬＥＤ駆動方式では、電力効率のよいＬＥＤの駆動が可能であるが、ＬＥＤ点灯時間が短くなった場合に、点灯が不安定になる場合がある、或いは点灯できなくなる場合がある等の課題がある。

図４、図５を用いて、スイッチング方式（スイッチング制御）のＬＥＤ駆動回路における上記課題について説明する。図４はスイッチング方式のＬＥＤ駆動回路の概要を示す図であり、図５は、図４に示したスイッチング方式のＬＥＤ駆動回路における動作の概要を示す図である。

図４において、２は発光源となるＬＥＤ群（以下、単にＬＥＤ２と記載する）であり、昇圧回路１０を介して直流電源１に接続されている。昇圧回路１０は、インダクタンス１１、ダイオード１２、キャパシタ１４を有すると共に、スイッチング素子１３を有している。スイッチング素子１３には、後で説明するとおり、ドライブロジック回路２０内の発信器２６によって発生された高周波数のパルス波と調光信号源４０からの調光信号とが重畳されたゲート信号が供給される。

発信器２６からの高周波数のパルス波は、直流電源１の直流電圧を断続してインダクタンス１１によって昇圧させるためのパルス波であり、昇圧された電圧は、ダイオード１２、キャパシタ１４によって直流のＬＥＤ電圧となり、上述のとおりＬＥＤ２に供給される。

ＬＥＤ２にはスイッチング素子５１を介して、抵抗５２が直列に接続されており、ＬＥＤ２に流れるＬＥＤ電流が抵抗５２によって電圧値として検知される。抵抗５２によって検知されたＬＥＤ電流は、エラーアンプ５３によって基準値Ｖｒｅｆと比較され、差分がエラーとしてドライブロジック回路２０に帰還され、更に、後で説明するとおりのゲート信号となって昇圧回路１０に帰還され、ＬＥＤ２を、コントロールした明るさに制御しつつ駆動することになる。

図５を参照して、図４に示されたスイッチング方式のＬＥＤ駆動回路の動作をより詳細に説明する。図５（ａ）は、点灯期間が長い通常点灯の場合の信号状態を示しており、図５（ｂ）は、点灯期間が短い微小点灯の場合の信号状態を示している。

スイッチング方式によるＬＥＤ駆動方法自体は既に公知であり詳細な説明は省くが、図５（ａ）において、ａ１はパルス幅変調（ＰＷＭ）された調光信号であり、この調光信号ａ１は、ドライブロジック回路２０において、発信器２６からのパルス波に重畳されて、ゲート信号ａ２となる。

既に説明したとおり、このゲート信号ａ２がスイッチング素子１３のゲートに印加されると、ゲート信号ａ２に重畳されたパルス波により直流電源１の電圧が昇圧されて昇圧回路出力ａ３となる。昇圧回路出力ａ３は、ＬＥＤ２に印加されるＬＥＤ電圧であり、このＬＥＤ電圧がＬＥＤに印加されることになりＬＥＤが点灯する。調光信号ａ１に従って、調光信号ａ１が低レベルの場合、スイッチング素子１３はオフとなって、昇圧回路１０における昇圧動作を停止するが、キャパシタ１４が存在することにより、昇圧動作停止による電圧降下は僅かな範囲に収まっている。図５（ａ）中の昇圧回路出力ａ３において、僅かに電圧が低下している様子が読み取れる。なお、ａ４は、ＬＥＤの点灯に必要な閾値電圧を示しており、電圧降下はこの閾値電圧を十分に超えていることがわかる。そして、オフ期間を設けることで、ＬＥＤ駆動回路としての消費電力を抑制できる。

調光信号源４０からの調光信号ａ１は、ＬＥＤ２に直列に挿入されたスイッチング素子５１にも供給されており、ＬＥＤ２をスイッチング駆動（スイッチング制御）することになる。ａ５は、スイッチング駆動されたＬＥＤ２を流れるＬＥＤ電流である。ＬＥＤ電流ａ５から明らかなとおり、ＬＥＤ２はスイッチング駆動されることになるが、スイッチングの周波数は人間の視覚に対して十分に高速に選択されており、視覚上の問題はない。以上の説明から明らかであるが、調光信号ａ１のデュティ比を調整することによりＬＥＤの点灯輝度（明るさ）を調整することができる。

