JP2016096101A - Ｌｅｄ駆動方法およびｌｅｄ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤの低輝度時のチラツキ低減と、ＬＥＤ駆動装置の小型化を実現する。【解決手段】電圧変換部ＶＣＵは、コイル及び第１スイッチＳＷ１を含み、第１駆動信号ＧＤ１のオンパルス期間で第１スイッチをオンに制御することで、交流電圧を直流電圧となる第１電圧Ｖｏに変換する。定電流駆動部ＩＤＵは、第１電圧が供給され、調光情報ＢＩに応じた電流値を持つ駆動電流Ｉｄを生成する。ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１は、調光情報に基づく輝度と基準の輝度とを比較し、基準の輝度よりも高い場合には、第１電圧とその目標を表す目標電圧との誤差に基づき第１駆動信号を生成し、基準の輝度よりも低い場合には、予め定めた固定のオンパルス期間を持つ第１駆動信号を生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ駆動方法およびＬＥＤ駆動装置に関し、例えば、交流電圧を入力としてＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動方法およびＬＥＤ駆動装置に関する。

特許文献１には、トランスの二次側にブリーダ回路を備えた照明装置が示されている。特許文献２には、Ｈモード制御器と、Ｌモード制御器と、当該２個の制御器の出力を切り換えるモード切り換え器と、当該モード切り換え器の出力を２個の制御器にそれぞれ帰還するバンプレス補助切り換え器と、を備えた制御装置が示されている。

特開２０１４−１３８６６号公報 特開２００５−１８９９０２号公報

例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）では、低輝度時にチラツキ（言い換えればフリッカ）が発生する場合がある。このチラツキを低減するため、特許文献１に示されるように、ブリーダ回路を設けることが考えられる。しかしながら、ブリーダ回路を設ける場合、ブリーダ抵抗と、当該ブリーダ抵抗の接続・非接続を切り換えるためのスイッチ等が必要とされるため、ＬＥＤ駆動装置の小型化や低コスト化が図れない恐れがある。また、ブリーダ抵抗を接続した場合、当該ブリーダ抵抗によって無駄な電力が消費されるため、ＬＥＤ駆動装置の消費電力の低減（言い換えれば電力変換効率の向上）を図れない恐れがある。

後述する実施の形態は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態によるＬＥＤ駆動方法は、電圧変換部、定電流駆動部および制御部を用いてＬＥＤを駆動する。電圧変換部は、コイル及び第１スイッチを含み、第１駆動信号のオンパルス期間で第１スイッチをオンに制御することで、交流電圧を直流電圧となる第１電圧に変換する。定電流駆動部は、第１電圧が供給され、調光情報に応じた電流値を持つ駆動電流を生成する。制御部は、調光情報に基づく輝度と基準の輝度とを比較し、基準の輝度よりも高い場合には、第１電圧とその目標を表す目標電圧との誤差に基づき第１駆動信号を生成し、基準の輝度よりも低い場合には、予め定めた固定のオンパルス期間を持つ第１駆動信号を生成する。

前記一実施の形態によれば、例えば、ＬＥＤの低輝度時のチラツキを低減することができる。

本発明の実施の形態１よるＬＥＤ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路ブロック図である。 図１のＬＥＤ駆動システムにおいて、ＬＥＤ制御部の主要部の動作例を示すフロー図である。 図１のＬＥＤ駆動システムにおいて、低輝度調光時の概略動作例を示す波形図である。 図１のＬＥＤ駆動システムにおいて、低輝度調光時の図３とは異なる概略動作例を示す波形図である。 本発明の実施の形態１のＬＥＤ駆動装置において、その構成例を示す回路図である。 （ａ）は、図５における電圧フィードバック制御部の主要部の詳細な構成例を示すブロック図であり、（ｂ）は、図５における電流フィードバック制御部の主要部の詳細な構成例を示すブロック図である。 図６（ａ）の電圧フィードバック制御部の概略動作例を示す波形図である。 図５における固定パルス制御部周りの詳細な構成例を示すブロック図である。 （ａ）は、図５のＬＥＤ駆動装置の概略的な外形例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の比較例となるＬＥＤ駆動装置の概略的な外形例を示す平面図である。 本発明の実施の形態２によるＬＥＤ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路ブロック図である。 本発明の実施の形態３によるＬＥＤ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路ブロック図である。 図１１における電圧フィードバック制御部および電流フィードバック制御部の主要部の詳細な構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４によるＬＥＤ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路ブロック図である。 図１３のＬＥＤ駆動システムにおいて、ＬＥＤ制御部の主要部の動作例を示すフロー図である。 図１３における電圧フィードバック制御部の主要部の詳細な構成例を示すブロック図である。 本発明の比較例として検討したＬＥＤ駆動システムの概略構成例を示す回路ブロック図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１６のＬＥＤ駆動システムの概略動作例を示す波形図であり、（ａ）は、高輝度調光時における定常動作の波形図であり、（ｂ）は、低輝度調光時における間欠動作の波形図である。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

また、実施の形態では、ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）の一例としてＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）（ＭＯＳトランジスタと略す）を用いるが、ゲート絶縁膜として非酸化膜を除外するものではない。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
《ＬＥＤ駆動システムの概略構成》
図１は、本発明の実施の形態１よるＬＥＤ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路ブロック図である。図１に示すＬＥＤ駆動システムは、整流部ＤＢと、電圧変換部ＶＣＵと、定電流駆動部ＩＤＵと、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１と、ＬＥＤアレイＬＥＤＡと、を備える。整流部ＤＢは、外部の商用電源ＡＣから入力される交流電圧Ｖａｃを整流し、接地電圧ＧＮＤを基準として入力電圧Ｖｉを出力する。なお、外部の商用電源ＡＣおよび整流部ＤＢを用いず、電池などの直流電源から入力電圧Ｖｉを得る構成とすることもできる。

電圧変換部ＶＣＵは、概略的には、コイル（ここではトランスＴＲ１）および第１スイッチＳＷ１を含み、第１駆動信号ＧＤ１で第１スイッチＳＷ１のオン・オフを制御することで、整流部ＤＢから出力される入力電圧Ｖｉを直流電圧となる出力電圧（第１電圧）Ｖｏに変換する。この際に、電圧変換部ＶＣＵは、第１駆動信号ＧＤ１のオンパルス期間で第１スイッチＳＷ１をオンに制御する。図１では、このような動作を行う電圧変換部ＶＣＵの一例として、所謂フライバック方式のＡＣ／ＤＣコンバータが示されている。

電圧変換部ＶＣＵは、より詳細には、コンデンサＣ１と、トランスＴＲ１と、スイッチング制御部ＳＷＵと、フォトカプラＰＣＬと、ダイオードＤＤ１と、平滑コンデンサＣｏ１と、を備える。コンデンサＣ１は、入力電圧Ｖｉと接地電圧ＧＮＤとの間に結合され、入力電圧Ｖｉに含まれるノイズの除去等を行う。トランスＴＲ１は、一次コイルＬｔ１および二次コイルＬｔ２を備える。

一次コイルＬｔ１は、一端が入力電圧Ｖｉに結合され、他端がスイッチング制御部ＳＷＵ内の第１スイッチＳＷ１を介して接地電圧ＧＮＤに結合される。第１スイッチＳＷ１のオン・オフは、ここでは、フォトカプラＰＣＬを介して、第１駆動信号ＧＤ１によって制御される。二次コイルＬｔ２は、一端がダイオードＤＤ１のアノードに結合され、他端が接地電圧ＧＮＤに結合される。平滑コンデンサＣｏ１は、ダイオードＤＤ１のカソードと、接地電圧ＧＮＤとの間に設けられる。出力電圧（第１電圧）Ｖｏは、この平滑コンデンサＣｏ１とダイオードＤＤ１との間の結合ノードで生成される。

定電流駆動部ＩＤＵは、概略的には、出力電圧Ｖｏが供給され、外部から入力される調光情報ＢＩに応じた電流値を持つ駆動電流Ｉｄを生成し、当該駆動電流ＩｄでＬＥＤアレイＬＥＤＡを駆動する。定電流駆動部ＩＤＵは、詳細は図５で述べるが、コイル及び第２スイッチを含み、第２スイッチのオン・オフをＰＷＭ信号となる第２駆動信号ＧＤ２で制御することで駆動電流Ｉｄを生成する。

ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１は、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１と、固定パルス制御部ＰＣＵと、選択部ＳＥＬＵと、記憶部ＭＥＭと、電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ１と、を備える。電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１は、出力電圧（第１電圧）Ｖｏと、出力電圧Ｖｏの目標を表す目標電圧と、の誤差に基づき第１駆動信号ＧＤ１ａを生成する。具体的には、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１は、例えば、当該誤差に基づくオンパルス期間を持つ第１駆動信号ＧＤ１ａを生成する。固定パルス制御部ＰＣＵは、予め定めた固定のオンパルス期間、または加えて予め定めた固定の周期を持つ第１駆動信号ＧＤ１ｂを生成する。この固定のオンパルス期間および周期は、電圧パルス設定値ＰＶＳとして予め記憶部ＭＥＭに保持される。

選択部ＳＥＬＵは、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１からの第１駆動信号ＧＤ１ａか、固定パルス制御部ＰＣＵからの第１駆動信号ＧＤ１ｂのいずれか一方を選択し、当該選択した第１駆動信号ＧＤ１を電圧変換部ＶＣＵの第１スイッチＳＷ１に向けて出力する。具体的には、選択部ＳＥＬＵは、調光情報ＢＩに基づく輝度が予め定めた基準の輝度よりも高いか低いかを判定する。選択部ＳＥＬＵは、基準の輝度よりも高い第１の場合には第１駆動信号ＧＤ１ａを選択し、基準の輝度よりも低い第２の場合には第１駆動信号ＧＤ１ｂを選択する。なお、選択部ＳＥＬＵは、場合によっては、調光情報ＢＩに基づく輝度の代わりに、駆動電圧Ｉｄの大きさを判定して選択動作を行うことも可能である。

電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ１は、駆動電圧Ｉｄと、駆動電圧Ｉｄの目標を表す目標電流と、の誤差に基づき第２駆動信号ＧＤ２を生成する。この際に、当該目標電流は、調光情報ＢＩに応じて可変に設定される。調光情報ＢＩは、特に限定はされないが、ＬＥＤの輝度を調整するリモコン等によって生成される。

《ＬＥＤ制御部の主要部の動作》
図２は、図１のＬＥＤ駆動システムにおいて、ＬＥＤ制御部の主要部の動作例を示すフロー図である。ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１は、図２に示すように、外部から入力される調光情報ＢＩに基づいて、調光情報ＢＩの判定処理を行う。図２において、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１は、まず、調光情報ＢＩが示す輝度に変更が有るか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

