JP2017228239A - 直流電流制御装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】直流電流制御回路において低電流における電流制御精度を高くすることはできない。【解決手段】本発明にかかる直流電流制御装置は、負荷に対して並列に接続される複数の直流電流制御回路であって、それぞれ電流設定値を示す電流制御信号に基づいて所定の電流設定期間において前記各直流電流制御回路に流れる電流を連続的に制御する複数の直流電流制御回路を備え、前記負荷に流れる出力電流を連続的に制御する直流電流制御装置であって、前記複数の直流電流制御回路がそれぞれ前記各直流電流制御回路に流れる電流を制御する複数の電流設定期間は、互いに異なり、もしくは一部が互いに重なるように設定される。【選択図】図１

Description

本発明は、直流電流制御装置及び電子機器に関する。

発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）を用いた照明製品において、非常に暗いところまで精度よく調光することが求められる。このため、低輝度精度（低い電流設定にて光らせる設定における電流精度をいう）が比較的高いＰＷＭ出力可変電流回路が既に知られている（例えば、特許文献１参照）。

当該既知の従来例に係る出力可変電流回路を備えたＬＥＤ調光装置は、ＬＥＤ電流が大きい場合にもノイズが発生しにくく、調光を深くしても明るさにばらつきが出にくいＬＥＤ調光装置を提供するために、以下の構成を有する。ＬＥＤ調光装置は、ＬＥＤ負荷に流れる電流の大きさを可変制御する定電流回路と、ＬＥＤ負荷に流れる電流を断続制御するトランジスタと、調光器から出力される調光信号を受けて定電流回路とトランジスタを制御する調光制御回路とを備える。調光制御回路は調光器から出力される調光信号が所定のレベルよりも高輝度側の場合、ＬＥＤ負荷に流れる電流を連続電流とし、流れる電流の大きさによりＬＥＤ負荷を調光する。また、調光制御回路は調光器から出力される調光信号が所定のレベルよりも低輝度側の場合、ＬＥＤ負荷に流れる電流をパルス状にしてのパルス状の波形のデューティ比を変化させることによりＬＥＤ負荷を調光する。

しかし、従来例に係る出力可変電流回路においてはＥＭＩの問題が発生し、またＬＥＤ照明ではフリッカが発生する。一方、直流電流制御回路においては低輝度時において制御回路のオフセットにより低輝度精度を高くすることは困難であった。

一般の直流電流制御回路においても、低電流における電流制御精度を高くすることはできないという問題点があった。

本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して低電流における電流制御精度を高くすることができる直流電流制御装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る直流電流制御装置は、
負荷に対して並列に接続される複数の直流電流制御回路であって、それぞれ電流設定値を示す電流制御信号に基づいて所定の電流設定期間において前記各直流電流制御回路に流れる電流を連続的に制御する複数の直流電流制御回路を備え、前記負荷に流れる出力電流を連続的に制御する直流電流制御装置であって、
前記複数の直流電流制御回路がそれぞれ前記各直流電流制御回路に流れる電流を制御する複数の電流設定期間は、互いに異なり、もしくは一部が互いに重なるように設定されたことを特徴とする。

