JP2017099077A - Power supply device for led, and semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＬＥＤ用電源装置、および、半導体集積回路に関する発明である。 The present invention relates to an LED power supply device and a semiconductor integrated circuit.
従来、調光信号の入力に応じて、ＰＷＭ調光とリニア調光とを切り替えて、ＬＥＤランプの調光率を制御するＬＥＤ用電源装置がある（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an LED power supply device that switches between PWM dimming and linear dimming according to the input of a dimming signal and controls the dimming rate of the LED lamp (for example, see Patent Document 1).
ここで、ＬＥＤ用電源装置の調光モデルにおいて、調光５％以下の限りなくゼロに近い（消灯に近い）値まで、調光できるようにするためには、リニア調光は限界があるため対応が困難であり、例えば、ＰＷＭ調光を適用する必要がある。 Here, in the dimming model of the LED power supply device, linear dimming has a limit in order to allow dimming to a value close to zero (close to extinguishing) as much as 5% or less of dimming. For example, it is necessary to apply PWM dimming.
このＰＷＭ調光を用いた場合、ＬＥＤランプの電流リップル等がリニア調光よりも増加するため、調光が１００％（全光）の場合等、ＬＥＤ電流が大きい調光率に対してはリニア調光を用いるのが望ましい。 When this PWM dimming is used, the current ripple of the LED lamp increases more than the linear dimming. Therefore, when the dimming is 100% (all light), the dimming rate with a large LED current is linear. It is desirable to use dimming.
また、リニア調光とＰＷＭ調光とを切り替えて制御する場合、既述の従来のＬＥＤ用電源装置のように、メモリ及び論理回路を有する比較的高価なマイクロコンピュータ等の制御が必要となり、製造コストが増加する問題があった。 In addition, when controlling by switching between linear dimming and PWM dimming, it is necessary to control a relatively expensive microcomputer having a memory and a logic circuit as in the conventional LED power supply device described above. There was a problem that the cost increased.
そこで、本発明では、ＰＷＭ調光とリニア調光とを切り替えを比較的簡易な構成を用いて行うことにより、製造コストを低減することが可能なＬＥＤ用電源装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an LED power supply device capable of reducing the manufacturing cost by switching between PWM dimming and linear dimming using a relatively simple configuration. .
本発明の一態様に係る実施例に従ったＬＥＤ用電源装置は、
１つ又は直列に接続された複数のＬＥＤ素子を含むＬＥＤランプに流れる電流を制御するための制御スイッチ素子と、
前記ＬＥＤランプに流れる電流を検出するための検出抵抗と、
パルス波のパルス幅と周期とデューティ比により調光率を規定するＰＷＭ調光信号と、前記検出抵抗の検出抵抗電圧と、に基づいて、ＰＷＭ調光とリニア調光とを切り替えて、前記ＬＥＤランプの調光率が前記ＰＷＭ調光信号で規定される調光率に近づくように、前記制御スイッチ素子を制御する制御回路と、を備える
ことを特徴とする。
An LED power supply device according to an embodiment according to one aspect of the present invention includes:
A control switch element for controlling a current flowing in an LED lamp including one or a plurality of LED elements connected in series;
A detection resistor for detecting a current flowing through the LED lamp;
Based on the PWM dimming signal that defines the dimming rate by the pulse width, period, and duty ratio of the pulse wave, and the detection resistance voltage of the detection resistor, the PWM dimming and the linear dimming are switched, and the LED A control circuit that controls the control switch element so that the dimming rate of the lamp approaches the dimming rate defined by the PWM dimming signal.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記ＬＥＤ用電源装置は、
直流電源の正極に接続される第１の電源端子、及び、前記直流電源の負極に接続され且つ接地される第２の電源端子と、
前記ＬＥＤランプのアノード側が接続される第１の負荷端子、及び、前記ＬＥＤランプのカソード側が接続される第２の負荷端子と、
一端が前記第１の電源端子に接続された前記制御スイッチ素子と、
一端が前記制御スイッチ素子の他端に接続され、他端が前記第１の負荷端子に接続されたインダクタと、
一端が前記第２の電源端子に接続され、他端が前記インダクタの前記一端に接続され、前記第２の電源端子から前記インダクタの前記一端に向かう方向が順方向となる整流素子と、
一端が前記第１の負荷端子に接続され、他端が前記第２の負荷端子に接続された出力コンデンサと、
一端が前記第２の負荷端子に接続され、他端が前記整流素子の前記一端に接続された前記検出抵抗と、を備え、
前記制御回路は、
前記ＰＷＭ調光信号と、前記検出抵抗の前記一端における前記検出抵抗電圧と、に基づいて、前記ＰＷＭ調光と前記リニア調光とを切り替えて、前記ＬＥＤランプの調光率が前記ＰＷＭ調光信号で規定される調光率に近づくように、前記制御スイッチ素子を制御する
ことを特徴とする。
In the LED power supply device,
The LED power supply device
A first power supply terminal connected to the positive electrode of the DC power supply, and a second power supply terminal connected to the negative electrode of the DC power supply and grounded;
A first load terminal to which the anode side of the LED lamp is connected; and a second load terminal to which the cathode side of the LED lamp is connected;
The control switch element having one end connected to the first power supply terminal;
An inductor having one end connected to the other end of the control switch element and the other end connected to the first load terminal;
A rectifying element having one end connected to the second power supply terminal, the other end connected to the one end of the inductor, and a direction from the second power supply terminal toward the one end of the inductor being a forward direction;
An output capacitor having one end connected to the first load terminal and the other end connected to the second load terminal;
One end of which is connected to the second load terminal and the other end of which is connected to the one end of the rectifying element.
The control circuit includes:
Based on the PWM dimming signal and the detection resistance voltage at the one end of the detection resistor, the PWM dimming and the linear dimming are switched so that the dimming rate of the LED lamp is the PWM dimming rate. The control switch element is controlled so as to approach the dimming rate specified by the signal.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記制御回路は、
前記ＰＷＭ調光信号のデューティ比に応じたアナログ信号の電圧が、予め設定された切換閾値電圧未満である場合には、前記ＬＥＤランプをＰＷＭ調光するように前記制御スイッチ素子を制御し、
一方、前記アナログ信号の電圧が前記切換閾値電圧以上である場合には、前記ＬＥＤランプをリニア調光するように前記制御スイッチ素子を制御する
ことを特徴とする。
In the LED power supply device,
The control circuit includes:
When the voltage of the analog signal corresponding to the duty ratio of the PWM dimming signal is less than a preset switching threshold voltage, the control switch element is controlled to PWM dimm the LED lamp,
On the other hand, when the voltage of the analog signal is equal to or higher than the switching threshold voltage, the control switch element is controlled to linearly dim the LED lamp.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記制御回路は、
前記ＰＷＭ調光信号のデューティ比が前記LEDランプを暗から明へ調光されるように変化した場合に上昇する電圧のアナログ信号を、出力する調光回路と、
前記アナログ信号の電圧と、前記検出抵抗電圧に基づいた第１の電圧と、の誤差電圧を平均した第２の電圧を出力する積分アンプと、
前記第２の電圧と、前記制御スイッチ素子をオン／オフする周期の基準となる基準クロック信号と、に基づいて、前記制御スイッチ素子を制御するための第１の制御信号を第１ノードに出力する第１の制御部と、
一端が前記第１ノードに接続され、他端が信号ノードに接続された第１のスイッチと、
前記ＰＷＭ調光信号の１周期の期間中に上昇するタイマー用電圧を出力し、前記ＰＷＭ調光信号の１周期の期間経過時に前記タイマー用電圧を初期値にリセットするタイマー回路と、
前記タイマー用電圧と前記第２の電圧とを比較した結果に応じた第１の比較結果信号を出力する第１のコンパレータと、
前記検出抵抗電圧に基づいた第３の電圧と、予め設定された電流制限用閾値電圧とを比較した結果に応じた第２の比較結果信号を出力する第２のコンパレータと、
前記第１の比較結果信号、前記第２の比較結果信号、及び基準クロック信号に基づいて、前記制御スイッチ素子を制御するための第２の制御信号を第２ノードに出力する第２の制御部と、
一端が前記第２ノードに接続され、他端が前記信号ノードに接続された第２のスイッチと、
前記ＰＷＭ調光信号の前記デューティ比に応じたアナログ信号の電圧が、予め設定された切換閾値電圧以上である場合には、前記第１のスイッチをオンし且つ前記第２のスイッチをオフし、一方、前記アナログ信号の電圧が前記切換閾値電圧未満である場合には前記第１のスイッチをオフし且つ前記第２のスイッチをオンする切換用コンパレータと、を備え、
前記制御回路は、前記信号ノードの信号に応じて、前記制御スイッチ素子を制御することを特徴とする。
In the LED power supply device,
The control circuit includes:
A dimming circuit that outputs an analog signal of a voltage that rises when the duty ratio of the PWM dimming signal changes so that the LED lamp is dimmed from dark to bright;
An integrating amplifier that outputs a second voltage obtained by averaging error voltages of the voltage of the analog signal and the first voltage based on the detection resistance voltage;
A first control signal for controlling the control switch element is output to a first node based on the second voltage and a reference clock signal serving as a reference of a cycle for turning on / off the control switch element. A first control unit,
A first switch having one end connected to the first node and the other end connected to a signal node;
A timer circuit that outputs a timer voltage that rises during one period of the PWM dimming signal, and resets the timer voltage to an initial value when one period of the PWM dimming signal has elapsed;
A first comparator that outputs a first comparison result signal according to a result of comparing the timer voltage and the second voltage;
A second comparator that outputs a second comparison result signal according to a result of comparing the third voltage based on the detected resistance voltage and a preset current limiting threshold voltage;
A second control unit that outputs a second control signal for controlling the control switch element to a second node based on the first comparison result signal, the second comparison result signal, and a reference clock signal When,
A second switch having one end connected to the second node and the other end connected to the signal node;
If the voltage of the analog signal corresponding to the duty ratio of the PWM dimming signal is equal to or higher than a preset switching threshold voltage, turn on the first switch and turn off the second switch, On the other hand, a switching comparator that turns off the first switch and turns on the second switch when the voltage of the analog signal is less than the switching threshold voltage,