ステップＳ１０１において輝度に変更が無い場合、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１は、処理を終了する。一方、輝度に変更が有る場合、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１（例えば、選択部ＳＥＬＵ）は、当該輝度が予め定めた基準の輝度（この例では１０％）よりも低いか否か（すなわち低輝度調光であるか否か）を判定する（ステップＳ１０２）。低輝度調光で無い場合、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１（例えば、選択部ＳＥＬＵ）は、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１からの第１駆動信号ＧＤ１ａを選択する（ステップＳ１０３）。

一方、ステップＳ１０２において低輝度調光で有る場合、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１は、記憶部ＭＥＭに保存される電圧パルス設定値ＰＶＳ（すなわち固定のオンパルス期間、または加えて固定の周期）を固定パルス制御部ＰＣＵに設定する（ステップＳ１０４）。その後、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１は、固定パルス制御部ＰＣＵの動作を開始する（ステップＳ１０５）。また、ステップＳ１０５と共に、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１（例えば、選択部ＳＥＬＵ）は、固定パルス制御部ＰＣＵからの第１駆動信号ＧＤ１ｂを選択する（ステップＳ１０６）。

このような動作により、第１スイッチＳＷ１を制御する第１駆動信号ＧＤ１は、低輝度調光である場合（第２の場合）には固定パルス制御部ＰＣＵによって生成され、低輝度調光でない場合（第１の場合）には電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１によって生成されることになる。なお、固定パルス制御部ＰＣＵは、低輝度調光でない場合には、動作を停止することができる。

《ＬＥＤ駆動システムの主要な効果等》
図１６は、本発明の比較例として検討したＬＥＤ駆動システムの概略構成例を示す回路ブロック図である。図１６に示すＬＥＤ駆動システムは、図１に示したＬＥＤ駆動システムと比較して、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ’内に、固定パルス制御部ＰＣＵ、記憶部ＭＥＭおよび選択部ＳＥＬＵを備えない点が異なっている。

図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、図１６のＬＥＤ駆動システムの概略動作例を示す波形図であり、図１７（ａ）は、高輝度調光時における定常動作の波形図であり、図１７（ｂ）は、低輝度調光時における間欠動作の波形図である。固定パルス制御部ＰＣＵを備えない図１６の構成の場合、電圧変換部ＶＣＵの第１スイッチＳＷ１は第１駆動信号ＧＤ１によって制御され、これに応じて出力電圧Ｖｏが生成される。

この際に、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１は、例えば、ある固定の制御パラメータ（位相補償パラメータ）を用いた比例・積分制御（所謂ＰＩ制御）等によって、第１駆動信号ＧＤ１のオンパルス期間Ｔｏｎ等を定める。低輝度調光時には、短いオンパルス期間Ｔｏｎで出力電圧Ｖｏを十分に維持できるため、オンパルス期間Ｔｏｎは、短い値に定められる。

一方、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１は、０％〜１００％の輝度に応じた駆動電流Ｉｄの範囲で、出力電圧Ｖｏを一定に制御するためのオンパルス期間Ｔｏｎを、固定の制御パラメータ（位相補償パラメータ）で定めるため、輝度を変更して駆動電流Ｉｄの動作領域が変わった場合、位相特性の変化に追従できない場合がある。例えば、高輝度調光時に最適な制御となるように設定した制御パラメータでは、低輝度調光時に、フィードバックの応答性が不足する場合がある。具体的には、十分な制御帯域（言い換えれば高いゼロクロス周波数）を確保できない場合がある。

これにより、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１は、オンパルス期間Ｔｏｎを短い値に定めた場合であっても、本来必要な長さよりも長く定めてしまう恐れがある。さらに、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１は、このようなオンパルス期間Ｔｏｎを持つ第１駆動信号ＧＤ１を、例えば、出力電圧Ｖｏの過電圧が検出されるまで連続して生成してしまう恐れがある。その結果、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１は、図１７（ａ）に示されるような、パルスを連続的に生成する定常動作とは異なり、図１７（ｂ）に示されるように、パルスを出力する期間Ｔ１と、パルスを出力しない期間Ｔ２とを繰り返す動作を行うことがある。本願ではこれを間欠動作と呼ぶ。

期間Ｔ１では、１回のオンパルス期間Ｔｏｎで供給される電力がＬＥＤアレイＬＥＤＡで殆ど消費されないうちに次のオンパルス期間Ｔｏｎが生じてしまうため、出力電圧Ｖｏは大きく上昇する。そして、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１は、出力電圧Ｖｏの過電圧等を検出すると、期間Ｔ２において、過電圧状態が解消されるまで（すなわち出力電圧Ｖｏが所定の値に低下するまで）パルスの出力を停止する。このような間欠動作によって、出力電圧Ｖｏは、大きな変動幅ΔＶｏで変動する。

一方、定電流駆動部ＩＤＵは、低輝度調光時には、通常、最小値付近のＰＷＭオンデューティで駆動電流Ｉｄを生成する。したがって、定電流駆動部ＩＤＵは、期間Ｔ１において、出力電圧Ｖｏが大きく上昇した場合、それに応じてＰＷＭオンデューティを更に小さくすることができないため、駆動電流Ｉｄを増加させてしまう。すなわち、ＬＥＤアレイＬＥＤＡの輝度は高くなる。その逆に、定電流駆動部ＩＤＵは、期間Ｔ２では、出力電圧Ｖｏの低下に応じて駆動電流Ｉｄを減少させてしまう。すなわち、ＬＥＤアレイＬＥＤＡの輝度は低くなる。このように、間欠動作によって出力電圧Ｖｏの変動幅ΔＶｏが大きくなり、駆動電流Ｉｄが一定に制御されない結果、低輝度調光時にはＬＥＤアレイＬＥＤＡのチラツキ（フリッカ）が生じ得る。

図３は、図１のＬＥＤ駆動システムにおいて、低輝度調光時の概略動作例を示す波形図である。図３の例では、図１７（ｂ）の場合と異なり、電圧変換部ＶＣＵの第１スイッチＳＷ１は、固定パルス制御部ＰＣＵからの第１駆動信号ＧＤ１ｂによって制御され、出力電圧Ｖｏは、第１駆動信号ＧＤ１ｂに基づいて生成される。図３の例は、第１駆動信号ＧＤ１ｂのオンパルス幅Ｔｏｎは、低輝度調光時における第１駆動信号ＧＤ１ａのオンパルス幅と同等であるが、第１駆動信号ＧＤ１ｂの周期Ｔｓｗは、低輝度調光時における第１駆動信号ＧＤ１ａの周期よりも長くなるように、予め固定的に設定されている。

この場合、トランスＴＲ１は、まず、第１駆動信号ＧＤ１ｂのオンパルス期間Ｔｏｎで、電力を蓄積する。そして、トランスＴＲ１は、この蓄積した電力を、オフパルス期間Ｔｏｆｆで、トランスＴＲ１の二次側からダイオードＤＤ１を介して放出する。この放出された電力で、ＬＥＤアレイＬＥＤＡの駆動と平滑コンデンサＣｏ１への充電が行われる。ここで、第１駆動信号ＧＤ１ｂのオフパルス期間Ｔｏｆｆは、第１駆動信号ＧＤ１ａのオフパルス期間よりも長い。このため、このオフパルス期間Ｔｏｆｆにおいて、トランスＴＲ１から放出された電力は、十分に消費され、出力電圧Ｖｏは、一旦上昇したのちある程度低下する。

そして、次のオンパルス期間ＴｏｎでトランスＴＲ１に電力を蓄積している間、ＬＥＤアレイＬＥＤＡは、平滑コンデンサＣｏ１によって駆動され、出力電圧Ｖｏは、所定の目標電圧まで低下する。その後、オフパルス期間Ｔｏｆｆで同様の動作が繰り返される。その結果、出力電圧Ｖｏの変動は、図１７（ｂ）の場合と比較して十分に小さくなる。

図４は、図１のＬＥＤ駆動システムにおいて、低輝度調光時の図３とは異なる概略動作例を示す波形図である。図４の例では、図３の場合と同様に、電圧変換部ＶＣＵの第１スイッチＳＷ１は、固定パルス制御部ＰＣＵからの第１駆動信号ＧＤ１ｂによって制御され、出力電圧Ｖｏは、第１駆動信号ＧＤ１ｂに基づいて生成される。図４の例は、図３の場合と異なり、第１駆動信号ＧＤ１ｂの周期Ｔｓｗは、低輝度調光時における第１駆動信号ＧＤ１ａの周期と同等であるが、第１駆動信号ＧＤ１ｂのオンパルス期間Ｔｏｎは、低輝度調光時における第１駆動信号ＧＤ１ａのオンパルス期間よりも短くなるように、予め固定的に設定されている。

この場合、第１駆動信号ＧＤ１ｂのオンパルス期間ＴｏｎでトランスＴＲ１に蓄積される電力は、第１駆動信号ＧＤ１ａのオンパルス期間で蓄積される電力よりも小さい。したがって、図１７（ｂ）の場合と異なり、仮に、第１駆動信号ＧＤ１ｂのＴｓｗが第１駆動信号ＧＤ１ａと同等であっても、１回のオンパルス期間Ｔｏｎで供給される電力がＬＥＤアレイＬＥＤＡで十分に消費されたのちに次のオンパルス期間Ｔｏｎが生じることになる。その結果、出力電圧Ｖｏの変動は、図１７（ｂ）の場合と比較して十分に小さくなる。

以上のように、低輝度調光時において、出力電圧Ｖｏの変動を十分に低減できる結果、ＬＥＤアレイＬＥＤＡのチラツキ（フリッカ）を低減することが可能になる。また、この際には、特許文献１に示されるようなブリーダ回路を設ける必要がないため、ＬＥＤ駆動システムの小型化や低コスト化が実現可能になる。さらに、ブリーダ回路を設ける必要がないため、ＬＥＤ駆動システムの消費電力の低減（言い換えれば電圧変換部ＶＣＵにおける電力変換効率の向上）が実現可能になる。

なお、図１および図２の例では、低輝度調光時に用いる電圧パルス設定値ＰＶＳを１個としたが、複数個定めておくことも可能である。すなわち、例えば、図２のステップＳ１０２で判定する基準の輝度を複数個（例えば、１０％と５％等）設け、調光情報ＢＩが示す輝度が１０％〜５％の間と、５％〜０％の間とで、固定パルス制御部ＰＣＵに、それぞれ異なる電圧パルス設定値ＰＶＳを設定することも可能である。

