JP2017045649A - 発光素子駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】出力地絡保護機能を有することによる起動の際の不具合を解消することができる発光素子駆動装置を提供する。
【解決手段】発光素子に接続されたトランジスタを駆動制御するトランジスタ制御部と、前記発光素子と前記トランジスタとの接続点の電圧レベルに応じた出力地絡検出信号を出力する出力地絡検知部と、前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に前記トランジスタの駆動を停止させる停止制御部と、起動の際に前記出力地絡検出信号をマスキングするマスク信号を生成するマスク信号生成部と、を備える発光素子駆動装置としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光素子駆動装置に関する。
従来、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの発光素子を駆動する発光素子駆動装置が様々に開発されている。
従来の発光素子駆動装置の一例として、ＬＥＤと直列に接続されたＰＮＰトランジスタなどのトランジスタを駆動することでＬＥＤに定電流を流し、ＬＥＤを駆動する装置が存在している。そして、このような発光素子駆動装置には、ＬＥＤのアノード（トランジスタとの接続部分）がグランドにショートされた場合（出力地絡の発生）にトランジスタの熱破壊を防止する出力地絡保護機能を有するものが存在する。
このような出力地絡保護機能としては、ＬＥＤのアノード電圧である出力電圧が上記出力地絡の発生により低電圧となったことを出力地絡保護部により検知し、その検知信号に基づきコントローラがトランジスタをオフとしてトランジスタの熱破壊を防止する。
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。
特開２００９−２５５６７９号公報
しかしながら、上記従来の発光素子駆動装置では、電源を投入して発光素子駆動装置とＬＥＤを含めた発光装置を起動させる際に、上記出力電圧（ＬＥＤのアノード電圧）は０Ｖであるので、出力地絡が発生したと出力地絡保護部により誤検知され、この誤検知に基づき例えばコントローラが異常を示すフラグ信号を外部に出力するなどの不具合が生じる問題があった。
上記状況に鑑み、本発明は、出力地絡保護機能を有することによる起動の際の不具合を解消することができる発光素子駆動装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る発光駆動装置は、発光素子に接続されたトランジスタを駆動制御するトランジスタ制御部と、前記発光素子と前記トランジスタとの接続点の電圧レベルに応じた出力地絡検出信号を出力する出力地絡検知部と、前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に前記トランジスタの駆動を停止させる停止制御部と、起動の際に前記出力地絡検出信号をマスキングするマスク信号を生成するマスク信号生成部と、を備える構成としている（第１の構成）。
また、上記第１の構成において、前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に異常状態を示す異常フラグ信号を出力する異常状態出力部を更に備え、
前記異常状態出力部は、前記出力地絡検出信号が前記マスク信号によってマスキングされる期間は正常状態を示す前記異常フラグ信号を出力することとしてもよい（第２の構成）。
また、上記第２の構成において、電源電圧から基準電圧を生成する基準電圧生成部を更に備え、
起動の際に前記基準電圧が立ち上がって所定のＵＶＬＯ解除電圧に達すると前記出力地絡検知部の動作が開始され、
前記マスク信号生成部は、起動の際に前記基準電圧の立ち上がりに応じてマスキング用のレベルまで立ち上がる前記マスク信号を生成することとしてもよい（第３の構成）。
また、上記第１の構成において、入力されるＰＷＭ信号に応じてパルス状の駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力して前記トランジスタ制御部の駆動をオンオフ制御する駆動信号出力部と、前記トランジスタと前記発光素子との接続点に接続されるコンデンサを更に備え、
前記停止制御部は、前記駆動信号出力部と前記トランジスタ制御部を含み、
前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に前記駆動信号出力部は、前記ＰＷＭ信号に関わらず駆動をオフさせる前記駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力し、
前記駆動信号出力部は、前記ＰＷＭ信号の生成開始タイミングから始まる前記出力地絡検出信号が前記マスク信号によってマスキングされる期間における少なくとも一部の期間で駆動をオンさせる前記駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力することとしてもよい（第４の構成）。