The control circuit controls the control switch element according to a signal of the signal node.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記ＰＷＭ調光信号において、前記調光率が前記デューティ比の単調増加関数又は単調減少関数になるように対応しており、
前記第２の制御部は、
前記タイマー用電圧が前記第２の電圧以上であることを前記第１の比較結果信号が示す場合には、前記制御スイッチ素子をオフする前記第２の制御信号を出力し、
一方、前記タイマー用電圧が前記第２の電圧未満であることを前記第１の比較結果信号が示す場合には、前記基準クロック信号が変移したときから前記第３の電圧が電流制限用閾値電圧未満であることを前記第２の比較結果信号が示している間は前記制御スイッチ素子をオンし、また、前記第３の電圧が電流制限用閾値電圧に達したことを前記第２の比較結果信号が示したときから前記基準クロック信号が変移したときまで前記制御スイッチ素子をオフするように、前記第２の制御信号を出力する
ことを特徴とする。
In the LED power supply device,
In the PWM dimming signal, the dimming rate corresponds to a monotonically increasing function or a monotonically decreasing function of the duty ratio,
The second controller is
When the first comparison result signal indicates that the timer voltage is equal to or higher than the second voltage, the second control signal for turning off the control switch element is output;
On the other hand, when the first comparison result signal indicates that the timer voltage is less than the second voltage, the third voltage is the current limiting threshold voltage from when the reference clock signal is changed. The second comparison result signal indicates that the control switch element is turned on while the second comparison result signal indicates that the third voltage is less than the current limit threshold voltage. The second control signal is output so that the control switch element is turned off from when the signal indicates until when the reference clock signal changes.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記制御回路は、前記第１の制御部及び前記第２の制御部に、前記基準クロック信号を出力する発振器をさらに備える
ことを特徴とする。
In the LED power supply device,
The control circuit further includes an oscillator that outputs the reference clock signal to the first control unit and the second control unit.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記制御回路は、
前記ＰＷＭ調光信号のパルス波の信号変化のタイミングでリセット信号を出力するリセット回路をさらに備え、
前記タイマー回路は、
タイマー用コンデンサを備え、
前記タイマー用コンデンサを継続的に充電し、前記タイマー用コンデンサの充電電圧を前記タイマー用電圧として出力し、前記リセット信号に応じて、前記タイマー用コンデンサを放電させる
ことを特徴とする。
In the LED power supply device,
The control circuit includes:
A reset circuit that outputs a reset signal at the timing of signal change of the pulse wave of the PWM dimming signal;
The timer circuit is
With a timer capacitor,
The timer capacitor is continuously charged, a charging voltage of the timer capacitor is output as the timer voltage, and the timer capacitor is discharged according to the reset signal.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記制御回路は、
前記信号ノードの信号に応じて、前記制御スイッチ素子を制御するスイッチドライバをさらに備える
ことを特徴とする。
In the LED power supply device,
The control circuit includes:
A switch driver for controlling the control switch element according to a signal of the signal node is further provided.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記整流素子は、
カソードが前記インダクタの前記一端に接続され、アノードが前記検出抵抗の前記他端に接続されたダイオードである
ことを特徴とする。
In the LED power supply device,
The rectifying element is
The cathode is connected to the one end of the inductor, and the anode is a diode connected to the other end of the detection resistor.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記制御スイッチ素子は、
ドレインが前記第１の電源端子に接続され、ソースが前記インダクタの一端に接続されたｎＭＯＳトランジスタである
ことを特徴とする。
In the LED power supply device,
The control switch element is
The drain is connected to the first power supply terminal, and the source is an nMOS transistor connected to one end of the inductor.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記第２の制御部は、
前記基準クロック信号が入力されるセット端子と、
前記第１の比較結果信号が入力される第１のリセット端子と、
前記第２の比較結果信号が入力される第２のリセット端子と、
前記第２の制御信号を出力する出力端子と、を備えるＳＲフリップフロップである
ことを特徴とする。
In the LED power supply device,
The second controller is
A set terminal to which the reference clock signal is input;
A first reset terminal to which the first comparison result signal is input;
A second reset terminal to which the second comparison result signal is input;
An SR flip-flop comprising: an output terminal that outputs the second control signal.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記第１のコンパレータの反転入力端子に前記第２の電圧が入力され、
前記第１のコンパレータの非反転入力端子に前記タイマー用電圧が入力されることを特徴とする。
In the LED power supply device,
The second voltage is input to an inverting input terminal of the first comparator;
The timer voltage is input to a non-inverting input terminal of the first comparator.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記第２のコンパレータの反転入力端子に前記電流制限用閾値電圧が入力され、
前記第２のコンパレータの非反転入力端子に前記第３の電圧が入力されることを特徴とする。
In the LED power supply device,
The current limiting threshold voltage is input to the inverting input terminal of the second comparator,
The third voltage is input to a non-inverting input terminal of the second comparator.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記タイマー回路は、
タイマー用電流を出力するタイマー用電流源と、
一端が前記タイマー用電流源の出力に接続され、他端が接地に接続された前記タイマー用コンデンサと、
ドレインが前記タイマー用コンデンサの前記一端に接続され、ソースが前記接地に接続され、ゲートに前記リセット信号が入力されるＭＯＳトランジスタと、を備え、
前記タイマー用コンデンサの前記一端から前記タイマー用電圧が出力されることを特徴とする。
In the LED power supply device,
The timer circuit is
A timer current source for outputting a timer current; and
One end connected to the output of the timer current source and the other end connected to ground, the timer capacitor;
A MOS transistor having a drain connected to the one end of the timer capacitor, a source connected to the ground, and a gate to which the reset signal is input;
The timer voltage is output from the one end of the timer capacitor.
前記ＬＥＤ用電源装置において、
前記積分アンプは、
非反転入力端子に前記アナログ信号が入力され、反転入力端子に前記第１の電圧が入力され、前記第２の電圧を出力するオペアンプと、
一端が前記オペアンプの前記反転入力端子に接続された帰還抵抗と、
前記帰還抵抗の他端と前記オペアンプの出力部との間に接続された帰還コンデンサと、を備えることを特徴とする。
In the LED power supply device,
The integrating amplifier is
An operational amplifier that inputs the analog signal to a non-inverting input terminal, inputs the first voltage to an inverting input terminal, and outputs the second voltage;
A feedback resistor having one end connected to the inverting input terminal of the operational amplifier;
And a feedback capacitor connected between the other end of the feedback resistor and the output section of the operational amplifier.
本発明の一態様に係る実施例に従った半導体集積回路は、
１つ又は直列に接続された複数のＬＥＤ素子を含むＬＥＤランプに流れる電流を制御するための制御スイッチ素子と、前記ＬＥＤランプに流れる電流を検出するための検出抵抗と、を備えたＬＥＤ用電源装置に適用される半導体集積回路であって、
パルス波のパルス幅と周期とデューティ比により調光率を規定するＰＷＭ調光信号と、前記検出抵抗の検出抵抗電圧と、に基づいて、ＰＷＭ調光とリニア調光とを切り替えて、前記ＬＥＤランプの調光率が前記ＰＷＭ調光信号で規定される調光率に近づくように、前記制御スイッチ素子を制御する制御回路と、を備える
ことを特徴とする。
A semiconductor integrated circuit according to an embodiment of one aspect of the present invention includes:
A power supply for an LED comprising: a control switch element for controlling a current flowing in an LED lamp including one or a plurality of LED elements connected in series; and a detection resistor for detecting a current flowing in the LED lamp A semiconductor integrated circuit applied to an apparatus,
Based on the PWM dimming signal that defines the dimming rate by the pulse width, period, and duty ratio of the pulse wave, and the detection resistance voltage of the detection resistor, the PWM dimming and the linear dimming are switched, and the LED A control circuit that controls the control switch element so that the dimming rate of the lamp approaches the dimming rate defined by the PWM dimming signal.
本発明の一態様に係るＰＷＭ調光とリニア調光とを切り替えを比較的簡易な構成を用いて行うことにより、製造コストを低減することができる。 By switching between PWM dimming and linear dimming according to one embodiment of the present invention using a relatively simple configuration, manufacturing cost can be reduced.
以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、実施形態に係るＬＥＤ用電源装置１００の構成の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an LED
図１に示すように、実施形態に係るＬＥＤ用電源装置１００は、例えば、第１の電源端子ＴＢ１と、第２の電源端子ＴＢ２と、第１の負荷端子ＴＸ１と、第２の負荷端子ＴＸ２と、制御スイッチ素子ＣＳＷと、検出抵抗ＲＤと、整流素子Ｄと、インダクタ（降圧チョッパ）Ｌと、出力コンデンサＣと、検出抵抗ＲＤと、制御回路（半導体集積回路）ＣＯＮと、直流電源Ｂと、を備える。
As shown in FIG. 1, the LED
第１の電源端子ＴＢ１は、直流電源Ｂの正極に接続されている。また、第２の電源端子ＴＢ２は、直流電源Ｂの負極に接続され且つ接地されている。 The first power supply terminal TB1 is connected to the positive electrode of the DC power supply B. The second power supply terminal TB2 is connected to the negative electrode of the DC power supply B and grounded.
第１の負荷端子ＴＸ１は、ＬＥＤランプＸのアノード側が接続されている。また、第２の負荷端子ＴＸ２は、ＬＥＤランプＸのカソード側が接続されている。なお、このＬＥＤランプＸは、１つ又は直列に接続された複数のＬＥＤ素子を含む。 The anode side of the LED lamp X is connected to the first load terminal TX1. The second load terminal TX2 is connected to the cathode side of the LED lamp X. The LED lamp X includes one or a plurality of LED elements connected in series.