また、図１および図２の例では、記憶部ＭＥＭに固定値となる電圧パルス設定値ＰＶＳを保持したが、その代わりに、所定の演算式を保持することも可能である。すなわち、例えば、調光情報ＢＩが示す輝度を変数として、当該変数に応じたオンパルス幅、または加えて周期を算出する演算式を保持してもよい。

また、固定パルス制御部ＰＣＵは、第１駆動信号ＧＤ１ｂのオンパルス期間Ｔｏｎを固定値に定める。一方、固定パルス制御部ＰＣＵは、第１駆動信号ＧＤ１ｂの周期Ｔｓｗに関しては、固定値に定める他に、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１のスイッチング方式が非同期方式の場合等で、このスイッチ周期を用いることも可能である。すなわち、固定パルス制御部ＰＣＵは、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１のスイッチング周期で第１駆動信号ＧＤ１ｂを生成しつつ、その各スイッチング周期毎のオンパルス期間Ｔｏｎを固定値に定めることも可能である。

ただし、実際上、第１駆動信号ＧＤ１ｂのオンパルス期間Ｔｏｎは、ハードウェアの制約等によってある程度までしか短くすることができない場合があり、オンパルス期間Ｔｏｎを定めるのみでは、出力電圧Ｖｏの変動を十分に低減できない場合がある。したがって、このような観点では、第１駆動信号ＧＤ１ｂのオンパルス期間Ｔｏｎおよび周期Ｔｓｗの両方を固定値に定めることが望ましい。なお、当該オンパルス期間Ｔｏｎおよび周期Ｔｓｗは、例えば、事前にシミュレーション等を行うことで適切な値に定めることができる。

また、図２では、低輝度調光でない場合には、固定パルス制御部ＰＣＵの動作を停止することとした。これによって、不要な消費電力の増大を抑制することが可能になる。一方、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１は、低輝度調光であるか否かに関わらず、継続的に動作することが望ましい。すなわち、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１、固定パルス制御部ＰＣＵと異なり、フィードバックによる積分制御等を行うため、一旦動作を停止すると、動作の再開後に安定状態に達するまでにある程度の期間を要する恐れがある。そこで、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１を継続的に動作させることで、調光情報ＢＩの変更に対する応答性を確保することができる。

《ＬＥＤ駆動装置の構成および動作》
図５は、本発明の実施の形態１のＬＥＤ駆動装置において、その構成例を示す回路図である。図５には、図１に示したＬＥＤ駆動システムの詳細な構成例が示され、図１におけるＬＥＤアレイＬＥＤＡおよび商用電源ＡＣを除いた部分が、ＬＥＤ駆動モジュール（ＬＥＤ駆動装置）ＬＥＤＣＭに設けられている。図５のＬＥＤ駆動モジュール（ＬＥＤ駆動装置）ＬＥＤＣＭは、例えば、配線基板とその実装部品によって構成され、複数の外部端子ＰＮ１〜ＰＮ５を備える。

外部端子ＰＮ１と外部端子ＰＮ２との間には、商用電源ＡＣが結合される。外部端子ＰＮ３と外部端子ＰＮ４との間には、ＬＥＤアレイＬＥＤＡが結合される。外部端子ＰＮ５には、調光情報ＢＩが入力される。以下、図１と重複する部分に関しては説明を省略し、主に、図１との相違点に着目して説明を行う。

整流部ＤＢは、４個のダイオードによって、商用電源ＡＣからの交流電圧Ｖａｃを全波整流する。電圧変換部ＶＣＵは、フォトカプラＰＣＬ、プリドライバ回路ＰＤＶ１、トランジスタＱ１、トランスＴＲ２、コンデンサＣ１、ダイオードＤＤ１、平滑コンデンサＣｏ１、フィードバック抵抗回路ＦＢＣ、およびゼロ電流検出回路ＺＣＤＣを備える。トランジスタＱ１は、図１の第１スイッチＳＷ１に該当し、例えば、ｎ型のＬＤＭＯＳ（Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ等で構成される。

プリドライバ回路ＰＤＶ１は、例えば、１２Ｖ等の電源電圧ＶＣＣが供給され、フォトカプラＰＣＬを介して入力された第１駆動信号ＧＤ１に応じて、当該電源電圧ＶＣＣを用いてトランジスタＱ１のオン・オフを制御する。フォトカプラＰＣＬを構成するフォトダイオードには、例えば、５Ｖ等の電源電圧ＶＤＤが供給される。第１駆動信号ＧＤ１は、例えば、オンパルス期間Ｔｏｎで電源電圧ＶＤＤのレベルを出力し、オフパルス期間Ｔｏｆｆで接地電圧ＧＮＤのレベルを出力する。

第１駆動信号ＧＤ１のオンパルス期間Ｔｏｎでは、フォトカプラＰＣＬを構成するフォトダイオードに電流が流れず、フォトカプラＰＣＬを構成するトランジスタはオフとなる。その結果、プリドライバ回路ＰＤＶ１は、トランジスタＱ１のゲート容量および内部のコンデンサＣ１０を、内部のダイオードや抵抗を適宜介して電源電圧ＶＣＣで充電する。一方、第１駆動信号ＧＤ１のオフパルス期間Ｔｏｆｆでは、フォトカプラＰＣＬを構成するトランジスタはオンとなる。その結果、プリドライバ回路ＰＤＶ１は、内部のコンデンサＣ１０を放電すると共に、内部のトランジスタＱ１０をオンに駆動し、トランジスタＱ１のゲート容量を接地電圧ＧＮＤに向けて放電する。

トランスＴＲ２は、図１に示した一次コイルＬｔ１および二次コイルＬｔ２に加えて、ゼロ電流を検出するための補助コイルＬｔ３を備える。補助コイルＬｔ３は、ゼロ電流検出回路ＺＣＤＣの一部を構成する。ゼロ電流検出回路ＺＣＤＣは、補助コイルＬｔ３の両端の電圧に応じてトランジスタＱ１１のオン・オフを制御することで、電源電圧ＶＤＤと接地電圧ＧＮＤとの間で遷移するゼロ電流検出信号ＺＣＤを出力する。

具体的には、フライバック方式の場合、トランジスタＱ１のオフパルス期間Ｔｏｆｆでは、トランスＴＲ２に蓄積されている電力がトランスＴＲ２の二次側から放出される。この電力が放出されている間は、補助コイルＬｔ３を起電力としてトランジスタＱ１１はオンに制御される。その結果、ゼロ電流検出信号ＺＣＤは、接地電圧ＧＮＤのレベルとなる。一方、トランスＴＲ２の電力を使い果たす（すなわちゼロ電流の状態に達する）と、補助コイルＬｔ３の起電力が無くなり、トランジスタＱ１１はオフに制御される。その結果、ゼロ電流検出信号ＺＣＤは、電源電圧ＶＤＤのレベルに遷移する。

フィードバック抵抗回路ＦＢＣは、例えば、８０Ｖ等に制御される出力電圧（第１電圧）Ｖｏを抵抗分圧し、出力電圧Ｖｏに比例するフィードバック電圧Ｖｆｂを生成する。フィードバック抵抗回路ＦＢＣの抵抗比は、例えば、フィードバック電圧Ｖｆｂが電源電圧ＶＤＤ〜接地電圧ＧＮＤの範囲に収まるように調整される。

定電流駆動部ＩＤＵは、トランジスタ（第２スイッチ）Ｑ２と、ダイオードＤＤ２と、コイルＬ２と、平滑コンデンサＣｏ２と、電流検出用抵抗Ｒｓと、プリドライバ回路ＰＤＶ２と、を備える。トランジスタ（第２スイッチ）Ｑ２は、例えば、ｎ型のＬＤＭＯＳトランジスタ等で構成される。トランジスタＱ２は、出力電圧Ｖｏのノードと、コイルＬ２の一端と、の間に設けられ、ゲートに結合されるプリドライバ回路ＰＤＶ２を介してオン・オフが制御される。

ダイオードＤＤ２は、カソードがコイルＬ２の一端に結合され、アノードが接地電圧ＧＮＤに結合される。コイルＬ２の他端は、外部端子ＰＮ３に結合される。平滑コンデンサＣｏ２は、一端が外部端子ＰＮ３に結合され、他端が電流検出用抵抗Ｒｓを介して外部端子ＰＮ４に結合される。プリドライバ回路ＰＤＶ２は、第２駆動信号ＧＤ２に応じて、トランジスタＱ２のオン・オフを制御する。

トランジスタＱ２がオンに制御されると、ダイオードＤＤ２は逆方向にバイアスされ、コイルＬ２に流れる電流が所定の傾き（出力電圧Ｖｏと外部端子ＰＮ３の電圧との差分に応じた傾き）で上昇する。一方、トランジスタＱ２がオフに制御されると、ダイオードＤＤ２は順方向にバイアスされ、コイルＬ２に流れる電流が所定の傾き（外部端子ＰＮ３の電圧と接地電圧ＧＮＤとの差分に応じた傾き）で減少する。駆動電流Ｉｄは、このコイルＬ２に流れる電流をトランジスタＱ２のオン・オフで制御することで、目標電流に制御される。なお、外部端子ＰＮ３，ＰＮ４間には、ＬＥＤの直列接続数に応じた電圧が印加され、出力電圧Ｖｏよりも低い電圧（例えば３０Ｖ等）が印加される。

ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１は、図１の場合と同様に、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１、固定パルス制御部ＰＣＵ、選択部ＳＥＬＵ、記憶部ＭＥＭ、および電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ１を備える。ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１は、例えば、１個の半導体チップ（半導体装置）で構成され、マイクロコントロールユニット(Micro Control Unit)等で構成される。選択部ＳＥＬＵおよび電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ１には、外部端子ＰＮ５を介して調光情報ＢＩが入力される。

電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１には、図１に示した出力電圧Ｖｏの代わりに、当該出力電圧Ｖｏに比例するフィードバック電圧Ｖｆｂが入力される。また、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１には、ゼロ電流検出信号ＺＣＤが入力される。電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ１には、図１に示した駆動電流Iｄの代わりに、外部端子ＰＮ４における電流検出電圧ＩＳが入力される。すなわち、ＬＥＤアレイＬＥＤＡの駆動電流Ｉｄは、電流検出用抵抗Ｒｓを介することで、駆動電流Ｉｄに比例する電流検出電圧ＩＳに変換される。