次に、図５(ｂ)を用いて、ＬＥＤ点灯時間が短くなった場合（微小点灯）の動作について説明する。図５（ｂ）に示すとおり、パルス幅の非常に狭い調光信号（低デュティ比のパルス信号）ｃ１が調光信号源４０から供給された場合、昇圧回路のゲート信号ｃ２も非常に短いパルス（低デュティ比のパルス）となる。なお、図５（ｂ）に示された昇圧回路のゲート信号ｃ２には、発信器２６からの高周波のパルスが重畳されているが、パルス幅が狭いため図面では示されていない。そして、非常に短い期間において、昇圧回路１０が昇圧動作を開始し、昇圧回路出力ｃ３を生成するが、昇圧動作を行う期間が短いと、ＬＥＤの点灯に必要な閾値電圧ｃ４に到達せず、ＬＥＤ群２は発光しない場合が起きることになる。従って、この場合、ＬＥＤ電流は流れない。

以上に述べたとおり、従来のスイッチング方式のＬＥＤ駆動方式では、調光信号のデュティ比が非常に低いデュティ比になると、ＬＥＤの点灯動作が不安定になり、最悪の場合にはＬＥＤが点灯しなくなるという課題を有する。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、スイッチング方式にて駆動するＬＥＤ駆動回路において、より安定した点灯動作を行うことができるＬＥＤ駆動回路を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本願の発明に係るＬＥＤ駆動回路では、
ＬＥＤと、前記ＬＥＤに直列に接続され、前記ＬＥＤの駆動をスイッチング制御又はリニア制御に切替えて制御することができる第１の制御素子と、昇圧動作を制御するための第２の制御素子を有する昇圧回路と、前記ＬＥＤの発光輝度を制御するためのパルス幅変調された調光信号を受けて前記第２の制御素子に制御信号を供給するドライブロジック回路と、前記調光信号のデュティ比を検出するデュティ比検出回路と、前記デュティ比検出回路からの出力によって前記第１の制御素子の動作を切替える切替スイッチとを備えたＬＥＤ駆動回路であって、
前記調光信号のデュティ比が所定値よりも高い時には、前記ＬＥＤをスイッチング制御し、前記調光信号のデュティ比が所定値よりも低い時には、前記ＬＥＤをリニア制御することを特徴としている。

これによれば、ＬＥＤを点灯して発光輝度（明るさ）を制御する際に、大部分の輝度領域でＬＥＤを低消費電力のスイッチング制御で駆動できると共に、スイッチング制御が不安定になる低輝度領域で安定的な駆動が可能であるリニア制御が可能となり、省電力で安定した駆動が可能なＬＥＤ駆動回路を得ることができる。

上記の課題を解決するために、本願の発明に係るＬＥＤ駆動回路では、
前記ＬＥＤをスイッチング制御で駆動している時に、前記昇圧回路は、ＬＥＤの消灯時に昇圧動作を停止することを特徴としている。

これによれば、昇圧回路における消費電力の更なる低減が可能であり、ＬＥＤ駆動回路全体としての消費電力の低減が実現できる。

上記の課題を解決するために、本願の発明に係るＬＥＤ駆動回路では、
前記ＬＥＤをリニア制御で駆動している時に、前記昇圧回路は、一定の電圧を維持することを特徴としている。

これによれば、ＬＥＤを安定したリニア制御で駆動することが可能であり、ＬＥＤの発光輝度（明るさ）の望まない変動を低減することができる。

上記の課題を解決するために、本願の発明に係るＬＥＤ駆動回路では、
前記第１の制御素子に直列に第３の制御素子を設け、前記ＬＥＤをリニア制御で駆動している時に、前記ＬＥＤの駆動を前記調光信号に応じたパルス駆動とすることを特徴としている。

これによれば、ＬＥＤをリニア制御する際の消費電力を更に減らすことができ、ＬＥＤ駆動回路としての省エネ性能をより高くすることができる。

上記の課題を解決するために、本願の発明に係るＬＥＤ駆動方法では、
ＬＥＤをスイッチング制御又はリニア制御に切替えて駆動するＬＥＤ駆動方法であって、
前記スイッチング制御とリニア制御の切替えは、ＬＥＤの発光輝度を制御するためのパルス幅変調された調光信号のデュティ比に応じて行うものであり、
前記スイッチング制御は、前記調光信号のデュティ比が所定値よりも高い時に実行され、前記リニア制御は、前記調光信号のデュティ比が前記所定値以よりも低い時に実行されることを特徴としている。