また、制御スイッチ素子ＣＳＷは、一端が第１の電源端子ＴＢ１に接続され、他端がインダクタＬの一端に接続されている。この制御スイッチ素子ＣＳＷは、ＬＥＤランプＸに流れる電流を制御するようになっている。 The control switch element CSW has one end connected to the first power supply terminal TB1 and the other end connected to one end of the inductor L. The control switch element CSW controls the current flowing through the LED lamp X.
この制御スイッチ素子ＣＳＷは、例えば、図１に示すように、ドレインが第１の電源端子ＴＢ１に接続され、ソースがインダクタＬの一端に接続されたｎＭＯＳトランジスタである。 The control switch element CSW is, for example, an nMOS transistor having a drain connected to the first power supply terminal TB1 and a source connected to one end of the inductor L as shown in FIG.
また、インダクタＬは、一端が制御スイッチ素子ＣＳＷの他端に接続され、他端が第１の負荷端子ＴＸ１に接続されている。 The inductor L has one end connected to the other end of the control switch element CSW and the other end connected to the first load terminal TX1.
また、検出抵抗ＲＤは、一端が第２の負荷端子ＴＸ２に接続され、他端が整流素子Ｄの一端に接続されている。この検出抵抗ＲＤは、ＬＥＤランプＸに流れる電流を検出するためのものである。 The detection resistor RD has one end connected to the second load terminal TX2 and the other end connected to one end of the rectifying element D. The detection resistor RD is for detecting the current flowing through the LED lamp X.
また、整流素子Ｄは、一端が第２の電源端子ＴＢ２に接続され、他端がインダクタＬの一端（制御スイッチ素子ＣＳＷの他端）に接続されている。そして、この整流素子Ｄは、第２の電源端子ＴＢ２からインダクタＬの一端に向かう方向が順方向となる。 The rectifying element D has one end connected to the second power supply terminal TB2 and the other end connected to one end of the inductor L (the other end of the control switch element CSW). In the rectifying element D, the direction from the second power supply terminal TB2 toward one end of the inductor L is the forward direction.
この整流素子Ｄは、例えば、図１に示すように、カソードがインダクタＬの一端に接続され、アノードが検出抵抗ＲＤの他端に接続されたダイオードである。 The rectifying element D is, for example, a diode having a cathode connected to one end of the inductor L and an anode connected to the other end of the detection resistor RD, as shown in FIG.
また、出力コンデンサＣは、一端が第１の負荷端子ＴＸ１に接続され、他端が第２の負荷端子ＴＸ２に接続されている。 The output capacitor C has one end connected to the first load terminal TX1 and the other end connected to the second load terminal TX2.
また、制御回路ＣＯＮは、パルス波のパルス幅と周期とデューティ比とによりＬＥＤランプＸの調光率を規定するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）調光信号ＳＩＮが入力されるようになっている。 The control circuit CON receives a PWM (Pulse Width Modulation) dimming signal SIN that defines the dimming rate of the LED lamp X based on the pulse width, period, and duty ratio of the pulse wave.
そして、制御回路ＣＯＮは、制御スイッチ素子ＣＳＷのオン／オフを制御することにより、ＬＥＤランプＸに所定の電流を供給して、ＬＥＤランプＸの調光率をＰＷＭ調光信号ＳＩＮに応じた値に制御するようになっている。
特に、制御回路ＣＯＮは、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮと、検出抵抗ＲＤの一端における検出抵抗電圧ＲＤＶと、に基づいて、ＰＷＭ調光とリニア調光とを切り替えて、ＬＥＤランプＸの調光率がＰＷＭ調光信号ＳＩＮで規定される調光率に近づくように、制御スイッチ素子ＣＳＷを制御するようになっている。
Then, the control circuit CON supplies a predetermined current to the LED lamp X by controlling on / off of the control switch element CSW, and the dimming rate of the LED lamp X is a value corresponding to the PWM dimming signal SIN. It comes to control.
In particular, the control circuit CON switches between PWM dimming and linear dimming based on the PWM dimming signal SIN and the detection resistance voltage RDV at one end of the detection resistor RD, and the dimming rate of the LED lamp X is The control switch element CSW is controlled so as to approach the dimming rate defined by the PWM dimming signal SIN.
例えば、制御回路ＣＯＮは、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮのデューティ比に応じたアナログ信号ＡＳの電圧が、予め設定された切換閾値電圧ＴＨＸ未満である場合には、ＬＥＤランプＸをＰＷＭ調光するように制御スイッチ素子ＣＳＷを制御する。 For example, the control circuit CON performs PWM dimming on the LED lamp X when the voltage of the analog signal AS corresponding to the duty ratio of the PWM dimming signal SIN is lower than a preset switching threshold voltage THX. The control switch element CSW is controlled.
一方、制御回路ＣＯＮは、アナログ信号ＡＳの電圧が切換閾値電圧ＴＨＸ以上である場合には、ＬＥＤランプＸをリニア調光するように制御スイッチ素子ＣＳＷを制御する。 On the other hand, when the voltage of the analog signal AS is equal to or higher than the switching threshold voltage THX, the control circuit CON controls the control switch element CSW so that the LED lamp X is linearly dimmed.
なお、本実施形態では、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮにおいて、規定される調光率がデューティ比の単調増加関数になるように対応している。しかし、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮにおいて、規定される調光率がデューティ比の単調減少関数になるように対応していてもよい。 In the present embodiment, the PWM dimming signal SIN is adapted so that the prescribed dimming rate is a monotonically increasing function of the duty ratio. However, the PWM dimming signal SIN may be adapted so that the specified dimming rate is a monotonically decreasing function of the duty ratio.
ここで、リニア調光は、後述のように、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮのデューティ比に応じたアナログ信号ＡＳの電圧と、検出抵抗電圧ＲＤＶに基づいた第１の電圧Ｖ１と、の誤差電圧を平均した第２の電圧Ｖ２に応じて、制御スイッチ素子ＣＳＷのオンデューティを制御して、ＬＥＤランプＸの調光率を制御するものである。 Here, as described later, the linear dimming averages the error voltage between the voltage of the analog signal AS corresponding to the duty ratio of the PWM dimming signal SIN and the first voltage V1 based on the detection resistance voltage RDV. The dimming rate of the LED lamp X is controlled by controlling the on-duty of the control switch element CSW in accordance with the second voltage V2.
この制御回路ＣＯＮは、例えば、図１に示すように、調光回路ＤＣと、積分アンプＡと、発振器ＯＳＣと、第１の制御部ＣＯＮ１と、第２の制御部ＣＯＮ２と、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、スイッチドライバＳＷＤと、リセット回路Ｙと、タイマー回路ＴＭと、インバータＩＮＶと、第１のコンパレータＣＯＭＰ１と、第２のコンパレータＣＯＭＰ２と、切換用コンパレータＣＯＭＰＸと、抵抗ＲＢと、抵抗ＲＣと、を備える。 For example, as shown in FIG. 1, the control circuit CON includes a dimming circuit DC, an integrating amplifier A, an oscillator OSC, a first control unit CON1, a second control unit CON2, and a first switch. SW1, second switch SW2, switch driver SWD, reset circuit Y, timer circuit TM, inverter INV, first comparator COMP1, second comparator COMP2, switching comparator COMPX, resistance RB and resistance RC are provided.
調光回路ＤＣは、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮが入力されるようになっている。 The dimming circuit DC receives a PWM dimming signal SIN.
この調光回路ＤＣは、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮのデューティ比がＬＥＤランプＸを暗から明へ調光されるように変化した場合に上昇する電圧のアナログ信号ＡＳを、出力する。そして、調光回路ＤＣは、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮのデューティ比がＬＥＤランプＸを明から暗へ調光されるように変化した場合には、アナログ信号ＡＳの電圧を下降させる。 The dimming circuit DC outputs an analog signal AS having a voltage that rises when the duty ratio of the PWM dimming signal SIN changes so that the LED lamp X is dimmed from dark to bright. The dimming circuit DC decreases the voltage of the analog signal AS when the duty ratio of the PWM dimming signal SIN changes so that the LED lamp X is dimmed from light to dark.
また、積分アンプＡは、アナログ信号ＡＳの電圧と、検出抵抗電圧ＲＤＶに基づいた第１の電圧Ｖ１と、の誤差電圧を平均した第２の電圧Ｖ２を出力するようになっている。 Further, the integrating amplifier A outputs a second voltage V2 obtained by averaging the error voltage between the voltage of the analog signal AS and the first voltage V1 based on the detection resistance voltage RDV.
この積分アンプＡは、例えば、図１に示すように、オペアンプＯＰと、帰還抵抗ＲＡと、帰還コンデンサＣＡと、を備える。 For example, as shown in FIG. 1, the integrating amplifier A includes an operational amplifier OP, a feedback resistor RA, and a feedback capacitor CA.
オペアンプＯＰは、非反転入力端子にアナログ信号ＡＳが入力され、反転入力端子に第１の電圧Ｖ１が入力され、第２の電圧Ｖ２を出力するようになっている。 The operational amplifier OP is configured such that the analog signal AS is input to the non-inverting input terminal, the first voltage V1 is input to the inverting input terminal, and the second voltage V2 is output.
なお、このオペアンプＯＰの反転入力端子は、抵抗ＲＢを介して、検出抵抗ＲＤの一端に接続されている。この抵抗ＲＢの一端の第１の電圧Ｖ１は、検出抵抗ＲＤの一端の検出電圧ＲＤＶに応じて変化する。 Note that the inverting input terminal of the operational amplifier OP is connected to one end of the detection resistor RD via the resistor RB. The first voltage V1 at one end of the resistor RB changes according to the detection voltage RDV at one end of the detection resistor RD.