《電圧フィードバック制御部および電流フィードバック制御部の詳細》
図６（ａ）は、図５における電圧フィードバック制御部の主要部の詳細な構成例を示すブロック図であり、図６（ｂ）は、図５における電流フィードバック制御部の主要部の詳細な構成例を示すブロック図である。図６（ａ）に示す電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１は、割り込み制御部ＩＮＴＣと、過電圧検出部ＯＶＰと、タイマ部ＴＭＣと、アナログ・ディジタル変換部ＡＤＣ１と、ＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ１と、を備える。

割り込み制御部ＩＮＴＣは、ゼロ電流検出信号ＺＣＤを受けて、スタート信号ＳＴを生成する。例えば、割り込み制御部ＩＮＴＣは、ゼロ電流を検出した際に生じるゼロ電流検出信号ＺＣＤの‘Ｈ’レベル（電源電圧ＶＤＤのレベル）への遷移を受けて、スタート信号ＳＴを生成する。過電圧検出部ＯＶＰは、コンパレータ回路を含み、フィードバック電圧Ｖｆｂが予め定めた上限電圧を超えた場合に、強制ストップ信号ＦＴを生成する。

アナログ・ディジタル変換部（第１アナログ・ディジタル変換部）ＡＤＣ１は、フィードバック電圧Ｖｆｂをディジタル値（第１ディジタル値）Ｄｆｂに変換する。すなわち、アナログ・ディジタル変換部ＡＤＣ１は、出力電圧（第１電圧）Ｖｏを、出力電圧Ｖｏに比例するディジタル値Ｄｆｂに変換する。ＰＩ制御部（第１ディジタル制御部）ＰＩＣＵｖ１は、ディジタル値Ｄｆｂと、出力電圧Ｖｏの目標を表す目標電圧ディジタル値Ｄｖｔｇと、の誤差を算出し、当該誤差を入力とするディジタル演算によって第１駆動信号ＧＤ１ａのオンパルス期間Ｔｏｎを定める。ここでは、オンパルス期間Ｔｏｎは、タイマ設定値ＴＳＴとして定められる。

ＰＩ制御部（第１ディジタル制御部）ＰＩＣＵｖ１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等によるソフトウェア処理で構成することができる。ＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ１は、より詳細には、比例（Ｐ）・積分（Ｉ）制御によって、操作量Ｕ（ｎ）となるタイマ設定値ＴＳＴを算出する。操作量Ｕ（ｎ）は、例えば、式（１）で算出される。

Ｕ（ｎ）＝Ｕ（ｎ−１）＋Ｋ_０・Ｅ（ｎ）＋Ｋ_１・Ｅ（ｎ−１） （１）
Ｕ（ｎ）は今回の操作量であり、Ｕ（ｎ−１）は前回の操作量である。Ｅ（ｎ）は、今回の誤差値であり、「（目標電圧ディジタル値Ｄｖｔｇ）−（今回のディジタル値Ｄｆｂ）」で算出される。Ｅ（ｎ−１）は、前回の誤差値であり、「（目標電圧ディジタル値Ｄｖｔｇ）−（前回のディジタル値Ｄｆｂ）」で算出される。Ｋ_０，Ｋ_１は、制御パラメータ（位相補償パラメータ）となる係数である。

タイマ部ＴＭＣは、スタート信号ＳＴを受けてカウント動作を開始し、タイマ設定値ＴＳＴに達した際に、カウント動作を停止し、カウント値をリセットする。そして、タイマ部ＴＭＣは、このカウント動作を行っている期間を、第１駆動信号ＧＤ１ａのオンパルス期間Ｔｏｎとする。また、タイマ部ＴＭＣは、強制ストップ信号ＦＴを受け、強制ストップ信号ＦＴが生成されなくなるまで、カウント動作を強制的に停止する。その結果、第１駆動信号ＧＤ１ａはオフレベルに固定され、トランジスタＱ１（第１スイッチＳＷ１）も、オフに固定される。

このように、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１にディジタル制御を適用することで、前述したような輝度に応じた固定パルス制御ＰＣＵと電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１の切り換え（選択）を容易に実現可能になる。すなわち、例えば、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１がエラーアンプ回路等を含んだ一般的なアナログ回路で構成されるような場合、このような切り換え（選択）を行うためには、回路上で多くの工夫が必要とされる恐れがある。

図６（ｂ）に示す電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ１は、アナログ・ディジタル変換部ＡＤＣ２と、ＰＩ制御部ＰＩＣＵｉ１と、目標電流設定部ＴＧＩと、ＰＷＭ生成部ＰＷＭＧと、を備える。アナログ・ディジタル変換部（第２アナログ・ディジタル変換部）ＡＤＣ２は、電流検出電圧ＩＳをディジタル値（第２ディジタル値）Ｄｓに変換する。すなわち、アナログ・ディジタル変換部ＡＤＣ２は、駆動電流Ｉｄを、駆動電流Ｉｄに比例するディジタル値Ｄｓに変換する。

目標電流設定部ＴＧＩは、調光情報ＢＩに応じて、駆動電流Ｉｄの目標を表す目標電流ディジタル値Ｄｉｔｇを設定する。ＰＩ制御部（第２ディジタル制御部）ＰＩＣＵｉ１は、ディジタル値Ｄｓと目標電流ディジタル値Ｄｉｔｇとの誤差を算出し、当該誤差を入力とするディジタル演算によって第２駆動信号ＧＤ２のＰＷＭデューティ（デューティ設定値ＤＳＴ）を定める。

ＰＩ制御部（第２ディジタル制御部）ＰＩＣＵｉ１は、例えば、ＣＰＵ等によるソフトウェア処理で構成することができる。ＰＩ制御部ＰＩＣＵｉ１は、より詳細には、操作量Ｕ（ｎ）をＰＷＭデューティ（デューティ設定値ＤＳＴ）として、ＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ１の場合と同様に、式（１）に基づく演算を行う。ＰＷＭ生成部ＰＷＭＧは、このデューティ設定値ＤＳＴに基づいて、ＰＷＭ信号となる第２駆動信号ＧＤ２を生成する。

図７は、図６（ａ）の電圧フィードバック制御部の概略動作例を示す波形図である。図６（ａ）の電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１は、図７に示すように、所謂、電流臨界モードによる力率改善制御（ＰＦＣ制御）を行っている。図７に示すように、第１駆動信号ＧＤ１ａのオンパルス期間Ｔｏｎでは、図５の一次コイルＬｔ１に入力電流Ｉｉが流れ、オフパルス期間Ｔｏｆｆでは、二次コイルＬｔ２に出力電流Ｉｏが流れる。

ここで、二次コイルＬｔ２の出力電流Ｉｏがゼロになると、ゼロ電流検出信号ＺＣＤを介してスタート信号ＳＴが生成される。第１駆動信号ＧＤ１ａは、このスタート信号ＳＴを受けてオンレベルに遷移し、ＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ１からのタイマ設定値ＴＳＴに基づく期間（すなわちオンパルス期間Ｔｏｎ）でオンレベルを維持する。

例えば、定常状態では、ＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ１からのタイマ設定値ＴＳＴ（オンパルス期間Ｔｏｎ）は、ほぼ一定に保たれる。また、このオンパルス期間Ｔｏｎでの入力電流Ｉｉの傾きは、入力電圧Ｖｉに比例する。入力電圧Ｖｉは、整流器ＤＢによって正弦波状の波形となるため、入力電流Ｉｉの傾きは、時系列的に正弦波に基づく変動量で増減することになる。このため、オンパルス期間Ｔｏｎが一定の場合、入力電流Ｉｉの平均電流Ｉａｖｅは、正弦波状に制御される。その結果、力率の改善および商用電源ＡＣに対する高調波の低減が図れる。

なお、ここでは、第１および第２ディジタル制御部として、ＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ１，ＰＩＣＵｉ１を用いたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、比例（Ｐ）・積分（Ｉ）・微分（Ｄ）制御を行うＰＩＤ制御部等も用いることも可能である。

《固定パルス制御部の詳細》
図８は、図５における固定パルス制御部周りの詳細な構成例を示すブロック図である。固定パルス制御部ＰＣＵは、図８に示されるように、例えば、図６（ａ）に示した電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１内のタイマ部ＴＭＣを併用して生成することが可能である。図８の構成例では、図６（ａ）に示した電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ１内のスタート信号の経路に選択部ＳＥＬＵａが挿入され、タイマ設定値ＴＳＴの経路に選択部ＳＥＬＵｂが挿入されている。

固定パルス制御部ＰＣＵは、前述した電圧パルス設定値ＰＶＳを保持する記憶部ＭＥＭと、タイマ部ＴＭＣ２と、を備える。タイマ部ＴＭＣ２には、電圧パルス設定値ＰＶＳに含まれる第１駆動信号ＧＤ１ｂの周期Ｔｓｗが設定される。タイマ部ＴＭＣ２は、この周期Ｔｓｗに達する毎にトリガ信号を出力する。選択部ＳＥＬＵａは、２入力の一方にタイマ部ＴＭＣ２からの出力が入力され、２入力の他方にスタート信号ＳＴが入力される。また、選択部ＳＥＬＵｂは、２入力の一方に、電圧パルス設定値ＰＶＳに含まれる第１駆動信号ＧＤ１ｂのオンパルス期間Ｔｏｎが入力され、２入力の他方にタイマ設定値ＴＳＴが入力される。

これにより、選択部ＳＥＬＵａ，ＳＥＬＵｂが調光情報ＢＩに基づき２入力の一方を選択した場合、タイマ部ＴＭＣは、固定パルス制御部ＰＣＵに基づくオンパルス期間Ｔｏｎおよび周期Ｔｓｗを持つ第１駆動信号ＧＤ１を生成する。一方、選択部ＳＥＬＵａ，ＳＥＬＵｂが調光情報ＢＩに基づき２入力の他方を選択した場合、タイマ部ＴＭＣは、図６（ａ）で述べた第１駆動信号ＧＤ１ａを図８の第１駆動信号ＧＤ１として生成する。

ここで、選択部ＳＥＬＵａ，ＳＥＬＵｂが固定パルス制御部ＰＣＵ側を選択している期間でも、ＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ１の動作を継続して行わせることで、図３および図４で述べたように、選択部ＳＥＬＵａ，ＳＥＬＵｂの切り換えが行われた場合に迅速に対応することが可能になる。また、低輝度調光時では消費電力が小さいため、商用電源ＡＣに対する高調波は、特に問題とならない。したがって、低輝度調光時では、ＰＦＣ制御は不要であり、固定のオンパルス期間Ｔｏｎおよび周期Ｔｓｗを用いても特に問題は生じない。