これによれば、ＬＥＤを低消費電力で、且つ、安定的に駆動することができるＬＥＤ駆動方法が得られる。

なお、上述したＬＥＤ駆動回路、ＬＥＤ駆動方法以外にも、上述したＬＥＤ駆動回路、ＬＥＤ駆動方法を備えた、ＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ表示装置、テレビジョン受像機も本発明の範疇である。

以上に述べたとおり、本願の発明によれば、ＬＥＤを、その発光輝度（明るさ）の大部分の領域を低消費電力のスイッチング制御で駆動し、低輝度の領域のみをリニア制御としているので、ＬＥＤを安定して点灯制御しながら、省エネルギーを図ることができる。

本発明の一実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の概略を示す図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の動作を説明するための図である。 本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の概略を示す図である。 従来のＬＥＤ駆動回路の１例を示す図である。 従来のＬＥＤ駆動回路の動作を説明するための図である。 リニア方式のＬＥＤ駆動回路の例を示す図である。 スイッチング方式のＬＥＤ駆動回路の例を示す図である。

＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤドライバ装置について、図１、図２を参照して以下に説明する。なお、以下の説明では本発明を実施するために好ましい種々の限定が付加されているが、本発明の技術的範囲は以下の実施形態及び図面の記載に限定されるものではない。

〔ＬＥＤ駆動回路の構成〕
本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の構成について、図１を参照して説明する。図１に示したＬＥＤ駆動回路は、調光信号源４０からのパルス幅変調された調光信号のデュティ比を検出して、例えば、前記調光信号のデュティ比が予め設定した特定の値を超えている場合に、ＬＥＤ２を、図４を参照して説明したスイッチング方式（スイッチング制御）で駆動し、前記調光信号のデュティ比が前記特定の値以下の場合に、ＬＥＤ２を、図６を参照して説明したリニア方式の駆動（リニア制御）で駆動するように構成したものである。

なお、特に説明を要することではないが、前記調光信号のデュティ比が予め設定した特定の値以上の場合に、ＬＥＤ２を、スイッチング方式（スイッチング制御）で駆動し、前記調光信号のデュティ比が前記特定の値未満の場合に、ＬＥＤ２を、リニア方式の駆動（リニア制御）で駆動するように構成しても良いことは言うまでもない。本明細書において、「所定値よりも高い時には」、「所定値よりも低い時には」と記載した場合には、上に述べた２つの組み合わせのいずれか１つを選択して用いる意味で使用している。

なお、図１において、図４に示された部材と同じ部材には同一の番号を付与しており、図４を参照して説明した機能と同等の機能を果たしているのでこれらの部材についての詳細な説明は省略する。

図１に示した本発明の第１の実施形態では、図４に示したスイッチング方式（スイッチング制御）のＬＥＤ駆動回路と同様、直流電源１に接続された昇圧回路１０と、昇圧回路１０の出力端に接続された発光用のＬＥＤ２と、ドライブロジック回路２０を備えている。

昇圧回路１０は、インダクタンス１１、ダイオード１２、キャパシタ１４、第２の制御素子１３を備えているが、第２の制御素子１３は、図４に示したスイッチング素子１３と同様、ドライブロジック回路２０からの制御信号に応じて、昇圧回路２０の昇圧動作等をコントロールするものである。なお、図１において、ドライブロジック回路２０には、図４に示された発信器２６が記載されていないが、記載を省略したものであり、実際にはドライブロジック回路２０内に設けられている。

発光用のＬＥＤ２に対して、直列に、第１の制御素子４６及び抵抗４７が接続されている。抵抗４７は、ＬＥＤ２に流れる電流（ＬＥＤ電流）の大きさを検出するための抵抗であって、図４に示された抵抗５２と同一の機能を果たす。また、前記第１の制御素子４６は、図４に示されたスイッチング素子５１とほぼ同等の機能を果たすものであるが、詳細については後で説明する。比較器４２は、図４に示されたエラーアンプ５３と同等の機能を有するものであり、前記抵抗４７によって検出されたＬＥＤ電流の大きさを基準値と比較し、誤差分をドライブロジック回路２０に帰還する。

本発明に従って、本発明の第１の実施形態では、更に、調光信号源４０からの調光信号のデュティ比を検出するデュティ比検出回路３０、２つの切替スイッチ３１、３２、２つの抵抗４４、４５、及び比較器４１、比較器４３が設けられている。