そして、帰還抵抗ＲＡは、一端がオペアンプＯＰの反転入力端子に接続されている。 The feedback resistor RA has one end connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP.
そして、帰還コンデンサＣＡは、帰還抵抗ＲＡの他端とオペアンプＯＰの出力との間に接続されている。 The feedback capacitor CA is connected between the other end of the feedback resistor RA and the output of the operational amplifier OP.
上述の構成により、オペアンプＯＰの出力電圧は、アナログ信号ＡＳの電圧と、検出抵抗電圧ＲＤＶに基づいた第１の電圧Ｖ１と、の誤差電圧を平均した第２の電圧Ｖ２となる。 With the above-described configuration, the output voltage of the operational amplifier OP becomes the second voltage V2 obtained by averaging the error voltage between the voltage of the analog signal AS and the first voltage V1 based on the detection resistance voltage RDV.
また、図１に示すように、発振器ＯＳＣは、第１の制御部ＣＯＮ１及び第２の制御部ＣＯＮ２に、制御スイッチ素子ＣＳＷをオン／オフする周期の基準となる基準クロック信号ＣＬＫを出力するようになっている。 Further, as shown in FIG. 1, the oscillator OSC outputs a reference clock signal CLK that is a reference of a cycle for turning on / off the control switch element CSW to the first control unit CON1 and the second control unit CON2. It has become.
そして、第１の制御部ＣＯＮ１は、第２の電圧Ｖ２と、基準クロック信号ＣＬＫと、に基づいて、制御スイッチ素子ＣＳＷを制御するための第１の制御信号Ｋ１を第１ノードＮ１に出力するようになっている。 Then, the first control unit CON1 outputs a first control signal K1 for controlling the control switch element CSW to the first node N1 based on the second voltage V2 and the reference clock signal CLK. It is like that.
この第１の制御部ＣＯＮ１は、例えば、基準クロック信号ＣＬＫの周期を有し且つオンデューティが第２の電圧Ｖ２の値に対応して変化するパルス信号を、第１の制御信号Ｋ１として出力する。 The first control unit CON1 outputs, for example, a pulse signal that has a cycle of the reference clock signal CLK and whose on-duty changes corresponding to the value of the second voltage V2 as the first control signal K1. .
また、第１のスイッチＳＷ１は、一端が第１ノードＮ１に接続され、他端が信号ノードＮＳに接続されている。この第１のスイッチＳＷ１は、切換信号ＦＢにより、オン／オフが制御される。 The first switch SW1 has one end connected to the first node N1 and the other end connected to the signal node NS. The first switch SW1 is controlled to be turned on / off by a switching signal FB.
この第１のスイッチＳＷ１は、オンすることにより、第１ノードＮ１と信号ノードＮＳとの間を導通させて、第１の制御信号Ｋ１を第１ノードＮ１から信号ノードＮＳに伝達させる。一方、第１のスイッチＳＷ１は、オフすることにより、第１ノードＮ１と信号ノードＮＳとの間を遮断する。 When the first switch SW1 is turned on, the first switch SW1 conducts between the first node N1 and the signal node NS, and transmits the first control signal K1 from the first node N1 to the signal node NS. On the other hand, the first switch SW1 shuts off the first node N1 and the signal node NS by turning off.
また、リセット回路Ｙは、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮのパルス波の信号変化のタイミング（ここでは、例えば、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮの１周期の期間経過時）でリセット信号ＳＲを出力するようになっている。 The reset circuit Y outputs the reset signal SR at the timing of the signal change of the pulse wave of the PWM dimming signal SIN (here, for example, when one period of the PWM dimming signal SIN has elapsed). Yes.
また、タイマー回路ＴＭは、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮの１周期の期間中に上昇するタイマー用電圧ＶＴを出力し、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮの１周期の期間経過時にタイマー用電圧ＶＴを初期値にリセットするようになっている。 The timer circuit TM outputs a timer voltage VT that rises during one cycle of the PWM dimming signal SIN, and resets the timer voltage VT to an initial value when one cycle of the PWM dimming signal SIN has elapsed. It is supposed to be.
このタイマー回路ＴＭは、例えば、図１に示すように、タイマー用電流源ＴＩＳと、タイマー用コンデンサＣＴと、ＭＯＳトランジスタ（ｐＭＯＳトランジスタ）ＴＴと、を備える。 For example, as shown in FIG. 1, the timer circuit TM includes a timer current source TIS, a timer capacitor CT, and a MOS transistor (pMOS transistor) TT.
タイマー用電流源ＴＩＳは、タイマー用電流を出力部から出力するようになっている。 The timer current source TIS outputs a timer current from the output unit.
タイマー用コンデンサＣＴは、一端がタイマー用電流源ＴＩＳの出力部に接続され、他端が接地に接続されている。このタイマー用コンデンサＣＴの一端からタイマー用電圧ＶＴが出力される。 One end of the timer capacitor CT is connected to the output section of the timer current source TIS, and the other end is connected to the ground. A timer voltage VT is output from one end of the timer capacitor CT.
ＭＯＳトランジスタＴＴは、ドレインがタイマー用コンデンサＣＴの一端に接続され、ソースが接地に接続され、ゲートにリセット信号ＳＲが入力されるようになっている。 The MOS transistor TT has a drain connected to one end of the timer capacitor CT, a source connected to the ground, and a reset signal SR input to the gate.
このＭＯＳトランジスタＴＴは、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮの１周期の期間経過時にリセット信号ＳＲが入力されるとオンして、タイマー用コンデンサＣＴに充電された電荷を放電させる。これにより、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮの１周期の期間経過時にタイマー用電圧ＶＴが初期値にリセットされる。 The MOS transistor TT is turned on when the reset signal SR is input when one period of the PWM dimming signal SIN has elapsed, and discharges the charge charged in the timer capacitor CT. Thus, the timer voltage VT is reset to the initial value when one period of the PWM dimming signal SIN has elapsed.
このように、タイマー回路ＴＭは、タイマー用コンデンサＣＴを継続的に充電し、タイマー用コンデンサＣＴの充電電圧をタイマー用電圧ＶＴとして出力し、リセット信号ＳＲに応じて、タイマー用コンデンサＣＴを放電させる。 As described above, the timer circuit TM continuously charges the timer capacitor CT, outputs the charging voltage of the timer capacitor CT as the timer voltage VT, and discharges the timer capacitor CT in accordance with the reset signal SR. .
また、第１のコンパレータＣＯＭＰ１は、タイマー用電圧ＶＴと第２の電圧Ｖ２とを比較した結果に応じた第１の比較結果信号Ｓ１を出力するようになっている。 The first comparator COMP1 outputs a first comparison result signal S1 corresponding to the result of comparing the timer voltage VT and the second voltage V2.
なお、図１の例では、第１のコンパレータＣＯＭＰ１の反転入力端子に第２の電圧Ｖ２が入力されるようになっている。さらに、第１のコンパレータＣＯＭＰ１の非反転入力端子にタイマー用電圧ＶＴが入力されるようになっている。 In the example of FIG. 1, the second voltage V2 is input to the inverting input terminal of the first comparator COMP1. Further, the timer voltage VT is input to the non-inverting input terminal of the first comparator COMP1.
また、第２のコンパレータＣＯＭＰ２は、検出抵抗電圧ＲＤＶに基づいた第３の電圧Ｖ３と、予め設定された電流制限用閾値電圧ＴＨＩと、を比較した結果に応じた第２の比較結果信号Ｓ２を出力するようになっている。 Further, the second comparator COMP2 generates a second comparison result signal S2 corresponding to a result of comparing the third voltage V3 based on the detection resistance voltage RDV and a preset current limiting threshold voltage THI. It is designed to output.
なお、図１の例では、第２のコンパレータＣＯＭＰ２の反転入力端子に電流制限用閾値電圧ＴＨＩが入力されるようになっている。さらに、第２のコンパレータＣＯＭＰ２の非反転入力端子に第３の電圧Ｖ３が入力されるようになっている。 In the example of FIG. 1, the current limiting threshold voltage THI is input to the inverting input terminal of the second comparator COMP2. Further, the third voltage V3 is input to the non-inverting input terminal of the second comparator COMP2.
そして、第２のコンパレータＣＯＭＰ２の非反転入力端子は、抵抗ＲＣを介して、検出抵抗ＲＤの一端に接続されている。この抵抗ＲＣの一端の第３の電圧Ｖ３は、検出抵抗ＲＤの一端の検出電圧ＲＤＶに応じて変化する。 The non-inverting input terminal of the second comparator COMP2 is connected to one end of the detection resistor RD via the resistor RC. The third voltage V3 at one end of the resistor RC changes according to the detection voltage RDV at one end of the detection resistor RD.
また、第２の制御部ＣＯＮ２は、第１の比較結果信号Ｓ１、第２の比較結果信号Ｓ２、及び基準クロック信号ＣＬＫに基づいて、制御スイッチ素子ＣＳＷを制御するための第２の制御信号Ｋ２を第２ノードＮ２に出力するようになっている。 Further, the second control unit CON2 controls the second control signal K2 for controlling the control switch element CSW based on the first comparison result signal S1, the second comparison result signal S2, and the reference clock signal CLK. Is output to the second node N2.
例えば、第２の制御部ＣＯＮ２は、タイマー用電圧ＶＴが第２の電圧Ｖ２以上であることを第１の比較結果信号Ｓ１が示す第１の場合には、制御スイッチ素子ＣＳＷをオフするように、例えば、“Ｌｏｗ”レベルの第２の制御信号Ｋ２を出力する。 For example, the second control unit CON2 turns off the control switch element CSW in the first case where the first comparison result signal S1 indicates that the timer voltage VT is equal to or higher than the second voltage V2. For example, the second control signal K2 of “Low” level is output.