なお、ここでは、電圧パルス設定値ＰＶＳによって周期Ｔｓｗを定める構成例を示したが、場合によっては、選択部ＳＥＬＵａを設けずに、周期Ｔｓｗをスタート信号ＳＴで定めることも可能である。また、固定パルス制御部ＰＣＵは、必ずしも図８のような方式に限定されるものではなく、様々な方式で実現可能である。例えば、図６（ｂ）に示したＰＷＭ生成部ＰＷＭＧと同様の機能を持つ別のＰＷＭ生成部を用い、当該ＰＷＭ生成部に、電圧パルス設定値ＰＶＳに基づくＰＷＭ周期やＰＷＭデューティを設定するような方式とすることも可能である。また、図８に示した選択部ＳＥＬＵａ，ＳＥＬＵｂ（およびこれに対応する図５等の選択部ＳＥＬＵ）は、ＣＰＵ等のソフトウェア処理で構成される場合や、マルチプレクサ等のハードウェアで構成される場合がある。

《ＬＥＤ駆動装置の外形》
図９（ａ）は、図５のＬＥＤ駆動装置の概略的な外形例を示す平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の比較例となるＬＥＤ駆動装置の概略的な外形例を示す平面図である。図９（ａ）に示すＬＥＤ駆動モジュール（ＬＥＤ駆動装置）ＬＥＤＣＭは、配線基板ＰＣＢと、配線基板ＰＣＢ上に実装される各種部品によって構成される。この各種部品は、実際には、図５に示した構成例に示される全ての部品となるが、図９では、便宜上、その中の主要な部品のみが示されている。

配線基板ＰＣＢの中央付近には、トランスＴＲ２が実装される。トランスＴＲ２を挟んで一方側の領域には、トランスＴＲ２の一次側に設けられる各種部品が実装され、他方側の領域には、トランスＴＲ２の二次側に設けられる各種部品が実装される。トランスＴＲ２の一次側に設けられる各種部品には、整流部ＤＢ、トランジスタＱ１、プリドライバ回路ＰＤＶ１、およびフォトカプラＰＣＬ等が含まれる。また、トランスＴＲ２の一次側の領域には、外部端子ＰＮ１，ＰＮ２，ＰＮ５が設けられる。

一方、トランスＴＲ２の二次側に設けられる各種部品には、ゼロ電流検出回路ＺＣＤＣ、平滑コンデンサＣｏ１，Ｃｏ２、ダイオードＤＤ１，ＤＤ２、トランジスタＱ２、プリドライバ回路ＰＤＶ２、コイルＬ２等が含まれる。また、トランスＴＲ２の二次側の領域には、外部端子ＰＮ３，ＰＮ４が設けられる。さらに、ここでは、配線基板ＰＣＢの中央付近に、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１を構成するマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）のＩＣチップ（半導体装置）が実装されている。

このような構成例において、例えば、前述した特許文献１のような方式を用いた場合、図９（ｂ）のＬＥＤ駆動装置ＬＥＤＣＭ’に示すように、トランスＴＲ２の二次側の領域にブリーダ回路ＢＬの実装領域を確保する必要がある。ブリーダ回路ＢＬには、例えば定格数Ｗ程度の酸化金属皮膜抵抗によるブリーダ抵抗が用いられる。このため、ＬＥＤ駆動モジュールＬＥＤＣＭ’の大型化や、コストの増大等を招く恐れがある。一方、本実施の形態１の方式を用いると、図９（ａ）に示すように、ブリーダ回路ＢＬが不要となるため、ＬＥＤ駆動モジュールＬＥＤＣＭの小型化や、コストの低減等を図れる。

以上に述べたように、本実施の形態１のＬＥＤ駆動システム、ＬＥＤ駆動装置およびＬＥＤ駆動方法を用いることで、代表的には、ＬＥＤの低輝度時のチラツキ低減と、ＬＥＤ駆動装置等の小型化を実現可能になる。また、ＬＥＤの低輝度時のチラツキ低減と、ＬＥＤ駆動装置等の消費電力の低減を実現可能になる。

（実施の形態２）
《ＬＥＤ駆動システムの概略構成（変形例［１］）》
図１０は、本発明の実施の形態２によるＬＥＤ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路ブロック図である。図１０に示すＬＥＤ駆動システムは、図１の構成例と比較して、電圧変換部ＶＣＵ２の構成が異なっている。これ以外の構成に関しては、図１の場合と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図１０の電圧変換部ＶＣＵ２は、図１の電圧変換部ＶＣＵにおける絶縁型の構成（すなわちトランスＴＲ１を用いた構成）と異なり、非絶縁型の構成となっている。当該電圧変換部ＶＣＵ２は、トランジスタＱ１（第１スイッチＳＷ１）と、コイルＬ１と、ダイオードＤＤ１と、平滑コンデンサＣｏ１と、プリドライバ回路ＰＤＶ１と、を備える。トランジスタＱ１は、整流部ＤＢの一方の出力ノードとなるノードＮ１と、ダイオードＤＤ１のカソードと、の間に設けられる。

コイルＬ１は、ダイオードＤＤ１のカソードと、整流部ＤＢの他方の出力ノードとなるノードＮ２と、の間に設けられる。平滑コンデンサＣｏ１は、ダイオードＤＤ１のアノードとノードＮ２との間に設けられる。プリドライバ回路ＰＤＶ１は、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ１からの第１駆動信号ＧＤ１に応じて、トランジスタＱ１のオン・オフを制御する。当該電圧変換部ＶＣＵ２は、反転型の降圧コンバータとなっており、ダイオードＤＤ１のアノード側を接地電圧とすることで、ノードＮ２に出力電圧（第１電圧）Ｖｏを生成する。これに応じて、図１０では、ＬＥＤアレイＬＥＤＡは、定電流駆動部ＩＤＵに対して、図１の場合とは逆向きに結合されている。

例えば、このような非絶縁型の電圧変換部ＶＣＵ２を用いた場合であっても、実施の形態１の方式を適用することができ、これによって、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。

（実施の形態３）
《ＬＥＤ駆動システムの概略構成（変形例［２］）》
図１１は、本発明の実施の形態３によるＬＥＤ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路ブロック図である。図１１に示すＬＥＤ駆動システムは、図１の構成例と比較して、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ２の構成が異なっている。これ以外の構成に関しては、図１の場合と同様であるため、詳細な説明は省略する。

ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ２は、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ２および電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ２を備え、図１の場合のように、固定パルス制御部ＰＣＵ等を備えない。電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ２は、出力電圧Ｖｏおよび調光情報ＢＩを受けて、制御動作を行う。電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ２は、ＬＥＤアレイＬＥＤＡの駆動電流Ｉｄおよび調光情報ＢＩを受けて、制御動作を行う。

《電圧フィードバック制御部および電流フィードバック制御部の詳細（変形例［２］）》
図１２は、図１１における電圧フィードバック制御部および電流フィードバック制御部の主要部の詳細な構成例を示すブロック図である。電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ２は、アナログ・ディジタル変換部（第１アナログ・ディジタル変換部）ＡＤＣ１と、ＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ２と、パルス生成部ＰＧＥＮ１と、を備える。アナログ・ディジタル変換部（第１アナログ・ディジタル変換部）ＡＤＣ１は、出力電圧Ｖｏをディジタル値に変換する。ただし、出力電圧Ｖｏは高電圧であるため、アナログ・ディジタル変換部ＡＤＣ１は、実際には、図６（ａ）の場合と同様にフィードバック電圧Ｖｆｂ等を用いて、出力電圧Ｖｏを、出力電圧Ｖｏに比例するディジタル値（第１ディジタル値）Ｄｆｂに変換する。

ＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ２は、図６（ａ）の場合と異なり、２個のＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ１，ＰＩＣＬｌ１と、２個の加算部ＡＤｈ１，ＡＤｌ１と、２個の減算部ＳＢｈ１，ＳＢｌ１と、２個の乗算部ＭＬｈ１，ＭＬｌ１と、選択部ＳＥＬＵ１と、減算部ＳＢｅ１と、を備える。減算部（第１誤差算出部）ＳＢｅ１は、ディジタル値Ｄｆｂと、出力電圧Ｖｏの目標を表す目標電圧ディジタル値Ｄｖｔｇと、の誤差となるディジタル値（第１誤差ディジタル値）Ｄｅｒ１を算出する。

選択部（第１選択部）ＳＥＬＵ１は、調光情報ＢＩに基づく輝度が予め定めた基準の輝度よりも高い第１の場合に、ＰＩ制御演算部（第１演算部）ＰＩＣＬｈ１から出力されるディジタル値Ｄｏｈ１を選択する。一方、選択部ＳＥＬＵ１は、調光情報に基づく輝度が基準の輝度よりも低い第２の場合に、ＰＩ制御演算部（第２演算部）ＰＩＣＬｌ１から出力されるディジタル値Ｄｏｌ１を選択する。

減算部（第１出力誤差算出部）ＳＢｈ１は、ＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ１から出力されるディジタル値Ｄｏｈ１と、選択部ＳＥＬＵ１で選択されるディジタル値Ｄｏ１と、の誤差となるディジタル値（第１出力誤差ディジタル値）Ｄｏｅｈ１を算出する。減算部（第２出力誤差算出部）ＳＢｌ１は、ＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｌ１から出力されるディジタル値Ｄｏｌ１と、選択部ＳＥＬＵ１で選択されるディジタル値Ｄｏ１と、の誤差となるディジタル値（第２出力誤差ディジタル値）Ｄｏｅｌ１を算出する。

ＰＩ制御演算部（第１演算部）ＰＩＣＬｈ１は、概略的には、ディジタル値（第１誤差ディジタル値）Ｄｅｒ１とディジタル値（第１出力誤差ディジタル値）Ｄｏｅｈ１との加算結果を入力としたディジタル演算によってディジタル値Ｄｏｈ１を出力する。より詳細には、ディジタル値Ｄｏｅｈ１は、乗算部ＭＬｈ１によって乗算される。加算部ＡＤｈ１は、この乗算部ＭＬｈ１から出力されるディジタル値と、ディジタル値Ｄｅｒ１と、を加算し、その加算結果をＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ１に出力する。ＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ１は、この加算部ＡＤｈ１の出力を入力として、ディジタル値Ｄｏｈ１を出力する。

同様に、ＰＩ制御演算部（第２演算部）ＰＩＣＬｌ１は、概略的には、ディジタル値（第１誤差ディジタル値）Ｄｅｒ１とディジタル値（第２出力誤差ディジタル値）Ｄｏｅｌ１との加算結果を入力としたディジタル演算によってディジタル値Ｄｏｌ１を出力する。より詳細には、ディジタル値Ｄｏｅｌ１は、乗算部ＭＬｌ１によって乗算される。加算部ＡＤｌ１は、この乗算部ＭＬｌ１から出力されるディジタル値と、ディジタル値Ｄｅｒ１と、を加算し、その加算結果をＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｌ１に出力する。ＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｌ１は、この加算部ＡＤｌ１の出力を入力として、ディジタル値Ｄｏｌ１を出力する。