従って、本発明に係る直流電流制御装置によれば、従来技術に比較して低電流における電流制御精度を高くすることができる。

本発明の実施形態１に係る直流電流制御装置１０とその周辺回路の構成例を示すブロック図である。 図１の直流電流制御装置１０において要求される出力電流制御特性ＰＲを示すグラフである。 図１の直流電流制御回路１１−１に係る第１の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ１１を示すグラフである。 図１の直流電流制御回路１１−２に係る第１の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ１２を示すグラフである。 図１の直流電流制御装置１０に係る第１の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ１Ｔを示すグラフである。 図１の直流電流制御回路１１−１に係る第２の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ２１を示すグラフである。 図１の直流電流制御回路１１−２に係る第２の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ２２を示すグラフである。 図１の直流電流制御装置１０に係る第２の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ２Ｔを示すグラフである。 図１の直流電流制御回路１１−１に係る第３の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ３１を示すグラフである。 図１の直流電流制御回路１１−２に係る第３の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ３２を示すグラフである。 図１の直流電流制御装置１０に係る第３の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ３Ｔを示すグラフである。 図１の直流電流制御回路１１−１において電流ばらつきがあるときに用いる第４の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ４１を示すグラフである。 図１の直流電流制御回路１１−２において電流ばらつきがあるときに用いる第４の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ４２を示すグラフである。 図１の直流電流制御回路１１−１，１１−２において電流ばらつきがあるときに用いる直流電流制御装置１０に係る第４の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ４Ｔを示すグラフである。 図６Ｃの出力電流制御特性Ｐ４Ｔの一部分１０１の拡大図である。 図１の直流電流制御回路１１−１において電流ばらつきがあるときに用いる第５の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ５１を示すグラフである。 図１の直流電流制御回路１１−１において電流ばらつきがあるときに用いる第５の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ５１を示すグラフである。 図１の直流電流制御回路１１−１，１１−２において電流ばらつきがあるときに用いる直流電流制御装置１０に係る第５の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ５Ｔを示すグラフである。 図７Ｃの変形例である第６の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ６Ｔを示すグラフである。 図８Ａの出力電流制御特性Ｐ６Ｔの一部分１０２の拡大図である。 本発明の実施形態２に係る直流電流制御装置１０Ａとその周辺回路の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

実施形態１．
図１は本発明の実施形態１に係る直流電流制御装置１０とその周辺回路の構成例を示すブロック図である。図１において、実施形態１に係る回路装置は、例えば光源負荷であるＬＥＤ Ｄ１の電流を制御することで調光するための調光制御装置であって、電源１，２と、装置制御回路３と、直流電流制御装置１０とを備えて構成される。ここで、直流電流制御装置１０は、複数の直流電流制御回路１１−１，１１−２と、オプションで設けられる抵抗値Ｒｏｆｆｓｅｔのオフセット抵抗４とを備えて構成される。ここで、オフセット抵抗４は後述する第３の制御パターンを除くすべての制御パターンにおいて用いる。オフセット抵抗４は、直流電流制御回路１１−１の出力電流制御特性を後述する輝度設定率に対する出力電流ＩＬＥＤ１特性において出力電流ＩＬＥＤ１を全体的に下げるように調整することができる。

直流電流制御回路１１−１は、出力電流制御回路１２−１と、ＭＯＳ電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳトランジスタという）Ｑ１と、抵抗値Ｒ１のセンス抵抗１３−１とを備える。また、直流電流制御回路１１−２は、出力電流制御回路１２−２と、ＭＯＳトランジスタＱ２と、抵抗値Ｒ２のセンス抵抗１３−２とを備える。

図１において、電源１は電源電流又は電源電圧を出力電流制御回路１２−１，１２−２に供給するとともに、オフセット抵抗４を介してセンス抵抗１３−１に供給する。また、電源２は電源電流又は電源電圧をＬＥＤ Ｄ１のアノードに供給し、ＬＥＤ Ｄ１のカソードはＭＯＳトランジスタＱ１及びセンス抵抗１３−１を介して接地されるとともに、ＭＯＳトランジスタＱ２及びセンス抵抗１３−２を介して接地される。電源２からＬＥＤ Ｄ１、ＭＯＳトランジスタＱ１及びセンス抵抗１３−１を介して流れる出力電流をＩＬＥＤ１とする。また、電源２からＬＥＤ Ｄ１、ＭＯＳトランジスタＱ２及びセンス抵抗１３−２を介して流れる出力電流をＩＬＥＤ２とする。