一方、第２の制御部ＣＯＮ２は、タイマー用電圧ＶＴが第２の電圧Ｖ２未満であることを第１の比較結果信号Ｓ１が示す第２の場合には、基準クロック信号ＣＬＫが変移したとき（立ち上がったとき）から第３の電圧Ｖ３が電流制限用閾値電圧ＴＨＩ未満であることを第２の比較結果信号Ｓ２が示している間は（第３の電圧Ｖ３が上昇して電流制限用閾値電圧ＴＨＩに達したときまで）制御スイッチ素子ＣＳＷをオンするように、例えば、“Ｈｉｇｈ”レベルの第２の制御信号Ｋ２を出力する。 On the other hand, in the second case where the first comparison result signal S1 indicates that the timer voltage VT is less than the second voltage V2, the second control unit CON2 changes the reference clock signal CLK ( While the second comparison result signal S2 indicates that the third voltage V3 is less than the current limiting threshold voltage THI (from the time of rising), the third voltage V3 increases and the current limiting threshold voltage For example, the second control signal K2 of “High” level is output so that the control switch element CSW is turned on (until the time THI is reached).
さらに、第２の制御部ＣＯＮ２は、上記第２の場合において、第３の電圧Ｖ３が電流制限用閾値電圧ＴＨＩに達したことを第２の比較結果信号Ｓ２が示したときから基準クロック信号ＣＬＫが変移したとき（立ち上がったとき）まで制御スイッチ素子ＣＳＷをオフするように、例えば、“Ｌｏｗ”レベルの第２の制御信号Ｋ２を出力する。 Further, the second control unit CON2 performs the reference clock signal CLK from the time when the second comparison result signal S2 indicates that the third voltage V3 has reached the current limiting threshold voltage THI in the second case. For example, the second control signal K2 at the “Low” level is output so that the control switch element CSW is turned off until the state of the signal changes (rises).
この第２の制御部ＣＯＮ２は、例えば、図１に示すように、基準クロック信号ＣＬＫが入力されるセット端子Ｓと、第１の比較結果信号Ｓ１が入力される第１のリセット端子Ｒ１と、第２の比較結果信号Ｓ２が入力される第２のリセット端子Ｒ２と、第２の制御信号Ｋ２を出力する出力端子Ｑと、を備えるＳＲフリップフロップである。 For example, as shown in FIG. 1, the second control unit CON2 includes a set terminal S to which the reference clock signal CLK is input, a first reset terminal R1 to which the first comparison result signal S1 is input, The SR flip-flop includes a second reset terminal R2 to which the second comparison result signal S2 is input and an output terminal Q for outputting the second control signal K2.
また、第２のスイッチＳＷ２は、一端が第２ノードＮ２に接続され、他端が信号ノードＮＳに接続されている。この第２のスイッチＳＷ２は、切換信号Ｆにより、オン／オフが制御される。 The second switch SW2 has one end connected to the second node N2 and the other end connected to the signal node NS. The second switch SW2 is controlled to be turned on / off by a switching signal F.
この第２のスイッチＳＷ２は、オンすることにより、第２ノードＮ２と信号ノードＮＳとの間を導通させて、第２の制御信号Ｋ２を第２ノードＮ２から信号ノードＮＳに伝達させる。一方、第２のスイッチＳＷ２は、オフすることにより、第２ノードＮ２と信号ノードＮＳとの間を遮断する。 When the second switch SW2 is turned on, the second switch SW2 conducts between the second node N2 and the signal node NS, and transmits the second control signal K2 from the second node N2 to the signal node NS. On the other hand, the second switch SW2 shuts off the second node N2 and the signal node NS by turning off.
また、切換用コンパレータＣＯＭＰＸは、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮのデューティ比に応じたアナログ信号ＡＳの電圧と、予め設定された切換閾値電圧ＴＨＸと、を比較した結果に応じて、切換信号Ｆを出力して、第１のスイッチＳＷと第２のスイッチＳＷ２とを、相補的にオン／オフするようになっている。 Further, the switching comparator COMPX outputs a switching signal F according to the result of comparing the voltage of the analog signal AS corresponding to the duty ratio of the PWM dimming signal SIN and a preset switching threshold voltage THX. Thus, the first switch SW and the second switch SW2 are turned on / off in a complementary manner.
例えば、切換用コンパレータＣＯＭＰＸは、アナログ信号ＡＳの電圧が切換閾値電圧ＴＨＸ以上である場合には、第１のスイッチＳＷ１をオンし且つ第２のスイッチＳＷ２をオフさせるための切換信号Ｆを出力する。 For example, the switching comparator COMPX outputs a switching signal F for turning on the first switch SW1 and turning off the second switch SW2 when the voltage of the analog signal AS is equal to or higher than the switching threshold voltage THX. .
一方、切換用コンパレータＣＯＭＰＸは、アナログ信号ＡＳの電圧が切換閾値電圧ＴＨＸ未満である場合には第１のスイッチＳＷ１をオフし且つ第２のスイッチＳＷ２をオンする切換信号Ｆを出力する。 On the other hand, the switching comparator COMPX outputs a switching signal F that turns off the first switch SW1 and turns on the second switch SW2 when the voltage of the analog signal AS is lower than the switching threshold voltage THX.
なお、この切換用コンパレータＣＯＭＰＸは、本実施形態においては、ヒステリシス特性を有する。 The switching comparator COMPX has a hysteresis characteristic in the present embodiment.
ここで、インバータＩＮＶは、切換信号Ｆを反転した切換信号ＦＢを第１のスイッチＳＷ１に出力する。これにより、第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２とは、切換信号Ｆと、切換信号Ｆの論理を反転した（切換信号Ｆに基づいた）切換信号ＦＢとにより制御される。すなわち、切換信号Ｆに基づいて、第１のスイッチＳＷと第２のスイッチＳＷ２とは、相補的にオン／オフするように制御される。 Here, the inverter INV outputs a switching signal FB obtained by inverting the switching signal F to the first switch SW1. Thereby, the first switch SW1 and the second switch SW2 are controlled by the switching signal F and the switching signal FB obtained by inverting the logic of the switching signal F (based on the switching signal F). That is, based on the switching signal F, the first switch SW and the second switch SW2 are controlled to be turned on / off in a complementary manner.
また、スイッチドライバＳＷＤは、信号ノードＮＳの信号ＶＧに応じて、制御スイッチ素子ＣＳＷを制御するようになっている。ここでは、例えば、スイッチドライバＳＷＤは、信号ＶＧの駆動能力を増加させて制御スイッチ素子ＣＳＷであるｎＭＯＳトランジスタのゲートに供給する。 The switch driver SWD controls the control switch element CSW according to the signal VG of the signal node NS. Here, for example, the switch driver SWD increases the driving capability of the signal VG and supplies it to the gate of the nMOS transistor that is the control switch element CSW.
ここで、第１のスイッチＳＷ１がオンし且つ第２のスイッチＳＷ２がオフしている場合、信号ノードＮＳの信号ＶＧは、第１の制御信号Ｋ１となる。一方、第１のスイッチＳＷ１がオフし且つ第２のスイッチＳＷ２がオンしている場合、信号ノードＮＳの信号ＶＧは、第２の制御信号Ｋ２となる。 Here, when the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off, the signal VG of the signal node NS becomes the first control signal K1. On the other hand, when the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on, the signal VG of the signal node NS becomes the second control signal K2.
このように、制御回路ＣＯＮは、信号ノードＮＳの信号ＶＧに応じて、制御スイッチ素子ＣＳＷを制御する。 As described above, the control circuit CON controls the control switch element CSW in accordance with the signal VG of the signal node NS.
次に、以上のような構成を有するＬＥＤ用電源装置１００の動作の一例について、図２ないし図５を用いて説明する。
Next, an example of the operation of the LED
図２は、図１に示すＬＥＤ用電源装置１００のリニア調光とＰＷＭ調光とを切り替える動作波形の一例を示す波形図である。また、図３は、図１に示すＬＥＤ用電源装置１００のリニア調光時の動作波形の一例を示す図である。また、図４は、図１に示すＬＥＤ用電源装置１００のＰＷＭ調光時の動作波形の一例を示す図である。また、図５は、図４に示す期間Ｐに注目した動作波形の一例を示す波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing an example of operation waveforms for switching between linear dimming and PWM dimming of the LED
先ず、図２に示すように、例えば、時刻ｔａにおいて、切換用コンパレータＣＯＭＰＸは、アナログ信号ＡＳの電圧が切換閾値電圧ＴＨＸ以上になると、第１のスイッチＳＷ１をオンし且つ第２のスイッチＳＷ２をオフさせるための“Ｌｏｗ”レベルの切換信号Ｆを出力する。 First, as shown in FIG. 2, for example, at time ta, the switching comparator COMPX turns on the first switch SW1 and turns on the second switch SW2 when the voltage of the analog signal AS becomes equal to or higher than the switching threshold voltage THX. A "Low" level switching signal F for turning off is output.
これにより、第１のスイッチＳＷ１がオンし且つ第２のスイッチＳＷ２がオフする。これにより、スイッチドライバＳＷＤは、第１の制御信号Ｋ１に基づいた電圧ＶＧにより、制御スイッチ素子ＣＳＷを制御する。 As a result, the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off. Accordingly, the switch driver SWD controls the control switch element CSW with the voltage VG based on the first control signal K1.
すなわち、制御回路ＣＯＮは、第１の制御信号Ｋ１に基づいた電圧ＶＧにより、ＬＥＤランプＸをリニア調光するように制御スイッチ素子ＣＳＷを制御する。 That is, the control circuit CON controls the control switch element CSW so that the LED lamp X is linearly dimmed by the voltage VG based on the first control signal K1.