パルス生成部（第１駆動信号生成部）ＰＧＥＮ１は、選択部ＳＥＬＵ１で選択されるディジタル値Ｄｏ１に基づいて第１駆動信号ＧＤ１を生成する。パルス生成部ＰＧＥＮ１は、例えば、図６（ａ）に示したようなタイマ部ＴＭＣで構成することや、場合によっては、図６（ｂ）に示したようなＰＷＭ生成部ＰＷＭＧで構成することも可能である。タイマ部ＴＭＣで構成する場合、例えば、図６（ａ）の場合と同様に、割り込み制御部ＩＮＴＣ等を用いてスタート信号ＳＴを生成させればよく、ディジタル値Ｄｏ１がタイマ設定値となるように構成すればよい。一方、ＰＷＭ生成部ＰＷＭＧで構成する場合、ディジタル値Ｄｏ１がＰＷＭデューティとなるように構成すればよい。

ＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ１，ＰＩＣＬｌ１のそれぞれは、特に限定はされないが、例えば、図６（ａ）のＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ１の場合と同様に、式（１）を用いてディジタル演算を行う。ただし、ここでは、式（１）におけるＥ（ｎ）は、加算部ＡＤｈ１から今回出力されるディジタル値となり、Ｅ（ｎ−１）は、加算部ＡＤｈ１から前回出力されたディジタル値となる。

ここで、図１７（ｂ）で述べたように、例えば、式（１）の係数Ｋ_０，Ｋ_１で示される位相補償パラメータを固定とした場合、出力電圧Ｖｏの十分な制御を、駆動電流Ｉｄ（言い換えれば輝度）の調整範囲の中の一部の範囲でしか実現できず、調整範囲の全域では実現できない場合がある。これが主な要因となって、図１７（ｂ）に示したような間欠動作が行われ、出力電圧Ｖｏの変動が生じ得る。そこで、図１２のＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ２は、２個のＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ１，ＰＩＣＬｌ１を備える。

ＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ１は、調光情報ＢＩに基づく輝度が基準の輝度よりも高い場合（すなわち重負荷の場合）に、出力電圧Ｖｏの十分な制御を行えるように、位相補償パラメータ（係数Ｋ_０，Ｋ_１）が設定される。一方、ＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｌ１は、調光情報ＢＩに基づく輝度が基準の輝度よりも低い場合（すなわち軽負荷の場合）に、出力電圧Ｖｏの十分な制御を行えるように、位相補償パラメータ（係数Ｋ_０，Ｋ_１）が設定される。具体的には、この２通りの位相補償パラメータは、例えば、それぞれ対応する負荷条件において、制御帯域（ゼロクロス周波数）が同等となるように設定される。

このようなＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ２を用いることで、図１７（ｂ）に示したような間欠動作が行われなくなり、出力電圧Ｖｏの変動を十分に低減することができる。その結果、ＬＥＤのチラツキを低減することが可能になる。

また、例えば、ＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ１は、図６（ａ）の場合のような減算部ＳＢｅ１の出力ではなく、加算部ＡＤｈ１の出力を用いてディジタル演算を行う。例えば、現在、選択部ＳＥＬＵ１によってＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｌ１からのディジタル値Ｄｏｌ１が選択されている場合を想定する。この場合、ＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ１には、自身の出力（ディジタル値Ｄｏｈ１）とＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｌ１の出力（ディジタル値Ｄｏｌ１）との誤差に、目標電圧との誤差（ディジタル値Ｄｅｒ１）を加算したディジタル値が入力される。

ＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ１は、この加算された誤差をゼロに近づけるための新たなディジタル値Ｄｏｈ１を算出する。このため、ディジタル値Ｄｏｈ１とディジタル値Ｄｏｌ１との誤差は小さくなる。その結果、選択部ＳＥＬＵ１の選択先が切り替わった際に生じ得る、ディジタル値Ｄｏ１の急激な変動を抑制することが可能になる。すなわち、ディジタル値Ｄｏ１の急激な変動が生じると、これによってもＬＥＤのチラツキが生じ得る。ＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ２を用いることで、このような事態も防止することが可能になる。

電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ２は、アナログ・ディジタル変換部（第２アナログ・ディジタル変換部）ＡＤＣ２と、ＰＩ制御部ＰＩＣＵｉ２と、パルス生成部ＰＧＥＮ２と、目標電流設定部ＴＧＩと、を備える。アナログ・ディジタル変換部（第２アナログ・ディジタル変換部）ＡＤＣ２は、駆動電流Ｉｄをディジタル値に変換する。ただし、実際には、アナログ・ディジタル変換部ＡＤＣ２は、図６（ｂ）の場合と同様に電流検出電圧ＩＳ等を用いて、駆動電流Ｉｄを、駆動電流Ｉｄに比例するディジタル値（第２ディジタル値）Ｄｓに変換する。

目標電流設定部ＴＧＩは、調光情報ＢＩに応じて、駆動電流Ｉｄの目標を表す目標電流ディジタル値Ｄｉｔｇを設定する。ＰＩ制御部ＰＩＣＵｉ２は、２個のＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ２，ＰＩＣＬｌ２と、２個の加算部ＡＤｈ２，ＡＤｌ２と、２個の減算部ＳＢｈ２，ＳＢｌ２と、２個の乗算部ＭＬｈ２，ＭＬｌ２と、選択部ＳＥＬＵ２と、減算部ＳＢｅ２と、を備える。ＰＩ制御部ＰＩＣＵｉ２の構成および動作に関しては、ＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ２の場合と同様であるため、以下、構成のみを簡単に説明する。

減算部（第２誤差算出部）ＳＢｅ２は、ディジタル値Ｄｓと目標電流ディジタル値Ｄｉｔｇと、の誤差となるディジタル値（第２誤差ディジタル値）Ｄｅｒ２を算出する。選択部（第２選択部）ＳＥＬＵ２は、前述した第１の場合に、ＰＩ制御演算部（第３演算部）ＰＩＣＬｈ２から出力されるディジタル値Ｄｏｈ２を選択し、前述した第２の場合に、ＰＩ制御演算部（第４演算部）ＰＩＣＬｌ２から出力されるディジタル値Ｄｏｌ２を選択し、この選択したディジタル値Ｄｏ２を出力する。

減算部（第２出力誤差算出部）ＳＢｈ２は、ディジタル値Ｄｏｈ２とディジタル値Ｄｏ２との誤差となるディジタル値（第３出力誤差ディジタル値）Ｄｏｅｈ２を算出する。減算部（第４出力誤差算出部）ＳＢｌ２は、ディジタル値Ｄｏｌ２とディジタル値Ｄｏ２との誤差となるディジタル値（第４出力誤差ディジタル値）Ｄｏｅｌ２を算出する。

ＰＩ制御演算部（第３演算部）ＰＩＣＬｈ２は、概略的には、ディジタル値Ｄｅｒ２とディジタル値Ｄｏｅｈ２との加算結果を入力としたディジタル演算によってディジタル値Ｄｏｈ２を出力する。より詳細には、ディジタル値Ｄｏｅｈ２は、乗算部ＭＬｈ２によって乗算される。加算部ＡＤｈ２は、この乗算部ＭＬｈ２から出力されるディジタル値と、ディジタル値Ｄｅｒ２と、を加算し、その加算結果をＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ２に出力する。ＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ２は、この加算部ＡＤｈ２の出力を入力として、ディジタル値Ｄｏｈ２を出力する。

同様に、ＰＩ制御演算部（第４演算部）ＰＩＣＬｌ２は、概略的には、ディジタル値Ｄｅｒ２とディジタル値Ｄｏｅｌ２との加算結果を入力としたディジタル演算によってディジタル値Ｄｏｌ２を出力する。より詳細には、ディジタル値Ｄｏｅｌ２は、乗算部ＭＬｌ２によって乗算される。加算部ＡＤｌ２は、この乗算部ＭＬｌ２から出力されるディジタル値と、ディジタル値Ｄｅｒ２と、を加算し、その加算結果をＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｌ２に出力する。ＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｌ２は、この加算部ＡＤｌ２の出力を入力として、ディジタル値Ｄｏｌ２を出力する。

パルス生成部（第２駆動信号生成部）ＰＧＥＮ２は、選択部ＳＥＬＵ２で選択されるディジタル値Ｄｏ２に基づいて第２駆動信号ＧＤ２を生成する。パルス生成部ＰＧＥＮ２は、例えば、図６（ｂ）に示したようなＰＷＭ生成部ＰＷＭＧで構成することが可能である。この場合、ディジタル値Ｄｏ２は、ＰＷＭデューティとなる。

ＬＥＤのチラツキ低減は、特に、図１２に示すような電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ２を用いることで実現可能である。また、場合によっては、図１２に示すような電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ２を用いることでも実現可能である。すなわち、図１２の電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ２は、２個のＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ２，ＰＩＣＬｌ２を備えるため、出力電圧Ｖｏの変動に対してある程度の応答性を持ち、駆動電流Ｉｄをある程度は一定に保つことができる。したがって、少なくとも電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ２を用いると共に、より望ましくは、電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ２も用いるとよい。

また、別の効果として、２個のＰＩ制御演算部を用いることで、操作量（Ｕ（ｎ））が広い調整範囲で最適化されるため、目標値に向けた調整能力を向上させることが可能になる。この調整能力の向上は、輝度に応じて駆動電流Ｉｄを高精度に調整することが求められる電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ２において、特に有益となる。したがって、ＬＥＤのチラツキ低減と調整能力の向上を実現する観点からは、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ２と電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ２の両方を用いることが望ましい。

以上、本実施の形態３のＬＥＤ駆動システム、ＬＥＤ駆動装置およびＬＥＤ駆動方法を用いることで、前述した調整能力の向上といった効果に加えて、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。すなわち、ブリーダ回路が不要なため、ＬＥＤ駆動装置等の小型化、低コスト化、ならびに低消費電力化が図れる。なお、図１２に示したＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ２，ＰＩＣＵｉ２は、ＣＰＵ等によるソフトウェア処理によって実現できるため、回路規模やコストの増大等は、特に生じない。また、ここでは、２個のＰＩ制御演算部を用いたが、同様にして３個以上に拡張することも可能である。

（実施の形態４）
《ＬＥＤ駆動システムの概略構成（変形例［３］）》
図１３は、本発明の実施の形態４によるＬＥＤ駆動システムにおいて、その概略構成例を示す回路ブロック図である。図１３に示すＬＥＤ駆動システムは、図１の構成例と比較して、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ３の構成が異なっている。これ以外の構成に関しては、図１の場合と同様であるため、詳細な説明は省略する。

ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ３は、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ３と、電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ１と、固定パルス制御部ＰＣＵと、選択部ＳＥＬＵ３と、記憶部ＭＥＭと、を備える。固定パルス制御ＰＣＵは、図１の場合と異なり、調光情報ＢＩに基づく輝度が基準の輝度よりも低い第２の場合に、予め定めた固定のＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティを持つ第２駆動信号ＧＤ２ｂを生成する。この固定のＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティは、電流パルス設定値ＰＩＳとして、予め記憶部ＭＥＭに保持される。

選択部ＳＥＬＵ３も、図１の場合と異なり、電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ１からの第２駆動信号ＧＤ２ａか、固定パルス制御部ＰＣＵからの第２駆動信号ＧＤ２ｂのいずれか一方を選択し、当該選択した第２駆動信号ＧＤ２を定電流駆動部ＩＤＵ内の第２スイッチ（例えば、図５のトランジスタＱ２）に向けて出力する。具体的には、選択部ＳＥＬＵ３は、調光情報ＢＩに基づく輝度が予め定めた基準の輝度よりも高いか低いかを判定する。選択部ＳＥＬＵ３は、基準の輝度よりも高い第１の場合には第２駆動信号ＧＤ２ａを選択し、基準の輝度よりも低い第２の場合には第２駆動信号ＧＤ２ｂを選択する。

電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ３は、図１の場合と同様の構成を備えるが、ここでは、加えて目標電圧設定部ＴＧＶを備えている。目標電圧設定部ＴＧＶは、調光情報ＢＩに応じて、出力電圧（第１電圧）Ｖｏの目標を表す目標電圧を設定する。そして、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ３は、出力電圧Ｖｏと当該目標電圧との誤差に基づき第１駆動信号ＧＤ１を生成する。なお、電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ１の構成および動作に関しては、図１の場合と同様である。

低輝度調光時には、出力電圧Ｖｏの目標電圧に対して、ＬＥＤアレイＬＥＤＡの駆動電流Ｉｄが小さいため、図１７（ｂ）に示したような間欠動作が生じ、ＬＥＤのチラツキが発生している。この対策として、例えば、低輝度調光時に、出力電圧Ｖｏの目標電圧を下げることが考えられる。ただし、この場合、電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ１の前提条件が変わるため、フィードバック制御が不安定となる場合がある。

そこで、図１３に示すように、低輝度調光時には、電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ１からの第２駆動信号ＧＤ２ａを用いずに、固定パルス制御部ＰＣＵによって固定のＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティを持つ第２駆動信号ＧＤ２ｂを用いる。そして、これと共に、電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ３の目標電圧を、調光情報ＢＩに基づく輝度に応じて可変制御する。

これによって、ＬＥＤのチラツキを低減することが可能になる。さらに、別の効果として、低輝度調光時に、第２駆動信号ＧＤ２ｂを固定した状態で、出力電圧Ｖｏの可変制御に基づいて駆動電流Ｉｄの電流値を可変制御することも可能である。このような方式を用いると、低輝度調光時に、例えば、輝度に応じた駆動電流Ｉｄの電流値の調整を、図１の構成例を用いる場合と比較して、更に高分解能で実現できる場合がある。

《ＬＥＤ制御部の主要部の動作（変形例［３］）》
図１４は、図１３のＬＥＤ駆動システムにおいて、ＬＥＤ制御部の主要部の動作例を示すフロー図である。ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ３は、図１４に示すように、外部から入力される調光情報ＢＩに基づいて、調光情報ＢＩの判定処理を行う。図１４において、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ３は、まず、調光情報ＢＩが示す輝度に変更が有るか否かを判定する（ステップＳ２０１）。

ステップＳ２０１において輝度に変更が無い場合、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ３は、処理を終了する。一方、輝度に変更が有る場合、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ３（例えば、選択部ＳＥＬＵ３）は、当該輝度が予め定めた基準の輝度（この例では１０％）よりも低いか否か（すなわち低輝度調光であるか否か）を判定する（ステップＳ２０２）。低輝度調光で無い場合、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ３（例えば、選択部ＳＥＬＵ３）は、電流フィードバック制御部ＩＦＢＵ１からの第２駆動信号ＧＤ２ａを選択する（ステップＳ２０３）。

一方、ステップＳ２０２において低輝度調光で有る場合、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ３は、記憶部ＭＥＭに保存される電流パルス設定値ＰＩＳ（すなわち固定のＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティ）を固定パルス制御部ＰＣＵに設定する（ステップＳ２０４）。その後、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ３は、固定パルス制御部ＰＣＵの動作を開始する（ステップＳ２０５）。また、ステップＳ２０５と共に、ＬＥＤ制御部ＬＥＤＣＵ３（例えば、選択部ＳＥＬＵ３）は、固定パルス制御部ＰＣＵからの第２駆動信号ＧＤ２ｂを選択する（ステップＳ２０６）。さらに、ステップＳ２０５と共に、目標電圧設定部ＴＧＶは、調光情報ＢＩに応じた目標電圧を設定する（ステップＳ２０７）。

《電圧フィードバック制御部の詳細（変形例［３］）》
図１５は、図１３における電圧フィードバック制御部の主要部の詳細な構成例を示すブロック図である。図１５に示す電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ３は、図１２に示した電圧フィードバック制御部ＶＦＢＵ２に対して、目標電圧設定部ＴＧＶが追加された構成となっている。目標電圧設定部ＴＧＶは、調光情報ＢＩに基づく輝度が予め定めた基準の輝度よりも高い場合には、目標電圧ディジタル値Ｄｖｔｇとして所定の固定値を設定し、予め定めた基準の輝度よりも低い場合には、調光情報ＢＩに基づく輝度に応じた値（例えば比例する値等）を目標電圧ディジタル値Ｄｖｔｇとして設定する。

本実施の形態４のＬＥＤ駆動システムでは、前述したように、低輝度調光時に出力電圧Ｖｏを可変制御するため、低輝度調光時において、目標電圧に向けた十分な調整能力が必要とされる。そこで、実施の形態３でも述べたように、図１５および図１２に示されるような２個のＰＩ制御演算部ＰＩＣＬｈ１，ＰＩＣＬｌ１を備えたＰＩ制御部ＰＩＣＵｖ２を用いることが有益となる。

以上、本実施の形態４のＬＥＤ駆動システム、ＬＥＤ駆動装置およびＬＥＤ駆動方法を用いることで、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。さらに、場合によっては、低輝度調光時において、調光分解能の向上が図れる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

（付記）
本発明の一実施の形態によるＬＥＤ駆動装置は、外部から入力される交流電圧で外部に設けられるＬＥＤを駆動するものである。当該ＬＥＤ駆動装置は、整流部と、電圧変換部と、定電流駆動部と、制御部と、を備える。整流部は、交流電圧を整流する。電圧変換部は、コイル及び第１スイッチを含み、第１スイッチのオン・オフを第１駆動信号で制御することで、整流部から出力される電圧を直流電圧となる第１電圧に変換する。定電流駆動部は、第１電圧が供給され、コイルおよび第２スイッチを含み、ＰＷＭ信号となる第２駆動信号で第２スイッチのオン・オフを制御することで、外部から入力される調光情報に応じた電流値を持つ駆動電流を生成し、当該駆動電流でＬＥＤを駆動する。制御部は、目標電流設定部と、電流フィードバック制御部と、固定パルス制御部と、目標電圧設定部と、電圧フィードバック制御部と、を有し、第１および第２駆動信号を生成する。目標電流設定部は、調光情報に応じて、駆動電流の目標を表す目標電流を設定する。電流フィードバック制御部は、調光情報に基づく輝度が予め定めた基準の輝度よりも高い第１の場合に、駆動電流と目標電流との誤差に基づき、第２駆動信号のＰＷＭデューティを定める。固定パルス制御部は、調光情報に基づく輝度が基準の輝度よりも低い第２の場合に、予め定めた固定のＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティを持つ第２駆動信号を生成する。目標電圧設定部は、調光情報に応じて、第１電圧の目標を表す目標電圧を設定する。電圧フィードバック制御部は、第１電圧と目標電圧との誤差に基づき第１駆動信号を生成する。

ＡＣ 商用電源
ＡＤ 加算部
ＡＤＣ アナログ・ディジタル変換部
ＢＩ 調光情報
ＢＬ ブリーダ回路
Ｃ コンデンサ
Ｄ ディジタル値
ＤＢ 整流部
ＤＤ ダイオード
ＤＳＴ デューティ設定値
ＦＢＣ フィードバック抵抗回路
ＦＴ 強制ストップ信号
ＧＤ 駆動信号
Ｉ 電流
ＩＦＢＵ 電流フィードバック制御部
ＩＤＵ 定電流駆動部
ＩＮＴＣ 割り込み制御部
ＩＳ 電流検出電圧
Ｌ コイル
ＬＥＤＡ ＬＥＤアレイ
ＬＥＤＣＭ，ＬＥＤＣＭ’ ＬＥＤ駆動モジュール
ＬＥＤＣＵ，ＬＥＤＣＵ’ ＬＥＤ制御部
ＭＥＭ 記憶部
ＭＬ 乗算部
ＯＶＰ 過電圧検出部
ＰＣＢ，ＰＣＢ’ 配線基板
ＰＣＬ フォトカプラ
ＰＣＵ 固定パルス制御部
ＰＤＶ プリドライバ回路
ＰＧＥＮ パルス生成部
ＰＩＣＬ ＰＩ制御演算部
ＰＩＣＵ ＰＩ制御部
ＰＩＳ 電流パルス設定値
ＰＮ 外部端子
ＰＶＳ 電圧パルス設定値
ＰＷＭＧ ＰＷＭ生成部
Ｑ トランジスタ
Ｒ 抵抗
ＳＢ 減算部
ＳＥＬＵ 選択部
ＳＴ スタート信号
ＳＷ スイッチ
ＳＷＵ スイッチング制御部
ＴＧＩ 目標電流設定部
ＴＧＶ 目標電圧設定部
ＴＭＣ タイマ部
ＴＲ トランス
ＴＳＴ タイマ設定値
Ｖ 電圧
ＶＦＢＵ 電圧フィードバック制御部
ＶＣＵ 電圧変換部
ＶＤＤ，ＶＣＣ 電源電圧
ＺＣＤ ゼロ電流検出信号
ＺＣＤＣ ゼロ電流検出回路

Claims (14)