各出力電流制御回路１２−１，１２−２は例えば特許文献２等に開示されるように演算増幅器及び抵抗を用いて構成される。出力電流制御回路１２−１は、装置制御回路３から入力され輝度設定率を示す調光信号である電流制御信号及びセンス抵抗１３−１の電圧ＶＬＥＤ１に基づいて、出力電流ＩＬＥＤ１が前記輝度設定率に対応する出力電流となるように出力電流ＩＬＥＤ１を制御する。出力電流制御回路１２−２は、装置制御回路３から入力され輝度設定率を示す調光信号である電流制御信号及びセンス抵抗１３−２の電圧ＶＬＥＤ２に基づいて、出力電流ＩＬＥＤ２が前記輝度設定率に対応する出力電流となるように出力電流ＩＬＥＤ２を制御する。なお、各直流電流制御回路１１−１，１１−２は各ＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ２のゲート電圧を制御することでそれに流れる出力電流ＩＬＥＤ１，ＩＬＥＤ２を制御する。

以上のように構成された直流電流制御装置１０における出力電流ＩＬＥＤの各種制御パターンについて以下に説明する。

図２は図１の直流電流制御装置１０において要求される出力電流制御特性ＰＲの一例を示すグラフである。図２において、出力電流制御特性ＰＲとして以下のことが要求されているものとする。
（１）輝度設定率が０．０２５％のとき０．１ｍＡの出力電流ＩＬＥＤが流れる。
（２）その後、輝度設定率を高くするにつれて輝度設定率に実質的に比例して連続的に（アナログ的であって、離散的又はディジタル的ではない）出力電流ＩＬＥＤを増大させる。
（３）輝度設定率が１００％のとき４００ｍＡの出力電流ＩＬＥＤが流れる。

図３Ａは図１の直流電流制御回路１１−１に係る第１の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ１１を示すグラフである。また、図３Ｂは図１の直流電流制御回路１１−２に係る第１の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ１２を示すグラフである。さらに、図３Ｃは図１の直流電流制御装置１０に係る第１の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ１Ｔを示すグラフである。

直流電流制御回路１１−１，１１−２が所定の電流精度以上を出せる輝度設定率の下限値が０．５％である場合において、あるＬＥＤ照明製品の要求が図２である場合について以下に説明する。ここで、最大輝度設定率（１００％）の電流値が４００ｍＡで最低輝度設定率が０．０２５％の電流値が０．１ｍＡである。

直流電流制御回路１１−１において、最大の輝度設定率のときの電流値が４００ｍＡとなるようにセンス抵抗１３−１の抵抗値Ｒ１を設定することで図３Ａの基準出力電流制御特性Ｐ１１Ｒを得る。次いで、オフセット抵抗４の抵抗値Ｒｏｆｆｓｅｔを調整することで図３Ａに示すように輝度設定率が０．５％のときの電流値が０Ａとなる出力電流制御特性Ｐ１１を得る。また、直流電流制御回路１１−２において、所定の電流精度を出せる調整範囲内の最小の輝度設定率が０．５％のときに出力電流ＩＬＥＤ２が０．１ｍＡとなるようにセンス抵抗１３−２の抵抗Ｒ２を設定する。ここで、全体の出力電流ＩＬＥＤは次式で表される。

ＩＬＥＤ＝ＩＬＥＤ１＋ＩＬＥＤ２ （１）

従って、低輝度設定率期間Ｔ２において、直流電流制御回路１１−１及び１１−２をオンして出力電流ＩＬＥＤ２を制御する。その後、低輝度設定率期間Ｔ２よりも高い高輝度設定率期間Ｔ３において、直流電流制御回路１１−１及び１１−２をオンして直流電流制御回路１１−１のみが出力電流ＩＬＥＤ１を制御する第１の制御パターンを用いる。このとき、全体の出力電流ＩＬＥＤの設定範囲は、図３Ｃに示すように、０．１ｍＡ〜４１８ｍＡとなる。

前記の第１の制御パターンでは、図３Ｃに示すように、輝度設定率が１００％を超える期間においても出力電流ＩＬＥＤを制御しており、無駄な制御電流期間が発生するので、第１の制御パターンを修正した以下の第２の制御パターンについて考える。第２の制御パターンでは、第１の制御パターンと同様に、直流電流制御回路１１−１の出力電流制御特性をＰ２１ＲからＰ２１に変更する。ここで、出力電流制御特性Ｐ２１は出力電流制御特性Ｐ１１と同様である。