このリニア調光時において、例えば、図３に示すように、第１の制御部ＣＯＮ１は、基準クロック信号ＣＬＫのパルスが入力されると、第１の制御信号Ｋ１を“Ｈｉｇｈ”レベルにする（時刻ｔ１）。これにより、信号ＶＧが“Ｈｉｇｈ”レベルになり、制御スイッチ素子ＣＳＷがオンして、インダクタＬに電流ＩＬが流れて、検出抵抗電圧ＲＤＶが上昇する。 At the time of the linear dimming, for example, as shown in FIG. 3, when the pulse of the reference clock signal CLK is input, the first control unit CON1 sets the first control signal K1 to the “High” level ( Time t1). As a result, the signal VG becomes “High” level, the control switch element CSW is turned on, the current IL flows through the inductor L, and the detection resistance voltage RDV rises.
そして、図３の時刻ｔ２に、第１の制御部ＣＯＮ１は、第１の制御信号Ｋ１を“Ｌｏｗ”レベルにする。これにより、信号ＶＧが“Ｌｏｗ”レベルになり、制御スイッチ素子ＣＳＷがオフして、インダクタＬの電流ＩＬが減少するとともに、検出抵抗電圧ＲＤＶが降下する。 At time t2 in FIG. 3, the first control unit CON1 sets the first control signal K1 to the “Low” level. As a result, the signal VG becomes “Low” level, the control switch element CSW is turned off, the current IL of the inductor L decreases, and the detection resistance voltage RDV drops.
このように、第１の制御部ＣＯＮ１は、例えば、基準クロック信号ＣＬＫの周期（例えば、時刻ｔ１〜ｔ３）を有し且つオンデューティ（例えば、時刻ｔ１〜ｔ２）が第２の電圧Ｖ２の値に対応して変化するパルス信号を、第１の制御信号Ｋ１として出力する。 As described above, the first control unit CON1 has, for example, the cycle of the reference clock signal CLK (for example, time t1 to t3) and the on-duty (for example, time t1 to t2) is the value of the second voltage V2. Is output as a first control signal K1.
これにより、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮのデューティ比に応じたアナログ信号ＡＳの電圧と、検出抵抗電圧ＲＤＶに基づいた第１の電圧Ｖ１と、の誤差電圧を平均した第２の電圧Ｖ２に応じて、制御スイッチ素子ＣＳＷのオンデューティを制御して、ＬＥＤランプＸの調光率が制御される。 Thereby, according to the second voltage V2 obtained by averaging the error voltage between the voltage of the analog signal AS corresponding to the duty ratio of the PWM dimming signal SIN and the first voltage V1 based on the detection resistance voltage RDV, The dimming rate of the LED lamp X is controlled by controlling the on-duty of the control switch element CSW.
このように、制御回路ＣＯＮは、第１の制御信号Ｋ１に基づいた電圧ＶＧにより、ＬＥＤランプＸをリニア調光するように制御スイッチ素子ＣＳＷを制御する。 As described above, the control circuit CON controls the control switch element CSW so that the LED lamp X is linearly dimmed by the voltage VG based on the first control signal K1.
その後、図２の時刻ｔｂにおいて、切換用コンパレータＣＯＭＰＸは、アナログ信号ＡＳの電圧が切換閾値電圧ＴＨＸ（ヒステリシス特性によりオフセット電圧分低くなる）未満になると、第１のスイッチＳＷ１をオフし且つ第２のスイッチＳＷ２をオンする“Ｈｉｇｈ”レベルの切換信号Ｆを出力する。 After that, at time tb in FIG. 2, when the voltage of the analog signal AS becomes less than the switching threshold voltage THX (which is lower by the offset voltage due to the hysteresis characteristic), the switching comparator COMPX turns off the first switch SW1 and the second The switch signal F of “High” level for turning on the switch SW2 is output.
これにより、制御回路ＣＯＮは、第２の制御信号Ｋ２に基づいた電圧ＶＧにより、ＬＥＤランプＸをＰＷＭ調光するように制御スイッチ素子ＣＳＷを制御する。 Thereby, the control circuit CON controls the control switch element CSW so that the LED lamp X is PWM dimmed by the voltage VG based on the second control signal K2.
すなわち、制御回路ＣＯＮは、第２の制御信号Ｋ２に基づいた電圧ＶＧにより、ＬＥＤランプＸをＰＷＭ調光するように制御スイッチ素子ＣＳＷを制御する。 That is, the control circuit CON controls the control switch element CSW so that the LED lamp X is PWM dimmed by the voltage VG based on the second control signal K2.
このリニア調光時において、例えば、図４に示すように、時刻ｔｄにおいて、リセット回路Ｙは、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮのパルス波の立ち上がりのタイミングでリセット信号ＳＲを出力する。そして、タイマー回路ＴＭは、このリセット信号ＳＲに応じて、タイマー用電圧ＶＴを初期値にリセットする。 During this linear dimming, for example, as shown in FIG. 4, at time td, the reset circuit Y outputs the reset signal SR at the rising timing of the pulse wave of the PWM dimming signal SIN. Then, the timer circuit TM resets the timer voltage VT to an initial value in response to the reset signal SR.
そして、第１のコンパレータＣＯＭＰ１は、タイマー用電圧ＶＴと第２の電圧Ｖ２とを比較し、タイマー用電圧ＶＴが第２の電圧Ｖ２未満であることを示す“Ｌｏｗ”レベルの第１の比較結果信号Ｓ１を出力する。 Then, the first comparator COMP1 compares the timer voltage VT with the second voltage V2, and the first comparison result of “Low” level indicating that the timer voltage VT is less than the second voltage V2. The signal S1 is output.
その後、タイマー回路ＴＭがタイマー用電圧ＶＴを上昇させると、時刻ｔｅにおいて、タイマー用電圧ＶＴが第２の電圧Ｖ２以上になる。これにより、第１のコンパレータＣＯＭＰ１は、タイマー用電圧ＶＴと第２の電圧Ｖ２とを比較し、タイマー用電圧ＶＴが第２の電圧Ｖ２以上であることを示す“Ｈｉｇｈ”レベル”レベルの第１の比較結果信号Ｓ１を出力する。 Thereafter, when the timer circuit TM increases the timer voltage VT, at the time te, the timer voltage VT becomes equal to or higher than the second voltage V2. Thus, the first comparator COMP1 compares the timer voltage VT with the second voltage V2, and the first “High” level indicating that the timer voltage VT is equal to or higher than the second voltage V2. The comparison result signal S1 is output.
この図４の時刻ｔｄ〜ｔｅの期間Ｐ（タイマー用電圧ＶＴが第２の電圧Ｖ２未満であることを第１の比較結果信号Ｓ１が示す場合）において、図５に示すように、第２の制御部ＣＯＮ２は、基準クロック信号ＣＬＫが立ち上がったとき（例えば、時刻ｔ４）からインダクタＬの電流ＩＬが上昇することで第３の電圧Ｖ３が上昇して電流制限用閾値電圧ＴＨＩに達したことを第２の比較結果信号Ｓ２が示したとき（時刻ｔ５）まで制御スイッチ素子ＣＳＷをオンするように、“Ｈｉｇｈ”レベルの第２の制御信号Ｋ２（電圧ＶＧ）を出力する。 In the period P from time td to te in FIG. 4 (when the first comparison result signal S1 indicates that the timer voltage VT is less than the second voltage V2), as shown in FIG. When the reference clock signal CLK rises (for example, at time t4), the control unit CON2 determines that the third voltage V3 has risen and reached the current limiting threshold voltage THI due to the increase in the current IL of the inductor L. The second control signal K2 (voltage VG) of “High” level is output so that the control switch element CSW is turned on until the second comparison result signal S2 indicates (time t5).
さらに、第２の制御部ＣＯＮ２は、インダクタＬの電流ＩＬが上昇して、第３の電圧Ｖ３が電流制限用閾値電圧ＴＨＩに達したことを第２の比較結果信号Ｓ２が示したとき（時刻ｔ５）から基準クロック信号ＣＬＫが立ち上がったとき（時刻ｔ６）まで制御スイッチ素子ＣＳＷをオフするように、“Ｌｏｗ”レベルの第２の制御信号Ｋ２（電圧ＶＧ）を出力する。 Furthermore, the second control unit CON2 increases the current IL of the inductor L and the second comparison result signal S2 indicates that the third voltage V3 has reached the current limiting threshold voltage THI (time). The second control signal K2 (voltage VG) at the “Low” level is output so that the control switch element CSW is turned off until the reference clock signal CLK rises from time t5) (time t6).
このように、図４の時刻ｔｄ〜ｔｅの期間Ｐ（タイマー用電圧ＶＴが第２の電圧Ｖ２未満であることを第１の比較結果信号Ｓ１が示す場合）は、第２の制御信号Ｋ２（電圧ＶＧ）により、制御スイッチ素子ＣＳＷによりオン／オフが制御される。 Thus, during the period P from time td to te in FIG. 4 (when the first comparison result signal S1 indicates that the timer voltage VT is less than the second voltage V2), the second control signal K2 ( On / off is controlled by the control switch element CSW by the voltage VG).
一方、図４の時刻ｔｅ〜ｔｆにおいて、第１のコンパレータＣＯＭＰ１は、タイマー用電圧ＶＴと第２の電圧Ｖ２とを比較し、タイマー用電圧ＶＴが第２の電圧Ｖ２以上であることを示す“Ｈｉｇｈ”レベルの第１の比較結果信号Ｓ１を出力する。 On the other hand, from time te to tf in FIG. 4, the first comparator COMP1 compares the timer voltage VT with the second voltage V2, and indicates that the timer voltage VT is equal to or higher than the second voltage V2. The first comparison result signal S <b> 1 at the “High” level is output.
これにより、図４の時刻ｔｅ〜ｔｆにおいて、第２の制御部ＣＯＮ２は、制御スイッチ素子ＣＳＷをオフするように、“Ｌｏｗ”レベルの第２の制御信号Ｋ２を出力する。これにより、インダクタＬの電流ＩＬは、流れない。 As a result, during the times te to tf in FIG. 4, the second control unit CON2 outputs the second control signal K2 of “Low” level so as to turn off the control switch element CSW. Thereby, the current IL of the inductor L does not flow.