切替スイッチ３１、３２は、それぞれ２つの切替端子Ａ、Ｂを有しており、前記デュティ比検出回路３０の出力によって切替制御される。即ち、前記デュティ比検出回路３０によって検出された調光信号のデュティ比が、予め決められた所定値よりも高い時（通常点灯の場合）には、端子Ａ側に切替え、予め決められた所定値よりも低い時（微小点灯の場合）には、端子Ｂ側に切替える。

抵抗４４，４５は、昇圧回路１０の出力電圧の変動を検出するために設けられたものであり、昇圧回路１０の出力電圧を、抵抗４４と抵抗４５によって分圧して比較器４１に入力し、基準値との誤差信号を求める。得られた誤差信号は、切替スイッチ３１を介してドライブロジック回路２０のフィードバック部２１に入力可能とされている。

比較器４３は、前記抵抗４７によって検出されたＬＥＤ電流の大きさを、基準値と比較して誤差を求め、誤差信号によって、前記第１の制御素子４６を制御し、ＬＥＤ駆動回路をリニア制御するものであるが、詳細は後で述べる。

なお、第１の制御素子４６、第２の制御素子１３には、ＦＥＴスイッチ、種々のトランジスタ等を用いることができるが、この場合、制御素子への制御信号は、ゲート信号としてゲートに入力することになる。

〔ＬＥＤ駆動回路の動作〕
図２は、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の動作を説明するための図である。図２（ａ）は、調光信号のデュティ比が高い時の動作を説明するためのものであり、図２（ｂ）は、調光信号のデュティ比が低い時の動作を説明するためのものである。以下に、図１、図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路の動作を説明する。

〔スイッチング制御の概要〕
既に説明したとおり、調光信号のデュティ比が、予め決められた所定値よりも高い時には、切替スイッチ３１、３２の端子Ａ側が選択され、ＬＥＤ駆動回路は、通常点灯であるスイッチング制御により動作することになる。即ち、図１において、切替スイッチ３１、３２の端子Ａが選択された場合、図１と図４は、同一の回路構成となり、図５（ａ）に示したと同様のスイッチング方式の動作となる。

図１において、切替スイッチ３２の端子Ａが選択されると、第１の制御素子４６の制御端子(ゲート）には、調光信号源４０からの「パルス幅変調された調光信号ａ１」が入力され、ＬＥＤ２は、スイッチング制御されることになる。この時のＬＥＤに流れる電流は、ＬＥＤ電流ａ５になる。ＬＥＤ２を流れるＬＥＤ電流ａ５の大きさは、抵抗４７によって検出され、比較器４２を介して設定値に対する誤差分がドライブロジック回路２０に帰還される。

ドライブロジック回路２０では、前記帰還された誤差分を考慮して、昇圧回路１０内に設けられている第２の制御素子１３を制御するためのゲート信号ａ２を発生する。昇圧回路１０の「第２の制御素子１３」の制御端子（ゲート）に、ゲート信号ａ２が供給されると、昇圧回路１０によって生成される電圧は補正され、これにより、ＬＥＤ２は安定して駆動されることになる。

なお、本第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路では、ＬＥＤ２の消灯時（図２（ａ）のＬＥＤ電流ａ５が「０」（零）の時）には、昇圧回路の発振を停止し、消費電力を抑えている。ただし、本願の発明では、ＬＥＤの消灯時に、昇圧回路の発振を停止することが必須の要件ではなく、場合によっては、回路構成を簡単にする等のため、ＬＥＤの消灯時に昇圧回路の発振を停止しなくとも良い。

〔リニア制御の概要〕
調光信号源４０から供給される調光信号のデュティ比が、予め決められた所定値よりも低い時には、切替スイッチ３１、３２の端子Ｂが選択される。端子Ｂが選択されると、以下に説明するとおり、ＬＥＤ２はリニア制御により駆動されることになる。

切替スイッチ３１において、端子Ｂが選択されると、ドライブロジック回路２０への帰還ループが、比較器４２側から比較器４１側に切替えられる。比較器４１には、抵抗４４、４５で分圧された昇圧回路１０の昇圧電圧が入力されている。比較に４１では、この電圧を基準値と比較して誤差信号を得て、この誤差信号をドライブロジック回路２０に帰還している。

調光信号源４０から供給される調光信号のデュティ比が、予め決められた所定値よりも低くなった場合、その旨がドライブロジック回路２０にも伝達され、ドライブロジック回路では以下のとおりの動作を行うことになる。即ち、ドライブロジック回路２０では、図２（ｂ）に示すゲート信号ｂ２を生成し、このゲート信号ｂ２を、昇圧回路１０内の第２の制御素子１３に供給する。