以上の第１の制御パターンの低輝度設定率期間Ｔ２において、直流電流制御回路１１−１をオンしているが、本発明はこれに限らず、オフセット抵抗４を用いず、直流電流制御回路１１−１をオフしてもよい。

図４Ａは図１の直流電流制御回路１１−１に係る第２の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ２１を示すグラフである。また、図４Ｂは図１の直流電流制御回路１１−２に係る第２の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ２２を示すグラフである。さらに、図４Ｃは図１の直流電流制御装置１０に係る第２の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ２Ｔを示すグラフである。

この第２の制御パターンにおいても、第１の制御パターンと同様に、低輝度設定率期間Ｔ２において、直流電流制御回路１１−１及び１１−２をオンして出力電流ＩＬＥＤ２を制御する。その後、低輝度設定率期間Ｔ２よりも高い高輝度設定率期間Ｔ３において、直流電流制御回路１１−１及び１１−２をオンして直流電流制御回路１１−１のみが出力電流ＩＬＥＤ１を制御する。

この場合において、図４Ａの直流電流制御回路１１−１の出力電流制御特性をＰ２１は上述のように出力電流制御特性Ｐ１１と同様である。一方、図４Ｂの直流電流制御回路１１−２の出力電流制御特性Ｐ２２は輝度設定率０．５％〜１０％の範囲において図４Ｂの出力電流制御特性Ｐ１２と同じであるが、輝度設定率１０％〜１００％の範囲において２ｍＡで一定となるように制御する。このときの全体の出力電流ＩＬＥＤは、図４Ｃの出力電流制御特性Ｐ２Ｔのごとく、輝度設定率の０．０２５％〜１００％の範囲において０．１ｍＡ〜４００ｍＡの範囲で変化させることができる。こうして得られた出力電流制御特性Ｐ２Ｔは図２の要求された出力電流制御特性ＰＲと同様になり当該出力電流制御特性ＰＲを設定できることがわかる。

第２の制御パターンによれば、各直流電流制御回路１１−１，１１−２として０．５％の電流精度を出せる調整範囲内で輝度設定率０．０２５％まで向上してフリッカ及び／又はＥＭＩが発生しない、ＬＥＤ駆動回路のための直流電流制御装置１０を実現できる。

以上の第２の制御パターンの低輝度設定率期間Ｔ２において、直流電流制御回路１１−１をオンしているが、本発明はこれに限らず、オフセット抵抗４を用いず、直流電流制御回路１１−１をオフしてもよい。

図５Ａは図１の直流電流制御回路１１−１に係る第３の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ３１を示すグラフである。また、図５Ｂは図１の直流電流制御回路１１−２に係る第３の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ３２を示すグラフである。さらに、図５Ｃは図１の直流電流制御装置１０に係る第３の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ３Ｔを示すグラフである。

この第３の制御パターンにおいては、低輝度設定率期間Ｔ２Ａにおいて、直流電流制御回路１１−２をオンして出力電流ＩＬＥＤ２を制御する。その後、低輝度設定率期間Ｔ２Ａよりも高い高輝度設定率期間Ｔ１において、直流電流制御回路１１−１のみをオンして直流電流制御回路１１−１のみが出力電流ＩＬＥＤ１を制御する。すなわち、高輝度設定率期間Ｔ１において、直流電流制御回路１１−２をオフする。

この場合に、直流電流制御回路１１−１を最大輝度設定率の最大出力電流ＩＬＥＤ１が４００ｍＡとなるようにセンス抵抗１３−１の抵抗値Ｒ１を設定し、輝度設定率が５％以下の出力電流ＩＬＥＤ１＝２０ｍＡ以下において直流電流制御回路１１−１をオフさせる。また、最小輝度設定率では、直流電流制御回路１１−２が所定の電流精度を出せる調整範囲内の出力電流ＩＬＥＤ２を、輝度設定率０．５％で０．１ｍＡとなるようにセンス抵抗１３−２の抵抗値Ｒ２を設定する。