このように、制御回路ＣＯＮは、第２の制御信号Ｋ２に基づいた電圧ＶＧにより、ＬＥＤランプＸをＰＷＭ調光するように制御スイッチ素子ＣＳＷを制御する。 As described above, the control circuit CON controls the control switch element CSW so that the LED lamp X is PWM dimmed by the voltage VG based on the second control signal K2.
上述のような動作により、ＬＥＤ用電源装置１００は、比較的簡易な構成を用いて、ＰＷＭ調光信号ＳＩＮが規定する調光率に応じて、ＰＷＭ調光とリニア調光とを切り替えを実行する。
Through the operation as described above, the LED
以上のように、本発明の一態様に係るＬＥＤ用電源装置は、直流電源の正極に接続される第１の電源端子、及び、直流電源の負極に接続され且つ接地される第２の電源端子と、ＬＥＤランプのアノード側が接続される第１の負荷端子、及び、ＬＥＤランプのカソード側が接続される第２の負荷端子と、一端が第１の電源端子に接続された制御スイッチ素子と、一端が制御スイッチ素子の他端に接続され、他端が第１の負荷端子に接続されたインダクタと、一端が第２の電源端子に接続され、他端がインダクタの一端に接続され、第２の電源端子からインダクタの一端に向かう方向が順方向となる整流素子と、一端が第１の負荷端子に接続され、他端が第２の負荷端子に接続された出力コンデンサと、一端が第２の負荷端子に接続され、他端が整流素子の一端に接続された検出抵抗と、を備える。 As described above, the LED power supply device according to one embodiment of the present invention includes the first power supply terminal connected to the positive electrode of the DC power supply and the second power supply terminal connected to the negative electrode of the DC power supply and grounded. A first load terminal to which the anode side of the LED lamp is connected, a second load terminal to which the cathode side of the LED lamp is connected, a control switch element having one end connected to the first power supply terminal, and one end Is connected to the other end of the control switch element, the other end is connected to the first load terminal, one end is connected to the second power supply terminal, the other end is connected to one end of the inductor, and the second A rectifying element having a forward direction from the power supply terminal toward one end of the inductor, an output capacitor having one end connected to the first load terminal and the other end connected to the second load terminal, and one end being the second Connected to the load terminal and the other end And a sense resistor connected to one end of the flow element.
そして、制御回路は、パルス波のパルス幅と周期のデューティ比により調光率を規定するＰＷＭ調光信号と、検出抵抗の一端の検出抵抗電圧と、に基づいて、ＰＷＭ調光とリニア調光とを切り替えて、ＬＥＤランプの調光率がＰＷＭ調光信号で規定される調光率に近づくように、制御スイッチ素子を制御する。 The control circuit then performs PWM dimming and linear dimming based on the PWM dimming signal that regulates the dimming rate based on the pulse width and period duty ratio of the pulse wave, and the detection resistance voltage at one end of the detection resistor. And the control switch element is controlled so that the dimming rate of the LED lamp approaches the dimming rate defined by the PWM dimming signal.
特に、制御回路は、例えば、ＰＷＭ調光信号のデューティ比に応じたアナログ信号の電圧が、予め設定された切換閾値電圧未満である場合には、ＬＥＤランプをＰＷＭ調光するように制御スイッチ素子を制御し、一方、アナログ信号の電圧が切換閾値電圧以上である場合には、ＬＥＤランプをリニア調光するように制御スイッチ素子を制御する。 In particular, the control switch element controls the LED lamp to perform PWM dimming when, for example, the voltage of the analog signal corresponding to the duty ratio of the PWM dimming signal is less than a preset switching threshold voltage. On the other hand, when the voltage of the analog signal is equal to or higher than the switching threshold voltage, the control switch element is controlled to linearly dim the LED lamp.
このように、本発明に係るＬＥＤ用電源装置は、ＰＷＭ調光とリニア調光とを切り替えを比較的簡易な構成を用いて行うことにより、製造コストを低減することができる。 Thus, the LED power supply device according to the present invention can reduce the manufacturing cost by switching between PWM dimming and linear dimming using a relatively simple configuration.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１００ ＬＥＤ用電源装置
ＴＢ１ 第１の電源端子
ＴＢ２ 第２の電源端子
ＴＸ１ 第１の負荷端子
ＴＸ２ 第２の負荷端子
ＣＳＷ 制御スイッチ素子
ＲＤ 検出抵抗
Ｄ 整流素子
Ｌ インダクタ
Ｃ 出力コンデンサ
ＲＤ 検出抵抗
ＣＯＮ 制御回路（半導体集積回路）
Ｂ 直流電源
100 LED power supply device TB1 first power supply terminal TB2 second power supply terminal TX1 first load terminal TX2 second load terminal CSW control switch element RD detection resistor D rectifier element L inductor C output capacitor RD detection resistor CON control circuit (Semiconductor integrated circuit)
B DC power supply
Claims (16)
前記ＬＥＤランプに流れる電流を検出するための検出抵抗と、
パルス波のパルス幅と周期とデューティ比により調光率を規定するＰＷＭ調光信号と、前記検出抵抗の検出抵抗電圧と、に基づいて、ＰＷＭ調光とリニア調光とを切り替えて、前記ＬＥＤランプの調光率が前記ＰＷＭ調光信号で規定される調光率に近づくように、前記制御スイッチ素子を制御する制御回路と、を備える
ことを特徴とするＬＥＤ用電源装置。 A control switch element for controlling a current flowing in an LED lamp including one or a plurality of LED elements connected in series;
A detection resistor for detecting a current flowing through the LED lamp;
Based on the PWM dimming signal that defines the dimming rate by the pulse width, period, and duty ratio of the pulse wave, and the detection resistance voltage of the detection resistor, the PWM dimming and the linear dimming are switched, and the LED And a control circuit that controls the control switch element so that a dimming rate of the lamp approaches a dimming rate defined by the PWM dimming signal.
直流電源の正極に接続される第１の電源端子、及び、前記直流電源の負極に接続され且つ接地される第２の電源端子と、
前記ＬＥＤランプのアノード側が接続される第１の負荷端子、及び、前記ＬＥＤランプのカソード側が接続される第２の負荷端子と、
一端が前記第１の電源端子に接続された前記制御スイッチ素子と、
一端が前記制御スイッチ素子の他端に接続され、他端が前記第１の負荷端子に接続されたインダクタと、
一端が前記第２の電源端子に接続され、他端が前記インダクタの前記一端に接続され、前記第２の電源端子から前記インダクタの前記一端に向かう方向が順方向となる整流素子と、
一端が前記第１の負荷端子に接続され、他端が前記第２の負荷端子に接続された出力コンデンサと、
一端が前記第２の負荷端子に接続され、他端が前記整流素子の前記一端に接続された前記検出抵抗と、を備え、
前記制御回路は、
前記ＰＷＭ調光信号と、前記検出抵抗の前記一端における前記検出抵抗電圧と、に基づいて、前記ＰＷＭ調光と前記リニア調光とを切り替えて、前記ＬＥＤランプの調光率が前記ＰＷＭ調光信号で規定される調光率に近づくように、前記制御スイッチ素子を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ用電源装置。 The LED power supply device
A first power supply terminal connected to the positive electrode of the DC power supply, and a second power supply terminal connected to the negative electrode of the DC power supply and grounded;
A first load terminal to which the anode side of the LED lamp is connected; and a second load terminal to which the cathode side of the LED lamp is connected;
The control switch element having one end connected to the first power supply terminal;
An inductor having one end connected to the other end of the control switch element and the other end connected to the first load terminal;
A rectifying element having one end connected to the second power supply terminal, the other end connected to the one end of the inductor, and a direction from the second power supply terminal toward the one end of the inductor being a forward direction;
An output capacitor having one end connected to the first load terminal and the other end connected to the second load terminal;
One end of which is connected to the second load terminal and the other end of which is connected to the one end of the rectifying element.
The control circuit includes:
Based on the PWM dimming signal and the detection resistance voltage at the one end of the detection resistor, the PWM dimming and the linear dimming are switched so that the dimming rate of the LED lamp is the PWM dimming rate. The LED power supply device according to claim 1, wherein the control switch element is controlled so as to approach a dimming rate defined by a signal.
前記ＰＷＭ調光信号のデューティ比に応じたアナログ信号の電圧が、予め設定された切換閾値電圧未満である場合には、前記ＬＥＤランプをＰＷＭ調光するように前記制御スイッチ素子を制御し、
一方、前記アナログ信号の電圧が前記切換閾値電圧以上である場合には、前記ＬＥＤランプをリニア調光するように前記制御スイッチ素子を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ用電源装置。 The control circuit includes:
When the voltage of the analog signal corresponding to the duty ratio of the PWM dimming signal is less than a preset switching threshold voltage, the control switch element is controlled to PWM dimm the LED lamp,
On the other hand, when the voltage of the analog signal is equal to or higher than the switching threshold voltage, the control switch element is controlled to linearly dim the LED lamp. apparatus.