ゲート信号ｂ２は、図２（ｂ）からも明らかなとおり、特に、調光信号のパルスとは直接関連していない「一定の大きさ」の「一定の周期」の信号である。この信号が第２の制御素子１３に供給されると、昇圧回路１０は、昇圧回路出力ｂ３を出力する。昇圧回路出力ｂ３は、一定の電圧に維持されており、従って、昇圧回路１０は、一定の電圧を維持して出力していることとなる。昇圧回路出力ｂ３は、省エネルギーの観点から、ＬＥＤ２を点灯するために必要な閾値電圧ｂ４を僅かに超えた電圧に設定されることが望ましい。

既に説明したとおり、抵抗４４，４５、比較器４１によって昇圧回路１０の電圧を帰還制御するループができており、昇圧回路１０は、安定して、一定電圧である昇圧回路出力ｂ３を生成することになる。

切替スイッチ３２において、端子Ｂが選択されると、第１の制御素子４６のゲートは、比較器４３の出力側に接続されることになる。比較器４３には、抵抗４７によって生成されたＬＥＤ２の電流（ＬＥＤ電流）に対応した信号が入力されている。比較器４３では、このＬＥＤ電流に関連した信号を基準値と比較し、誤差分を出力する。比較器４３の出力は、第１の制御素子４６のゲートに入力されており、この結果、ＬＥＤ電流は所定の値になるように制御されることになる。図２（ｂ）のＬＥＤ電流ｂ５は、この場合のＬＥＤ２に流れる電流を示している。なお、これは、ＬＥＤ２がリニア制御によって駆動されていることを示している。

＜実施形態２＞
本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動回路について、図３、及び図２（ｂ）を参照して以下に説明する。なお、実施形態１の場合と同様、以下の説明では本発明を実施するために好ましい種々の限定が付加されているが、本発明の技術的範囲は以下の実施形態及び図面の記載に限定されるものではない。

図３に示す第２の実施形態は、図１に示した第１の実施形態とほとんど同じ構成であるが、図１に示した第１の実施形態のＬＥＤ駆動回路において、更に、第３の制御素子４８と切替スイッチ３３を設けている点で異なっている。

図３を参照して、第２の実施形態に従ったＬＥＤ駆動回路の動作を説明する。なお、昇圧回路１０、ドライブロジック回路２０、比較器４１，４２、抵抗４４、４５を含む回路部分の動作は、図１に示した第１の実施態様と同一であり、ここでは説明を省略する。

〔スイッチング制御の概要〕
既に説明したとおり、 調光信号源４０から供給される調光信号のデュティ比が、予め決められた所定値よりも高い時には、切替スイッチ３２の端子Ａが選択される。そして、この場合、新たに設けた切替スイッチ３３においても、端子Ａが選択される。

この結果、比較器４３は回路から切り離され、第１の制御素子４６は短絡されることになる。そして第３の制御素子４８に調光信号源４０からのパルス幅変調された調光信号が入力されることとなり、ＬＥＤ駆動回路はスイッチング制御で動作することとなる。なお、第１の制御素子４６として、ゲート電圧がかからないときに「ＯＮ」となる素子を使用した場合には、切替スイッチ３３は不用になる。

〔リニア制御の概要〕
調光信号源４０から供給される調光信号のデュティ比が、予め決められた所定値よりも低い時には、切替スイッチ３２の端子Ｂが選択される。端子Ｂが選択されると、第１の制御素子４６のゲートには、比較器４３からの誤差信号が入力されることになり、ＬＥＤ２はリニア制御されることになる。なお、切替スイッチ３３は端子Ｂに切替えられることとなり、第１の制御素子４６の機能が回復されている。

昇圧回路２０からＬＥＤ２に供給される電圧自体は、ＬＥＤを点灯するに必要な閾値電圧を超えた所定の電圧に設定されており、この場合にもＬＥＤ２を安定して点灯することができる。

そして、第３の制御素子４８は、パルス幅変調された調光信号によってＬＥＤ２に流れるＬＥＤ電流をスイッチングすることとなり、その結果、ＬＥＤ２には、図２（ｂ）に示したＬＥＤ電流ｂ６が流れる。この場合の、ＬＥＤ電流は、第１の制御素子４６によって制御されており、本発明では、この場合の制御も、リニア制御の範疇に入ると定義している。