従って、第３の制御パターンでは、出力電流ＩＬＥＤの電流範囲は、図５Ｃに示すように、輝度設定率が０．０２５％〜１００％の範囲で、０．１ｍＡ〜４００ｍＡの範囲で制御できる。第３の制御パターンによれば、各直流電流制御回路１１−１，１１−２として０．５％の電流精度を出せる調整範囲内で、輝度設定率０．０２５％まで向上して、フリッカ及び／又はＥＭＩが発生しない、ＬＥＤ駆動回路のための直流電流制御装置１０を実現できる。

次いで、直流電流制御装置１０において制御又は出力オフセットによる電流ばらつき（図６Ａ〜図８Ｂの±α、±β）がある場合の第４〜第６の制御パターンについて以下に説明する。

図６Ａは図１の直流電流制御回路１１−１において電流ばらつきがあるときに用いる第４の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ４１を示すグラフである。図６Ｂは図１の直流電流制御回路１１−２において電流ばらつきがあるときに用いる第４の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ４２を示すグラフである。また、図６Ｃは図１の直流電流制御回路１１−１，１１−２において電流ばらつきがあるときに用いる直流電流制御装置１０に係る第４の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ４Ｔを示すグラフである。図６Ｄは図６Ｃの出力電流制御特性Ｐ４Ｔの一部分１０１の拡大図である。

図６Ｂの直流電流制御回路１１−２の輝度設定率１００％において（２０＋０．１）ｍＡとなり、図６Ａの直流電流制御回路１１−１の輝度設定率０．５％において（２０＋０．１）ｍＡとなってしまった場合を考える。ここで、全体の出力電流制御特性を示す図６Ｃでは、輝度設定率５％において（２０＋０．２）ｍＡとなり（γ＝０．２）、輝度設定率０．０２５％に対して＋０．０５％の出力電流ＩＬＥＤとなり電流精度が大幅に悪化してしまう。この問題点を解決するためにオフセット抵抗４の抵抗値Ｒｏｆｆｓｅｔの調整を用いる。

直流電流制御回路１１−１の低輝度設定率期間（０．０２５％〜５％）の設定において、オフセット抵抗４の抵抗値Ｒｏｆｆｓｅｔを調整することで、出力電流ＩＬＥＤ１を０Ａに近い電流値に設定させておくことができる。図６Ａに示すように、図３Ａ及び図４Ａの第１及び第２の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ１１，Ｐ２１と同様に、直流電流制御回路１１−１において出力電流制御特性Ｐ４１を得る。これに対して、直流電流制御回路１１−２では、図３Ｂの第１の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ２２と同様に、直流電流制御回路１１−２において出力電流制御特性Ｐ４２を得る。

このとき得られた全体の出力電流制御特性Ｐ４Ｔを図６Ｃ及び拡大図の図６Ｄに示す。なお、このときの制御方法は第１及び第２の制御パターンと同様である。図６Ｃ及び図６Ｄから明らかなように、全体の出力電流制御特性Ｐ４Ｔは、電流ばらつきがないときは輝度設定率が５％において２つの期間Ｔ２，Ｔ３にわたって直線で延在する。しかし、電流ばらつきがあるときは例えば図６Ｄの特性Ｐ４ＴＢのように不連続な部分が発生するという問題点がある。

この問題点を解決するための第５及び第６の制御パターンについて、図７Ａ〜図８Ｂを参照して以下に説明する。

図７Ａ及び図７Ｂは図１の直流電流制御回路１１−１において電流ばらつきがあるときに用いる第５の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ５１を示すグラフである。また、図７Ｃは図１の直流電流制御回路１１−１，１１−２において電流ばらつきがあるときに用いる直流電流制御装置１０に係る第５の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ５Ｔを示すグラフである。