また、上記第４の構成において、前記駆動信号出力部は、前記ＰＷＭ信号の生成開始タイミングから始まる前記出力地絡検出信号が前記マスク信号によってマスキングされる期間における全部の期間で駆動をオンさせる前記駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力することとしてもよい（第５の構成）。
また、上記第４又は第５の構成において、前記マスク信号生成部は、前記ＰＷＭ信号の生成開始をトリガとして所定期間の間、マスキング用のレベルを維持する前記マスク信号を生成することとしてもよい（第６の構成）。
また、上記第６の構成において、前記ＰＷＭ信号は、当該発光素子駆動装置の外部で生成されて入力されることとしてもよい（第７の構成）。
また、本発明の別態様に係るＬＥＤ発光装置は、発光素子としてのＬＥＤと、前記ＬＥＤに出力電圧を供給する上記第１〜第７のいずれかの構成の発光素子駆動装置と、を有する（第８の構成）。
また、上記第８の構成のＬＥＤ発光装置は、ＬＥＤヘッドライトモジュール、ＬＥＤターンランプモジュール、又は、ＬＥＤリアランプモジュールとして提供されてもよい（第９の構成）。
また、本発明の別態様に係る車両は、上記第８又は第９の構成のＬＥＤ発光装置を有する。
本発明によると、出力地絡保護機能を有することによる起動の際の不具合を解消することができる。
本発明の一実施形態及び比較例に係るＬＥＤドライバＩＣを含めた発光装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤドライバＩＣを含めた発光装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤドライバＩＣを含めた発光装置の起動動作を示すタイミングチャートである。 比較例に係るＬＥＤドライバＩＣを含めた発光装置の構成を示す図である。 比較例に係るＬＥＤドライバＩＣを含めた発光装置の起動動作を示すタイミングチャートである。 外部端子ＣＲＴに印加される電圧、ＰＷＭ信号、及び駆動信号の各波形を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤドライバＩＣが搭載される車両の外観図（前面）である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤドライバＩＣが搭載される車両の外観図（背面）である。 ＬＥＤヘッドライトモジュールの外観図である。 ＬＥＤターンランプモジュールの外観図である。 ＬＥＤリアランプモジュールの外観図である。
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明の実施形態についての理解のため、以下では比較例との比較に基づいて説明する。
本発明の一実施形態に係るＬＥＤドライバＩＣ（発光素子駆動装置の一例）を含めた発光装置の構成を図１に示す。なお、図１に示す本実施形態に係るＬＥＤドライバＩＣ１００の構成は主要部のみを示しており、比較例に係るＬＥＤドライバＩＣ１１０（詳細は後述）の構成と共通である。
図１に示すＬＥＤドライバＩＣ１００は、トランジスタ制御部５と、制御ロジック部６と、出力地絡保護部７と、異常状態出力部８と、を集積化した半導体集積回路装置である。また、ＬＥＤドライバＩＣ１００は、外部との電気的な接続を確立するための複数の外部端子（図１では外部端子ＦＢ、ＢＡＳＥ、ＳＣＰ、ＰＢＵＳのみを代表的に明示）を有している。
また、ＬＥＤドライバＩＣ１００を含めた図１に示す発光装置は、ＬＥＤドライバＩＣ１００の外部において、ＬＥＤ１と、ＰＮＰトランジスタ２と、抵抗３と、コンデンサ４と、を備えている。
ＬＥＤ１は、複数のＬＥＤ素子が直列接続されて構成され、電流が流されることにより発光する。なお、ＬＥＤ１は、このような構成に限らず、複数のＬＥＤ素子が直並列に接続されて構成されてもよいし、単一のＬＥＤ素子のみから構成されてもよい。
電流検出用の抵抗３の一端には電源電圧Ｖｉｎが印加され、他端にはＰＮＰトランジスタ２のエミッタに接続される。ＰＮＰトランジスタ２のコレクタには、ＬＥＤ１のアノードが接続される。ＬＥＤ１のカソードはグランド電位の印加端に接続される。
トランジスタ制御部５は、エラーアンプ５１を備えている。エラーアンプ５１の反転端子には、外部端子ＦＢを介して抵抗３とＰＮＰトランジスタ２の接続点に接続される。エラーアンプ５１の非反転端子には、所定の基準電圧Ｖｒｅｆ１が印加される。また、エラーアンプ５１の出力端は、外部端子ＢＡＳＥを介してＰＮＰトランジスタ２のベースに接続される。
外部端子ＦＢには、抵抗Ｒ３に流れる電流から電流・電圧変換されたフィードバック電圧が印加される。そして、トランジスタ制御部５は、フィードバック電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ１が入力されるエラーアンプ５１の出力信号によりＰＮＰトランジスタ２を駆動することにより、ＬＥＤ１に流れるＬＥＤ電流ＩLEDを一定に制御する。即ち、ＬＥＤ電流の定電流制御が行われる。