1. コイル及び第１スイッチを含み、第１駆動信号のオンパルス期間で前記第１スイッチをオンに制御することで、外部電圧を直流電圧となる第１電圧に変換する電圧変換部と、
   前記第１電圧が供給され、外部から入力される調光情報に応じた電流値を持つ駆動電流を生成する定電流駆動部と、
   制御部と、
   を用い、前記駆動電流でＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動方法であって、
   前記制御部は、
   前記調光情報に基づく輝度と予め定めた基準の輝度とを比較する第１ステップと、
   前記調光情報に基づく輝度が前記基準の輝度よりも高い第１の場合に、前記第１電圧と前記第１電圧の目標を表す目標電圧との誤差に基づき前記第１駆動信号を生成する第２ステップと、
   前記調光情報に基づく輝度が前記基準の輝度よりも低い第２の場合に、予め定めた固定の前記オンパルス期間を持つ前記第１駆動信号を生成する第３ステップと、
   を実行する、
   ＬＥＤ駆動方法。
2. 請求項１記載のＬＥＤ駆動方法において、
   前記制御部は、前記第３ステップにおいて、前記オンパルス期間に加えて、さらに、予め定めた固定の周期を持つ前記第１駆動信号を生成する、
   ＬＥＤ駆動方法。
3. 請求項２記載のＬＥＤ駆動方法において、
   前記制御部は、前記第２ステップにおいて、
   前記第１電圧を、前記第１電圧に比例する第１ディジタル値に変換する第４ステップと、
   前記第１ディジタル値と前記第１電圧の目標を表す目標電圧ディジタル値との誤差を算出し、当該誤差を入力とするディジタル演算によって前記第１駆動信号の前記オンパルス期間を定める第５ステップと、
   を実行する、
   ＬＥＤ駆動方法。
4. 請求項３記載のＬＥＤ駆動方法において、
   前記定電流駆動部は、コイル及び第２スイッチを含み、前記第２スイッチのオン・オフをＰＷＭ信号となる第２駆動信号で制御することで前記駆動電流を生成し、
   前記制御部は、さらに、
   前記駆動電流を、前記駆動電流に比例する第２ディジタル値に変換する第６ステップと、
   前記調光情報に応じて、前記駆動電流の目標を表す目標電流ディジタル値を設定する第７ステップと、
   前記第２ディジタル値と前記目標電流ディジタル値との誤差を算出し、当該誤差を入力としたディジタル演算によって前記第２駆動信号のＰＷＭデューティを算出する第８ステップと、
   を実行する、
   ＬＥＤ駆動方法。
5. 外部から入力される電圧で外部に設けられるＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動装置であって、
   コイル及び第１スイッチを含み、第１駆動信号のオンパルス期間で前記第１スイッチをオンに制御することで、前記外部から入力される電圧を直流電圧となる第１電圧に変換する電圧変換部と、
   前記第１電圧が供給され、外部から入力される調光情報に応じた電流値を持つ駆動電流を生成し、前記駆動電流で前記ＬＥＤを駆動する定電流駆動部と、
   前記第１駆動信号を生成する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記調光情報に基づく輝度が予め定めた基準の輝度よりも高い第１の場合に、前記第１電圧と前記第１電圧の目標を表す目標電圧との誤差に基づき前記第１駆動信号を生成するフィードバック制御部と、
   前記調光情報に基づく輝度が前記基準の輝度よりも低い第２の場合に、予め定めた固定の前記オンパルス期間を持つ前記第１駆動信号を生成する固定パルス制御部と、
   を有する、
   ＬＥＤ駆動装置。
6. 請求項５記載のＬＥＤ駆動装置において、
   前記固定パルス制御部は、前記オンパルス期間に加えて、さらに、予め定めた固定の周期を持つ前記第１駆動信号を生成する、
   ＬＥＤ駆動装置。
7. 請求項６記載のＬＥＤ駆動装置において、
   前記フィードバック制御部は、
   前記第１電圧を、前記第１電圧に比例する第１ディジタル値に変換する第１アナログ・ディジタル変換部と、
   前記第１ディジタル値と前記第１電圧の目標を表す目標電圧ディジタル値との誤差を算出し、当該誤差を入力とするディジタル演算によって前記第１駆動信号の前記オンパルス期間を定める第１ディジタル制御部と、
   を有する、
   ＬＥＤ駆動装置。
8. 請求項７記載のＬＥＤ駆動装置において、
   前記定電流駆動部は、コイル及び第２スイッチを含み、前記第２スイッチのオン・オフをＰＷＭ信号となる第２駆動信号で制御することで前記駆動電流を生成し、
   前記制御部は、
   前記駆動電流を、前記駆動電流に比例する第２ディジタル値に変換する第２アナログ・ディジタル変換部と、
   前記調光情報に応じて、前記駆動電流の目標を表す目標電流ディジタル値を設定する目標電流設定部と、
   前記第２ディジタル値と前記目標電流ディジタル値との誤差を算出し、当該誤差を入力とするディジタル演算によって前記第２駆動信号のＰＷＭデューティを定める第２ディジタル制御部と、
   を有する、
   ＬＥＤ駆動装置。
9. 請求項６記載のＬＥＤ駆動装置において、
   前記電圧変換部は、
   一次コイルおよび二次コイルを含むトランスと、
   前記一次コイルに結合される前記第１スイッチと、
   前記二次コイルと前記定電流駆動部との間に設けられるダイオードおよび平滑コンデンサと、
   を含み、
   前記トランスは、前記第１スイッチがオンに制御される期間で電力を蓄積し、当該蓄積した電力を、前記第１スイッチがオフに制御される期間で前記ダイオードを介して前記平滑コンデンサに伝送する、
   ＬＥＤ駆動装置。
10. 外部から入力される電圧で外部に設けられるＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動装置であって、
    コイル及び第１スイッチを含み、前記第１スイッチのオン・オフを第１駆動信号で制御することで、前記外部から入力される電圧を直流電圧となる第１電圧に変換する電圧変換部と、
    前記第１電圧が供給され、外部から入力される調光情報に応じた電流値を持つ駆動電流を生成し、前記駆動電流で前記ＬＥＤを駆動する定電流駆動部と、
    前記第１駆動信号を生成する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記第１電圧を、前記第１電圧に比例する第１ディジタル値に変換する第１アナログ・ディジタル変換部と、
    前記第１ディジタル値と前記第１電圧の目標を表す目標電圧ディジタル値との誤差となる第１誤差ディジタル値を算出する第１誤差算出部と、
    第１演算部および第２演算部と、
    前記調光情報に基づく輝度が予め定めた基準の輝度よりも高い第１の場合に、前記第１演算部から出力されるディジタル値を選択し、前記調光情報に基づく輝度が前記基準の輝度よりも低い第２の場合に、前記第２演算部から出力されるディジタル値を選択する第１選択部と、
    前記第１選択部で選択されるディジタル値に基づいて前記第１駆動信号を生成する第１駆動信号生成部と、
    前記第１演算部から出力されるディジタル値と前記第１選択部で選択されるディジタル値との誤差となる第１出力誤差ディジタル値を算出する第１出力誤差算出部と、
    前記第２演算部から出力されるディジタル値と前記第１選択部で選択されるディジタル値との誤差となる第２出力誤差ディジタル値を算出する第２出力誤差算出部と、
    を備え、
    前記第１演算部は、前記第１誤差ディジタル値と前記第１出力誤差ディジタル値との加算結果を入力としたディジタル演算によってディジタル値を出力し、
    前記第２演算部は、前記第１誤差ディジタル値と前記第２出力誤差ディジタル値との加算結果を入力としたディジタル演算によってディジタル値を出力する、
    ＬＥＤ駆動装置。
11. 請求項１０記載のＬＥＤ駆動装置において、
    前記第１スイッチは、前記第１駆動信号のオンパルス期間でオンに制御され、
    前記第１演算部および前記第２演算部のそれぞれは、前記第１駆動信号の前記オンパルス期間を表すディジタル値を出力する、
    ＬＥＤ駆動装置。
12. 請求項１１記載のＬＥＤ駆動装置において、
    前記電圧変換部は、
    一次コイルおよび二次コイルを含むトランスと、
    前記一次コイルに結合される前記第１スイッチと、
    前記二次コイルと前記定電流駆動部との間に設けられるダイオードおよび平滑コンデンサと、
    を含み、
    前記トランスは、前記第１スイッチがオンに制御される期間で電力を蓄積し、当該蓄積した電力を、前記第１スイッチがオフに制御される期間で前記ダイオードを介して前記平滑コンデンサに放出する、
    ＬＥＤ駆動装置。
13. 請求項１０記載のＬＥＤ駆動装置において、
    前記定電流駆動部は、コイル及び第２スイッチを含み、前記第２スイッチのオン・オフを第２駆動信号で制御することで前記駆動電流を生成し、
    前記制御部は、さらに、
    前記駆動電流を、前記駆動電流に比例する第２ディジタル値に変換する第２アナログ・ディジタル変換部と、
    前記調光情報に応じて、前記駆動電流の目標を表す目標電流ディジタル値を設定する目標電流設定部と、
    前記第２ディジタル値と前記目標電流ディジタル値との誤差となる第２誤差ディジタル値を算出する第２誤差算出部と、
    第３演算部および第４演算部と、
    前記第１の場合に、前記第３演算部から出力されるディジタル値を選択し、前記第２の場合に、前記第４演算部から出力されるディジタル値を選択する第２選択部と、
    前記第２選択部で選択されたディジタル値に基づいて前記第２駆動信号を生成する第２駆動信号生成部と、
    前記第３演算部から出力されるディジタル値と前記第２選択部で選択されるディジタル値との誤差となる第３出力誤差ディジタル値を算出する第３出力誤差算出部と、
    前記第４演算部から出力されるディジタル値と前記第２選択部で選択されるディジタル値との誤差となる第４出力誤差ディジタル値を算出する第４出力誤差算出部と、
    を備え、
    前記第３演算部は、前記第２誤差ディジタル値と前記第３出力誤差ディジタル値との加算結果を入力としたディジタル演算によってディジタル値を出力し、
    前記第４演算部は、前記第２誤差ディジタル値と前記第４出力誤差ディジタル値との加算結果を入力としたディジタル演算によってディジタル値を出力する、
    ＬＥＤ駆動装置。
14. 請求項１３記載のＬＥＤ駆動装置において、
    前記第２駆動信号は、ＰＷＭ信号であり、
    前記第３演算部および前記第４演算部のそれぞれは、前記第２駆動信号のＰＷＭデューティを表すディジタル値を出力する、
    ＬＥＤ駆動装置。

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