第５の制御パターンでは、図７Ａに示すように、直流電流制御回路１１−１の基準出力電流制御特性Ｐ５１Ｒをオフセット抵抗４の抵抗値Ｒｏｆｆｓｅｔを調整することで、出力電流ＩＬＥＤ１を輝度設定率０．５％を越えた場合に０Ａとするように調整する。これにより、図７Ｂの出力電流制御特性Ｐ５１を得る。当該出力電流制御特性Ｐ５１と、直流電流制御回路１１−２に係る出力電流制御特性Ｐ４２（図６Ｂ）とを用いて第４の制御パターンの制御方法を用いて制御する。これにより、図７Ｃの全体の出力電流制御特性Ｐ５Ｔを得る。従って、図７Ｃの全体の出力電流制御特性Ｐ５Ｔは、図６Ｄの全体の出力電流制御特性Ｐ４Ｔに比較して輝度設定率方法に対してスムーズに出力電流ＩＬＥＤが変化する。

次いで、第５の制御パターンよりもスムーズに出力電流ＩＬＥＤが変化させることができる変形例にかかる第６の制御パターンについて以下に説明する。

図８Ａは図７Ｃの変形例である第６の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ６Ｔを示すグラフである。また、図８Ｂは図８Ａの出力電流制御特性Ｐ６Ｔの一部分１０２の拡大図である。

この場合においては、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、直流電流制御回路１１−２が制御する輝度設定率の期間を期間Ｔ２と重複するように図上左方向に移動させてその重複する期間をＴ４とし、期間Ｔ２から期間Ｔ４を除く期間を期間Ｔ２ａとする。ここで、期間Ｔ２ａでは、直流電流制御回路１１−２のみがオンして直流電流制御回路１１−２のみが制御する。次いで、期間Ｔ４では、直流電流制御回路１１−１，１１−２の両方がオンして直流電流制御回路１１−１，１１−２の両方がともに制御する。さらに、期間Ｔ３では、直流電流制御回路１１−１，１１−２の両方がオンするが直流電流制御回路１１−１のみ制御する。

以上のように得られた第６の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ６Ｔの出力電流ＩＬＥＤは、第５の制御パターンの出力電流制御特性Ｐ５Ｔに比較して、輝度設定率及出力電流ＩＬＥＤの両方の増減方向でスムーズに変化する。そして、輝度設定率に対して連続的にかつ実質的に比例して出力電流ＩＬＥＤを変化させることができる。

以上の第４〜第５の制御パターンの低輝度設定率期間Ｔ２及び第６の制御パターンの低輝度設定率期間Ｔ２ａにおいて直流電流制御回路１１−１をオンしているが、本発明はこれに限らず、オフセット抵抗４を用いず、直流電流制御回路１１−１をオフしてもよい。

以上説明した第１〜第６の制御パターンを整理すると以下の表１のようになる。なお、表１において、回路１１−１，１１−２をオンするとは、回路１１−１，１１−２を動作させることをいう。また、回路１１−１，１１−２が制御するとは、電流制御信号に応じて出力電流を変化させて制御することをいう。

以上説明したように実施形態１によれば、各直流電流制御回路１１−１，１１−２の出力オフセットの影響が互いに同じであることから、所定の電流精度を保ったまま輝度設定率の下限値を０．５％未満に下げることができることを特徴としている。これにより、各直流電流制御回路１１−１，１１−２として０．５％の電流精度を出せる調整範囲内で、輝度設定率０．０２５％まで向上させることができる。それ故、フリッカ及び／又はＥＭＩが発生しない、ＬＥＤ駆動回路のための直流電流制御装置１０を実現できる。また、出力電流制御特性において電流ばらつきがある場合であっても、オフセット抵抗４を用いることで、出力電流ＩＬＥＤ１を０Ａに近い電流値に設定させておくことができ、これにより、低い輝度設定率における電流設定精度を改善できる。

従って、本実施形態に係る直流電流制御装置１０をＬＥＤ駆動回路に用いることで、従来技術に比較して、ＬＥＤ照明の非常に暗いところまで精度よく調光することができ、従来技術におけるＥＭＩ又はフリッカを防止できる。

以上の実施形態１において、輝度設定率（％）で出力電流を制御しているが、本発明はこれに限らず、輝度設定値又は出力電流設定値で出力電流を制御してもよい。

実施形態２．
図９は本発明の実施形態２に係る直流電流制御装置１０Ａとその周辺回路の構成例を示すブロック図である。実施形態２に係る直流電流制御装置１０Ａは、図１の実施形態１に係る直流電流制御装置１０に比較して、複数Ｎ個の直流電流制御回路１１−１〜１１−Ｎを備えたことを特徴とする。