また、制御ロジック部６には、ＰＷＭ（pulse width modulation）信号ＰＷＭ＿ＯＨが入力される。制御ロジック部６は、入力されるＰＷＭ信号に応じたパルス状の駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨを生成してトランジスタ制御部５に出力する。入力された駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨに応じてトランジスタ制御部５の駆動がオンオフされ、これに従いＬＥＤ電流ＩLEDがオンオフされる。従って、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨのオンデューティ比が調整されることにより、ＬＥＤ１の調光を行える。
また、出力地絡保護部７は、コンパレータ７１を備えている。コンパレータ７１の反転端子には、外部端子ＳＣＰを介してＰＮＰトランジスタ２とＬＥＤ１との接続点に接続される。なお、外部端子ＳＣＰには、コンデンサ４の一端が接続され、コンデンサ４の他端にはグランド電位の印加端が接続される。コンデンサ４は、ＬＥＤ１のＥＳＤ（Electro Static Discharge；静電気放電）破壊保護やＥＭＣ（Electro-Magnetic Compatibility；電磁両立性）試験対策を目的として設けられる。
また、コンパレータ７１の非反転端子には所定の基準電圧Ｖｒｅｆ２が印加される。コンパレータ７１の出力信号である出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨは制御ロジック部６に出力される。
ＬＥＤ１のアノード電圧である出力電圧Ｖｏが正常である場合は、出力電圧Ｖｏが基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも高くなり、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨはＬｏｗレベルとなる。しかしながら、ＬＥＤ１のアノード（ＰＮＰトランジスタ２のコレクタ）がグランドとショートして出力地絡が発生した場合は、出力電圧Ｖｏが低電圧となって基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも小さくなるので、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨはＨｉｇｈレベルとなる。なお、出力地絡とは、図１で言えば、ＬＥＤ１のアノードとカソードが結線された状態と等価である。
制御ロジック部６は、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがＨｉｇｈレベルに切替わったことを検知すると、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨに関わらず駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨをＬｏｗレベルに維持する。これにより、トランジスタ制御部５の駆動はオフとされ、ＰＮＰトランジスタ２がオフとされ、ＰＮＰトランジスタ２の熱破壊を防止することができる。
また、制御ロジック部６が出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがＨｉｇｈレベルに切替わったことを検知すると、異常状態出力部８は、制御ロジック部６からの指令に基づき、異常状態であることを示す異常フラグ信号Ｐｂｕｓを外部端子ＰＢＵＳを介して外部へ出力する。これにより、外部へ異常を知らせることができる。なお、正常状態では異常状態出力部８は、正常を示す異常フラグ信号Ｐｂｕｓを外部に出力する。
次に、本発明の実施形態との比較例に係るＬＥＤドライバＩＣ１１０のより詳細な構成を図４に示す。図４に示すように、ＬＥＤドライバＩＣ１１０は、基準電圧生成部１０を備えている。電源電圧Ｖｉｎは、先述した抵抗３の一端と共に、外部端子ＶＩＮを介して基準電圧生成部１０に印加される。基準電圧生成部１０は、入力された電源電圧Ｖｉｎから基準電圧Ｖｒｅｇ（例えば５Ｖ）を生成する。この基準電圧Ｖｒｅｇは、ＬＥＤドライバＩＣ１１０の内部回路の電源電圧として用いられる。
また、図４に示すように、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨを生成するＰＷＭ信号生成部９は、外付け部品であるコンデンサ９１及び抵抗９２と、ＬＥＤドライバＩＣ１１０の内部構成とから構成される。ＬＥＤドライバＩＣ１１０は、上記内部構成として、定電流源９３、スイッチ９４、電圧比較部９５、インバータ９６、ＭＯＳトランジスタ９７、及びインバータ９８を備えている。
コンデンサ９１及び抵抗９２の各一端は外部端子ＣＲＴに共通接続される。コンデンサ９１の他端は、グランド電位の印加端に接続される。基準電圧Ｖｒｅｇの印加端と、外部端子ＣＲＴと電圧比較部９５との接続点との間には、定電流源９３とスイッチ９４が直列に接続される。
電圧比較部９５は、外部端子ＣＲＴに印加される電圧Ｖｃｒｔと所定の電圧閾値を比較して、その比較結果としてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルからなる比較検出信号ＣＰ＿ＯＵＴを出力する。比較検出信号ＣＰ＿ＯＵＴは、インバータ９８及びインバータ９６に入力される。また、スイッチ９４は、比較検出信号ＣＰ＿ＯＵＴのレベルに応じてオンオフを切替えられる。