前記ＰＷＭ調光信号のデューティ比が前記LEDランプを暗から明へ調光されるように変化した場合に上昇する電圧のアナログ信号を、出力する調光回路と、
前記アナログ信号の電圧と、前記検出抵抗電圧に基づいた第１の電圧と、の誤差電圧を平均した第２の電圧を出力する積分アンプと、
前記第２の電圧と、前記制御スイッチ素子をオン／オフする周期の基準となる基準クロック信号と、に基づいて、前記制御スイッチ素子を制御するための第１の制御信号を第１ノードに出力する第１の制御部と、
一端が前記第１ノードに接続され、他端が信号ノードに接続された第１のスイッチと、
前記ＰＷＭ調光信号の１周期の期間中に上昇するタイマー用電圧を出力し、前記ＰＷＭ調光信号の１周期の期間経過時に前記タイマー用電圧を初期値にリセットするタイマー回路と、
前記タイマー用電圧と前記第２の電圧とを比較した結果に応じた第１の比較結果信号を出力する第１のコンパレータと、
前記検出抵抗電圧に基づいた第３の電圧と、予め設定された電流制限用閾値電圧とを比較した結果に応じた第２の比較結果信号を出力する第２のコンパレータと、
前記第１の比較結果信号、前記第２の比較結果信号、及び基準クロック信号に基づいて、前記制御スイッチ素子を制御するための第２の制御信号を第２ノードに出力する第２の制御部と、
一端が前記第２ノードに接続され、他端が前記信号ノードに接続された第２のスイッチと、
前記ＰＷＭ調光信号の前記デューティ比に応じたアナログ信号の電圧が、予め設定された切換閾値電圧以上である場合には、前記第１のスイッチをオンし且つ前記第２のスイッチをオフし、一方、前記アナログ信号の電圧が前記切換閾値電圧未満である場合には前記第１のスイッチをオフし且つ前記第２のスイッチをオンする切換用コンパレータと、を備え、
前記制御回路は、前記信号ノードの信号に応じて、前記制御スイッチ素子を制御することを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ用電源装置。 The control circuit includes:
A dimming circuit that outputs an analog signal of a voltage that rises when the duty ratio of the PWM dimming signal changes so that the LED lamp is dimmed from dark to bright;
An integrating amplifier that outputs a second voltage obtained by averaging error voltages of the voltage of the analog signal and the first voltage based on the detection resistance voltage;
A first control signal for controlling the control switch element is output to a first node based on the second voltage and a reference clock signal serving as a reference of a cycle for turning on / off the control switch element. A first control unit,
A first switch having one end connected to the first node and the other end connected to a signal node;
A timer circuit that outputs a timer voltage that rises during one period of the PWM dimming signal, and resets the timer voltage to an initial value when one period of the PWM dimming signal has elapsed;
A first comparator that outputs a first comparison result signal according to a result of comparing the timer voltage and the second voltage;
A second comparator that outputs a second comparison result signal according to a result of comparing the third voltage based on the detected resistance voltage and a preset current limiting threshold voltage;
A second control unit that outputs a second control signal for controlling the control switch element to a second node based on the first comparison result signal, the second comparison result signal, and a reference clock signal When,
A second switch having one end connected to the second node and the other end connected to the signal node;
If the voltage of the analog signal corresponding to the duty ratio of the PWM dimming signal is equal to or higher than a preset switching threshold voltage, turn on the first switch and turn off the second switch, On the other hand, a switching comparator that turns off the first switch and turns on the second switch when the voltage of the analog signal is less than the switching threshold voltage,
3. The LED power supply device according to claim 2, wherein the control circuit controls the control switch element in accordance with a signal of the signal node.
前記第２の制御部は、
前記タイマー用電圧が前記第２の電圧以上であることを前記第１の比較結果信号が示す場合には、前記制御スイッチ素子をオフする前記第２の制御信号を出力し、
一方、前記タイマー用電圧が前記第２の電圧未満であることを前記第１の比較結果信号が示す場合には、前記基準クロック信号が変移したときから前記第３の電圧が電流制限用閾値電圧未満であることを前記第２の比較結果信号が示している間は前記制御スイッチ素子をオンし、また、前記第２の電圧が電流制限用閾値電圧に達したことを前記第２の比較結果信号が示したときから前記基準クロック信号が変移したときまで前記制御スイッチ素子をオフするように、前記第２の制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ用電源装置。 In the PWM dimming signal, the dimming rate corresponds to a monotonically increasing function or a monotonically decreasing function of the duty ratio,
The second controller is
When the first comparison result signal indicates that the timer voltage is equal to or higher than the second voltage, the second control signal for turning off the control switch element is output;
On the other hand, when the first comparison result signal indicates that the timer voltage is less than the second voltage, the third voltage is the current limiting threshold voltage from when the reference clock signal is changed. The second comparison result signal indicates that the control switch element is turned on while the second comparison result signal indicates that the second voltage is less than the threshold voltage for current limitation. 5. The LED power supply device according to claim 4, wherein the second control signal is output so that the control switch element is turned off from when the signal indicates to when the reference clock signal changes. 6.
ことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ用電源装置。 The LED power supply device according to claim 4, wherein the control circuit further includes an oscillator that outputs the reference clock signal to the first control unit and the second control unit.
前記ＰＷＭ調光信号のパルス波の信号変化のタイミングでリセット信号を出力するリセット回路をさらに備え、
前記タイマー回路は、
タイマー用コンデンサを備え、
前記タイマー用コンデンサを継続的に充電し、前記タイマー用コンデンサの充電電圧を前記タイマー用電圧として出力し、前記リセット信号に応じて、前記タイマー用コンデンサを放電させる
ことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ用電源装置。 The control circuit includes:
A reset circuit that outputs a reset signal at the timing of signal change of the pulse wave of the PWM dimming signal;
The timer circuit is
With a timer capacitor,
5. The timer capacitor is continuously charged, a charging voltage of the timer capacitor is output as the timer voltage, and the timer capacitor is discharged according to the reset signal. The power supply device for LED as described.
前記信号ノードの信号に応じて、前記制御スイッチ素子を制御するスイッチドライバをさらに備える
ことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ用電源装置。 The control circuit includes:
The LED power supply device according to claim 4, further comprising a switch driver that controls the control switch element in accordance with a signal of the signal node.
カソードが前記インダクタの前記一端に接続され、アノードが前記検出抵抗の前記他端に接続されたダイオードである
ことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ用電源装置。 The rectifying element is
The LED power supply device according to claim 2, wherein a cathode is connected to the one end of the inductor, and an anode is connected to the other end of the detection resistor.
ドレインが前記第１の電源端子に接続され、ソースが前記インダクタの一端に接続されたｎＭＯＳトランジスタである
ことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ用電源装置。 The control switch element is
The LED power supply device according to claim 2, wherein a drain is an nMOS transistor having a drain connected to the first power supply terminal and a source connected to one end of the inductor.
前記基準クロック信号が入力されるセット端子と、
前記第１の比較結果信号が入力される第１のリセット端子と、
前記第２の比較結果信号が入力される第２のリセット端子と、
前記第２の制御信号を出力する出力端子と、を備えるＳＲフリップフロップである
ことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ用電源装置。 The second controller is
A set terminal to which the reference clock signal is input;
A first reset terminal to which the first comparison result signal is input;
A second reset terminal to which the second comparison result signal is input;
The LED power supply device according to claim 4, wherein the LED power supply device is an SR flip-flop that includes an output terminal that outputs the second control signal.
前記第１のコンパレータの非反転入力端子に前記タイマー用電圧が入力されることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ用電源装置。 The second voltage is input to an inverting input terminal of the first comparator;
The LED power supply device according to claim 4, wherein the timer voltage is input to a non-inverting input terminal of the first comparator.
前記第２のコンパレータの非反転入力端子に前記第３の電圧が入力されることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ用電源装置。 The current limiting threshold voltage is input to the inverting input terminal of the second comparator,
The LED power supply device according to claim 4, wherein the third voltage is input to a non-inverting input terminal of the second comparator.
タイマー用電流を出力するタイマー用電流源と、
一端が前記タイマー用電流源の出力に接続され、他端が接地に接続された前記タイマー用コンデンサと、
ドレインが前記タイマー用コンデンサの前記一端に接続され、ソースが前記接地に接続され、ゲートに前記リセット信号が入力されるＭＯＳトランジスタと、を備え、
前記タイマー用コンデンサの前記一端から前記タイマー用電圧が出力されることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ用電源装置。 The timer circuit is
A timer current source for outputting a timer current; and
One end connected to the output of the timer current source and the other end connected to ground, the timer capacitor;
A MOS transistor having a drain connected to the one end of the timer capacitor, a source connected to the ground, and a gate to which the reset signal is input;
The LED power supply device according to claim 7, wherein the timer voltage is output from the one end of the timer capacitor.
非反転入力端子に前記アナログ信号が入力され、反転入力端子に前記第１の電圧が入力され、前記第２の電圧を出力するオペアンプと、
一端が前記オペアンプの前記反転入力端子に接続された帰還抵抗と、
前記帰還抵抗の他端と前記オペアンプの出力部との間に接続された帰還コンデンサと、を備えることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ用電源装置。 The integrating amplifier is
An operational amplifier that inputs the analog signal to a non-inverting input terminal, inputs the first voltage to an inverting input terminal, and outputs the second voltage;
A feedback resistor having one end connected to the inverting input terminal of the operational amplifier;
The LED power supply device according to claim 4, further comprising: a feedback capacitor connected between the other end of the feedback resistor and an output unit of the operational amplifier.
パルス波のパルス幅と周期とデューティ比により調光率を規定するＰＷＭ調光信号と、前記検出抵抗の検出抵抗電圧と、に基づいて、ＰＷＭ調光とリニア調光とを切り替えて、前記ＬＥＤランプの調光率が前記ＰＷＭ調光信号で規定される調光率に近づくように、前記制御スイッチ素子を制御する制御回路と、を備える
こと特徴とする半導体集積回路。 A power supply for an LED comprising: a control switch element for controlling a current flowing in an LED lamp including one or a plurality of LED elements connected in series; and a detection resistor for detecting a current flowing in the LED lamp A semiconductor integrated circuit applied to an apparatus,
Based on the PWM dimming signal that defines the dimming rate by the pulse width, period, and duty ratio of the pulse wave, and the detection resistance voltage of the detection resistor, the PWM dimming and the linear dimming are switched, and the LED And a control circuit that controls the control switch element so that a dimming rate of the lamp approaches a dimming rate defined by the PWM dimming signal.
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