以上に述べたとおり、本願の発明に係るＬＥＤ駆動回路は、
ＬＥＤ２と、前記ＬＥＤ２に直列に接続され、前記ＬＥＤの駆動をスイッチング制御又はリニア制御に切替えて制御することが可能な第１の制御素子４６と、
昇圧動作を制御するための第２の制御素子１３を有する昇圧回路１０と、
前記ＬＥＤの発光輝度を制御するためのパルス幅変調された調光信号を受けて前記第２の制御素子１３に制御信号を供給するドライブロジック回路２０と、
前記調光信号のデュティ比を検出するデュティ比検出回路３０と、
前記デュティ比検出回路３０からの出力によって前記第１の制御素子４６の動作を切替える切替スイッチ３２とを備えたＬＥＤ駆動回路であって、
前記調光信号のデュティ比が所定値よりも高い時には、前記ＬＥＤをスイッチング制御し、前記調光信号のデュティ比が所定値よりも低い時には、前記ＬＥＤをリニア制御するものであることを特徴としている。

また、本願の発明に係るＬＥＤ駆動方法では、
ＬＥＤをスイッチング制御又はリニア制御に切替えて駆動するＬＥＤ駆動方法であって、
前記スイッチング制御とリニア制御の切替えは、ＬＥＤの発光輝度を制御するためのパルス幅変調された調光信号のデュティ比に応じて行うものであり、前記スイッチング制御は、前記調光信号のデュティ比が所定値よりも高い時に実行され、前記リニア制御は、前記調光信号のデュティ比が前記所定値よりも低い時に実行されることを特徴としている。

本発明に係るＬＥＤ駆動回路は、ＬＥＤを使用する照明装置、ＬＥＤバックライトを使用する表示装置、該表示装置を使用したテレビジョン受像機等に好適に適用することができるものであり、産業上の利用可能性は高い。

１ 直流電源
２ ＬＥＤ
１０ 昇圧回路
１１ インダクタンス
１２ ダイオード
１３ 第２の制御素子
１４ キャパシタ（容量）
２０ ドライブロジック回路
２１ フィードバック部
３０ デュティ比検出回路
３１、３２、３３ 切替スイッチ
４０ 調光信号源
４１、４２、４３ 比較器
４４、４５、４７ 抵抗
４６ 第１の制御素子

Claims (8)

1. ＬＥＤと、
   前記ＬＥＤに直列に接続され、前記ＬＥＤの駆動をスイッチング制御又はリニア制御に切替えて制御することができる第１の制御素子と、
   昇圧動作を制御するための第２の制御素子を有する昇圧回路と、
   前記ＬＥＤの発光輝度を制御するためのパルス幅変調された調光信号を受けて前記第２の制御素子に制御信号を供給するドライブロジック回路と、
   前記調光信号のデュティ比を検出するデュティ比検出回路と、
   前記デュティ比検出回路からの出力によって前記第１の制御素子の動作を切替える切替スイッチとを備えたＬＥＤ駆動回路であって、
   前記調光信号のデュティ比が所定値よりも高い時には、前記ＬＥＤをスイッチング制御し、前記調光信号のデュティ比が所定値よりも低い時には、前記ＬＥＤをリニア制御することを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
2. 前記ＬＥＤをスイッチング制御で駆動している時に、前記昇圧回路は、ＬＥＤの消灯時に昇圧動作を停止す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ＬＥＤをリニア制御で駆動している時に、前記昇圧回路は、一定の電圧を維持することを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤ駆動回路。
4. 前記第１の制御素子に直列に第３の制御素子を設け、
   前記ＬＥＤをリニア制御で駆動している時に、前記ＬＥＤの駆動を前記調光信号に応じたパルス駆動とすることを特徴とした請求項３に記載のＬＥＤ駆動回路。
5. ＬＥＤをスイッチング制御又はリニア制御に切替えて駆動するＬＥＤ駆動方法であって、
   前記スイッチング制御とリニア制御の切替えは、ＬＥＤの発光輝度を制御するためのパルス幅変調された調光信号のデュティ比に応じて行うものであり、
   前記スイッチング制御は、前記調光信号のデュティ比が所定値よりも高い時に実行され、前記リニア制御は、前記調光信号のデュティ比か前記所定値よりも低い時に実行されることを特徴とするＬＥＤ駆動方法。
6. 請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤ駆動回路を備えたＬＥＤ照明装置。
7. 請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤ駆動回路を備えた表示装置。
8. 請求項７に記載の表示装置を備えたテレビジョン受像機。

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