インバータ９８の出力信号がＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨとなる。また、インバータ９６の出力信号はＮチャネルＭＯＳＦＥＴであるＭＯＳトランジスタ９７のゲートに印加される。ＭＯＳトランジスタ９７のドレインは、外部端子ＤＩＳＣを介して抵抗９２の他端に接続され、ソースはグランド電位の印加端に接続される。
このような構成のＰＷＭ信号生成部９の動作について、図６に示すタイミングチャートも参照して説明する。スイッチ９４がオンであり定電流源９３により生成される定電流Ｉｃ１によりコンデンサ９１が充電される。充電に従って外部端子ＣＲＴに生成される電圧Ｖｃｒｔ（図６の上段）が上昇し、電圧Ｖｃｒｔが閾値電圧Ｖｃｒｔ＿ｄｉｓｔに達するまでは電圧比較部９５はＨｉｇｈレベルの比較検出信号ＣＰ＿ＯＵＴを出力する。これにより、スイッチ９４はオンとされ、インバータ９６の出力によりＭＯＳトランジスタ９７はオフとされ、インバータ９８はＬｏｗレベルのＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨ（図６の中段）を出力する。
そして、電圧Ｖｃｒｔが電圧閾値Ｖｃｒｔ＿ｄｉｓｔに達すると、電圧比較部９５は比較検出信号ＣＰ＿ＯＵＴをＬｏｗレベルとする。これにより、スイッチ９４はオフとなり、インバータ９６の出力によりＭＯＳトランジスタ９７はオンとなる。従って、コンデンサ９１の充電は停止され、ＭＯＳトランジスタ９７により抵抗９２を介してコンデンサ９１は放電を開始する。
コンデンサ９１の放電に従って電圧Ｖｃｒｔは低下し、電圧Ｖｃｒｔが電圧閾値Ｖｃｒｔ＿ｃｈａ（＜Ｖｃｒｔ＿ｄｉｓｔ）に達するまでは電圧比較部９５は比較検出信号ＣＰ＿ＯＵＴをＬｏｗレベルとする。よって、インバータ９８の出力であるＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨはＨｉｇｈレベルとなる。
そして、電圧Ｖｃｒｔが電圧閾値Ｖｃｒｔ＿ｃｈａに達すると、電圧比較部９５は比較検出信号ＣＰ＿ＯＵＴをＨｉｇｈレベルとする。これにより、スイッチ９４はオンとなり、ＭＯＳトランジスタ９７はオフとなり、コンデンサ９１の放電は停止されると共に充電が開始される。
このような動作によってＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨは生成される。ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨの周期とオンデューティ比は、外付け部品であるコンデンサ９１と抵抗９２によって設定することができる。
そして、制御ロジック部６は、図６の下段に示すように、入力されるＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨがＨｉｇｈレベルの期間はＨｉｇｈレベルの駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨを出力し、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨがＬｏｗレベルの期間はＬｏｗレベルの駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨを出力する。駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨがＨｉｇｈレベルであると、トランジスタ制御部５において外部端子ＦＢとエラーアンプ５１の反転端子の間に設けられたスイッチ５２はオンとなる。これにより、トランジスタ制御部５の駆動がオンとなってＰＮＰトランジスタ２が駆動され、ＬＥＤ１に定電流である電流ＩLEDが流れる。
一方、駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨがＬｏｗレベルであるとスイッチ５２はオフとなる。これにより、トランジスタ制御部５の駆動はオフとなってＰＮＰトランジスタ２がオフとなり、電流ＩLEDは流れない。従って、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨのオンデューティ比に応じてＬＥＤ１の発光による明るさを調整できる。
また、出力地絡保護部７は、コンパレータ７１に加えてコンパレータ７２を備えている。コンパレータ７２の反転端子には外部端子ＳＣＰが接続され、非反転端子には所定の基準電圧Ｖｒｅｆ３が印加される。例えばコンパレータ７１用の基準電圧Ｖｒｅｆ２が１．２Ｖとすると、基準電圧Ｖｒｅｆ３は例えば１．３Ｖに設定される。また、電源電圧Ｖｉｎの印加端と外部端子ＳＣＰとの間には、定電流源１１とスイッチ１２が直列に接続される。スイッチ１２は、コンパレータ７２の出力に応じてオンオフが切替えられる。
このような構成によれば、出力電圧Ｖｏが低下して基準電圧Ｖｒｅｆ３よりも低くなると、コンパレータ７２の出力がＨｉｇｈレベルとなってスイッチ１２がオンとなり、定電流源１１によって生成される定電流Ｉｃ２によってコンデンサ４が充電される。これにより、出力電圧Ｖｏは上昇し、出力電圧Ｖｏが基準電圧Ｖｒｅｆ３以上となると、スイッチ１２はオフとなり、コンデンサ４の充電は停止される。これにより、出力電圧Ｖｏが低下することによって基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも低くなり、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがＨｉｇｈレベルとなって出力地絡保護機能が誤動作することを防止できる。
次に、比較例に係るＬＥＤドライバＩＣ１１０を含めた発光装置の起動時の動作について、図５に示すタイミングチャートも参照して説明する。
図５に示すように、電源投入により電源電圧Ｖｉｎがタイミングｔ０において立ち上がる。そして、タイミングｔ０から遅れたタイミングｔ１において基準電圧生成部１０によって生成される基準電圧Ｖｒｅｇが立ち上がる。基準電圧Ｖｒｅｇの立ち上がりに応じて異常状態出力部８の出力する異常フラグ信号Ｐｂｕｓも立ち上がる。
ここで、基準電圧生成部１０は、ＵＶＬＯ機能（Under Voltage Lock Out；低電圧誤動作防止機能）を備えており、所定のＵＶＬＯ解除電圧に基準電圧Ｖｒｅｇが達するまではＬＥＤドライバＩＣ１１０の内部回路をスタンバイ状態とする。そして、基準電圧ＶｒｅｇがＵＶＬＯ解除電圧（例えば４Ｖ）に達すると、基準電圧生成部１０は上記内部回路を動作させる。
図５では、タイミングｔ２において基準電圧ＶｒｅｇがＵＶＬＯ解除電圧Ｖｕｖｌｏに達すると、ＵＶＬＯ＿ＯＬがＨｉｇｈレベルとなる。すると、出力地絡保護部７が動作し、この時点で出力電圧Ｖｏは０Ｖであるので、コンパレータ７１の出力としての出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨはＨｉｇｈレベルとなる。すると、制御ロジック部６は、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨに基づいて、異常状態出力部８に指令して異常フラグ信号Ｐｂｕｓを異常状態を示すＬｏｗレベルとさせる。
その後、タイミングｔ３においてＰＷＭ信号生成部９によるＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨの生成が開始される（図５のハッチングはＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが繰り返される波形を示す）。しかしながら、制御ロジック部６は、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがＨｉｇｈレベルであるので、入力されるＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨに関わらず、駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨをＬｏｗレベルに維持させる。従って、スイッチ５２はオフとなり、ＰＮＰトランジスタ２はオフとなる。
一方、タイミングｔ３においてコンパレータ７２の出力が開始され、スイッチ１２がオンとなることにより、定電流源１１による定電流Ｉｃ２によってコンデンサ４の充電が開始される。この充電に従って出力電圧Ｖｏは徐々に上昇する。そして、出力電圧Ｖｏが基準電圧Ｖｒｅｆ２に達したタイミングｔ４において、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨはＬｏｗレベルとなる。これにより、制御ロジック部６は異常状態出力部８に指令して異常フラグ信号Ｐｂｕｓを正常状態を示すＨｉｇｈレベルとさせる。
また、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがＬｏｗレベルとなったので、制御ロジック部６は、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨに応じたパルス状の駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨの出力を開始する。これにより、ＬＥＤ１の発光が開始される。このとき、出力電圧Ｖｏは、基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも高い順方向電圧と、順方向電圧よりも高い電圧との間を繰り返す波形となる。
以上のような比較例に係るＬＥＤドライバＩＣ１１０の起動動作によれば、出力電圧Ｖｏが０Ｖから起動するために出力地絡の誤検知（出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがＨｉｇｈレベル）によって、異常状態ではないにも関わらず異常を示す異常フラグ信号Ｐｂｕｓが出力されてしまうという問題がある。
また、出力地絡の誤検知によって、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨに関わらず制御ロジック部６は、駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨをＬｏｗとするので、微小な定電流Ｉｃ２（例えば１ｍＡ）によるコンデンサ４の充電によって出力電圧Ｖｏの上昇速度は小さく、出力電圧Ｖｏが基準電圧Ｖｒｅｆ２に達するまでの時間（ｔ３からｔ４の期間）が長くなる。結果的に、ＬＥＤ１が発光開始するまでの起動時間（ｔ０からｔ４の期間）が長くなってしまうという問題もある。
そこで、本発明の実施形態に係るＬＥＤドライバＩＣ１００は、図２のような構成としている。図２に示すＬＥＤドライバＩＣ１００は、比較例に係るＬＥＤドライバＩＣ１１０の構成（図４）において、第１マスク信号生成部２１と第２マスク信号生成部２２を更に備えた構成としている。
このような構成のＬＥＤドライバＩＣ１００を含めた発光装置の起動時の動作について、図３に示すタイミングチャートも参照して説明する。
タイミングｔ１０において電源電圧Ｖｉｎが立ち上がり、遅れてタイミングｔ１１において基準電圧Ｖｒｅｇが立ち上がると、基準電圧Ｖｒｅｇに応じて、第１マスク信号生成部２１により生成される第１マスク信号ＳＣＰＭ１＿ＯＨ、及び異常フラグ信号Ｐｂｕｓが立ち上がる。
そして、基準電圧ＶｒｅｇがＵＶＬＯ解除電圧Ｖｕｖｌｏに達したタイミングｔ１２において、出力地絡保護部７の動作が開始される。出力電圧Ｖｏは０Ｖであるので、コンパレータ７１の出力としての出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨはＨｉｇｈレベルとなる。
出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨはＨｉｇｈレベルであるが、第１マスク信号ＳＣＰＭ１＿ＯＨは立ち上がっているので、制御ロジック部６は異常状態出力部８に指令して、異常フラグ信号Ｐｂｕｓは継続して立ち上がる。そして、第１マスク信号ＳＣＰＭ１＿ＯＨは所定のＨｉｇｈレベルに達する。出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨはＨｉｇｈレベルであるが、第１マスク信号ＳＣＰＭ１＿ＯＨがＨｉｇｈレベル（マスキング状態を示す）であるので、制御ロジック部６は、異常状態出力部８に指令して、異常フラグ信号Ｐｂｕｓを正常状態を示すＨｉｇｈレベルとさせる。
そして、タイミングｔ１３においてＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨの生成が開始されると、これをトリガとして第１マスク信号生成部２１は、タイミングｔ１３から所定期間Ｔ１（例えば８０μｓ）の間、第１マスク信号ＳＣＰＭ１＿ＯＨをＨｉｇｈレベルとさせる。所定期間Ｔ１が経過すれば、第１マスク信号ＳＣＰＭ１＿ＯＨはＬｏｗレベルとされる。
また、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨの生成開始をトリガとして、第２マスク信号生成部２２は、第２マスク信号ＳＣＰＭ２＿ＯＨをＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへ切替え、上記所定期間Ｔ１の間、Ｈｉｇｈレベルを維持させる。所定期間Ｔ１が経過すれば、第２マスク信号ＳＣＰＭ２＿ＯＨはＬｏｗレベルとされる。出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがＨｉｇｈレベルであるが、第２マスク信号ＳＣＰＭ２＿ＯＨがＨｉｇｈレベル（マスキング状態を示す）であるので、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨに関わらず、制御ロジック部６は、駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨをＨｉｇｈレベルに維持させる。
これにより、トランジスタ制御部５の駆動のオンが維持され、オンとなったＰＮＰトランジスタ２を流れる電流によってコンデンサ４の充電が行われる。これにより、出力電圧Ｖｏは上昇し、タイミングｔ１４において基準電圧Ｖｒｅｆ２に達する。すると、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨはＬｏｗレベルとなるので、制御ロジック部６は、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨに応じたパルス状の駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨの出力を開始する（図３のハッチング）。これにより、ＬＥＤ１の発光が開始される。このとき、出力電圧Ｖｏは、基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも高い順方向電圧と、順方向電圧よりも高い電圧との間を繰り返す波形となる。
また、タイミングｔ１４以降、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがＬｏｗレベルであるので、制御ロジック部６による指令によって異常状態出力部８は正常状態を示すＨｉｇｈレベルの異常フラグ信号Ｐｂｕｓを出力する。
このような本発明の実施形態に係るＬＥＤドライバＩＣ１００によれば、起動動作において、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがＨｉｇｈレベルとなって出力地絡が誤検知されても、Ｈｉｇｈレベルとされた第１マスク信号ＳＣＰＭ１＿ＯＨによって出力地絡検出信号ＳＣＰＭ１＿ＯＨをマスキングし、本来、異常フラグ信号Ｐｂｕｓを異常状態とするところを正常状態を示すものとして出力することができる。
また、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがＨｉｇｈレベルとなって出力地絡が誤検知されても、Ｈｉｇｈレベルとされた第２マスク信号ＳＣＰＭ２＿ＯＨによって出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがマスキングされ、本来、ＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨに関わらず駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨをＬｏｗレベルとするところをＨｉｇｈレベルに維持する。これにより、ＰＮＰトランジスタ２を流れる電流によってコンデンサ４を充電するので、出力電圧Ｖｏの上昇速度を高くすることができ、出力電圧Ｖｏが基準電圧Ｖｒｅｆ２に達するまでの時間（タイミングｔ１３からｔ１４までの期間）を短くすることができる。結果、ＬＥＤ１が発光開始するまでの起動時間（タイミングｔ１０からｔ１４までの期間）を短縮することが可能となる。
＜変形実施例について＞
上記実施形態において、例えば、第１及び第２マスク信号生成部を共通化し、基準電圧ＶｒｅｇがＵＶＬＯ解除電圧に達したことをトリガとして、そのタイミング（図３ではタイミングｔ１２）から所定期間だけＨｉｇｈレベルを維持させたマスク信号を生成してもよい。
但し、特に上記実施形態ではＬＥＤドライバＩＣ１００の外部においてＰＷＭ信号を生成し、制御ロジック部６が外部からＰＷＭ信号を受信する構成としてもよいが、この場合、ＰＷＭ信号が生成開始されるタイミングが不明である。すると、上記変形例では、出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがＨｉｇｈレベルになっている途中でマスク信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切替わり、その後にＰＷＭ信号が生成開始される可能性がある。
この場合、Ｈｉｇｈレベルとなっている出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨがマスキングされない状態となり、異常フラグ信号Ｐｂｕｓが異常を示すＬｏｗレベルとして出力されてしまう。また、ＰＷＭ信号が生成開始されたタイミングでＨｉｇｈレベルである出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨはマスキングされていないので、ＰＷＭ信号に関わらず駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨがＬｏｗレベルに維持され、スイッチ１２のオンによって微小な定電流Ｉｃ２によるコンデンサ４の充電が開始される。従って、出力電圧Ｖｏの上昇速度が低くなり、ＬＥＤ１が点灯するまでの起動時間が長くなる。
従って、先述した上記実施形態の第１マスク信号ＳＣＰＭ１＿ＯＨ、及び第２マスク信号ＳＣＰＭ２＿ＯＨのようにＰＷＭ信号ＰＷＭ＿ＯＨの生成開始をトリガとして所定期間だけＨｉｇｈレベルを維持させれば、ＰＷＭ信号の生成開始タイミングに依らずに上記のような事象を回避することができる。
また、Ｈｉｇｈレベルとなっている出力地絡検出信号ＳＣＰ＿ＯＨをマスキングする期間（図３ではタイミングｔ１３からｔ１４）では、駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨはＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルを繰り返す形態としてもよい。但し、先述した上記実施形態のように上記期間では駆動信号ＤＲＶＯＮ＿ＯＨはＨｉｇｈレベルを維持させたほうが出力電圧Ｖｏの上昇速度が高くなるので望ましい。
また、ＰＮＰトランジスタ２については、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴに置換してもよいし、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴはＬＥＤドライバＩＣ内部に集積化させてもよい。
＜車両、ＬＥＤランプモジュール＞
ＬＥＤドライバＩＣ１００は、例えば、図７及び図８で示すように、車両Ｘのヘッドライト（ハイビーム／ロービーム／スモールランプ／フォグランプなどを適宜含む）Ｘ１、白昼夜走行（ＤＲＬ）用光源Ｘ２、テールランプ（スモールランプやバックランプ等を適宜含む）Ｘ３、ストップランプＸ４、及び、ターンランプＸ５などの駆動手段として好適に用いることができる。なお、ＬＥＤドライバＩＣ１００は、駆動対象となるＬＥＤと共にＬＥＤランプモジュール（図９のＬＥＤヘッドライトモジュールＹ１、図１０のＬＥＤターンランプモジュールＹ２、及び、図１１のＬＥＤリアランプモジュールＹ３など）として提供されるものであってもよいし、ＬＥＤとは独立にＩＣ単体として提供されるものであってもよい。
また、ＬＥＤドライバＩＣ１００は、車載エクステリア照明以外にも、高輝度のＬＥＤ光源を必要とするアプリケーション（ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ［head-up display］など）において好適に用いることができる。
＜その他＞
なお、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り、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、例えば車両用ＬＥＤドライバＩＣに利用することができる。
１００、１１０ ＬＥＤドライバＩＣ
１ ＬＥＤ
２ ＰＮＰトランジスタ
３ 抵抗
４ コンデンサ
５ トランジスタ制御部
５１ エラーアンプ
５２ スイッチ
６ 制御ロジック部
７ 出力地絡保護部
７１ コンパレータ
７２ コンパレータ
８ 異常状態出力部
９ ＰＷＭ信号生成部
９１ コンデンサ
９２ 抵抗
９３ 定電流源
９４ スイッチ
９５ 電圧比較部
９６ インバータ
９７ ＭＯＳトランジスタ
９８ インバータ
１０ 基準電圧生成部
１１ 定電流源
１２ スイッチ
２１ 第１マスク信号生成部
２２ 第２マスク信号生成部

Claims (10)

  1. 発光素子に接続されたトランジスタを駆動制御するトランジスタ制御部と、
    前記発光素子と前記トランジスタとの接続点の電圧レベルに応じた出力地絡検出信号を出力する出力地絡検知部と、
    前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に前記トランジスタの駆動を停止させる停止制御部と、
    起動の際に前記出力地絡検出信号をマスキングするマスク信号を生成するマスク信号生成部と、を備えることを特徴とする発光素子駆動装置。
  2. 前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に異常状態を示す異常フラグ信号を出力する異常状態出力部を更に備え、
    前記異常状態出力部は、前記出力地絡検出信号が前記マスク信号によってマスキングされる期間は正常状態を示す前記異常フラグ信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動装置。
  3. 電源電圧から基準電圧を生成する基準電圧生成部を更に備え、
    起動の際に前記基準電圧が立ち上がって所定のＵＶＬＯ解除電圧に達すると前記出力地絡検知部の動作が開始され、
    前記マスク信号生成部は、起動の際に前記基準電圧の立ち上がりに応じてマスキング用のレベルまで立ち上がる前記マスク信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の発光素子駆動装置。
  4. 入力されるＰＷＭ信号に応じてパルス状の駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力して前記トランジスタ制御部の駆動をオンオフ制御する駆動信号出力部と、前記トランジスタと前記発光素子との接続点に接続されるコンデンサを更に備え、
    前記停止制御部は、前記駆動信号出力部と前記トランジスタ制御部を含み、
    前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に前記駆動信号出力部は、前記ＰＷＭ信号に関わらず駆動をオフさせる前記駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力し、
    前記駆動信号出力部は、前記ＰＷＭ信号の生成開始タイミングから始まる前記出力地絡検出信号が前記マスク信号によってマスキングされる期間における少なくとも一部の期間で駆動をオンさせる前記駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力することを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動装置。
  5. 前記駆動信号出力部は、前記ＰＷＭ信号の生成開始タイミングから始まる前記出力地絡検出信号が前記マスク信号によってマスキングされる期間における全部の期間で駆動をオンさせる前記駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力することを特徴とする請求項４に記載の発光素子駆動装置。
  6. 前記マスク信号生成部は、前記ＰＷＭ信号の生成開始をトリガとして所定期間の間、マスキング用のレベルを維持する前記マスク信号を生成することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の発光素子駆動装置。
  7. 前記ＰＷＭ信号は、当該発光素子駆動装置の外部で生成されて入力されることを特徴とする請求項６に記載の発光素子駆動装置。
  8. 発光素子としてのＬＥＤと、
    前記ＬＥＤに出力電圧を供給する請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の発光素子駆動装置と、を有することを特徴とするＬＥＤ発光装置。
  9. ＬＥＤヘッドライトモジュール、ＬＥＤターンランプモジュール、又は、ＬＥＤリアランプモジュールとして提供されることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ発光装置。
  10. 請求項８又は請求項９に記載のＬＥＤ発光装置を有することを特徴とする車両。
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