図９において、直流電流制御回路１１−１は、出力電流制御回路１２−１と、ＭＯＳトランジスタＱ１と、抵抗値Ｒ１のセンス抵抗１３−１とを備える。また、直流電流制御回路１１−２は、出力電流制御回路１２−２と、ＭＯＳトランジスタＱ２と、抵抗値Ｒ２のセンス抵抗１３−２とを備える。以下同様にして、直流電流制御回路１１−Ｎは、出力電流制御回路１２−Ｎと、ＭＯＳトランジスタＱＮと、抵抗値ＲＮのセンス抵抗１３−Ｎとを備える。なお、ＭＯＳトランジスタＱＮ及びセンス抵抗１３−Ｎには出力電流ＩＬＥＤＮが流れる。

実施形態２においては、複数の直流電流制御回路１１−１〜１１−Ｎを用いることで、３個以上の輝度設定率期間及び複数の中間輝度設定率期間を設定することで、実施形態１に比較してより高い精度で出力電流ＩＬＥＤを制御できる。

変形例．
以上の実施形態においては、ＬＥＤ駆動装置として用いる直流電流制御装置１０，１０Ａについて説明しているが、本発明はこれに限らず、例えばモータ、充電池などの所定の負荷を有する一般の用途に係る直流電流制御装置にも適用することができる。当該直流電流制御装置は、ＬＥＤ駆動装置を備えた照明装置に限らず、モータ又は充電池の電流を制御する制御装置、及びそれを備えた電子機器に広く適用できる。

実施形態では、図２等に示すように、輝度設定率に対して出力電流ＩＬＥＤを実質的に比例して変化するように連続的に制御している。これに対して、一般の所定用途に係る直流電流制御装置では、「輝度設定率」を「電流設定率」と読み替えることができ、「輝度設定率期間」を「電流設定率期間」と読み替えることができる。また、電流制御信号は電流設定率又は電流設定値を示す制御信号であってもよい。さらに、「電流設定率期間」は電流設定値で表して「電流設定期間」としてもよい。

以上の実施形態において、ＭＯＳトランジスタＱ１〜ＱＮを用いているが、本発明はこれに限らず、例えばバイポーラトランジスタなどの、制御電圧に応じて電流を制御可能な電流制御素子（トランジスタ素子）であってもよい。

以上の実施形態において、出力電流に対応する電圧を検出するセンス抵抗１３−１〜１３−Ｎを備えているが、本発明はこれに限らず、出力電流又は出力電流に対応する電圧を検出可能な検出素子であってもよい。

実施形態の要旨．
第１の態様にかかる直流電流制御装置は、
負荷に対して並列に接続される複数の直流電流制御回路であって、それぞれ電流設定値を示す電流制御信号に基づいて所定の電流設定期間において前記各直流電流制御回路に流れる電流を連続的に制御する複数の直流電流制御回路を備え、
前記負荷に流れる出力電流を連続的に制御する直流電流制御装置であって、
前記複数の直流電流制御回路がそれぞれ前記各直流電流制御回路に流れる電流を制御する複数の電流設定期間は、互いに異なり、もしくは一部が互いに重なるように設定されたことを特徴とする。

第２の態様にかかる直流電流制御装置は、第１の態様にかかる直流電流制御装置において、
前記複数の直流電流制御回路は、
第１の電流設定期間において第１の直流電流制御回路に流れる電流を制御する第１の直流電流制御回路と、
前記第１の電流設定期間よりも大きい電流設定値を少なくとも含む第２の電流設定期間において第２の直流電流制御回路に流れる電流を制御する第２の直流電流制御回路とを備えたことを特徴とする。

第３の態様にかかる直流電流制御装置は、第２の態様にかかる直流電流制御装置において、
前記第１の直流電流制御回路は前記第１及び第２の電流設定期間において動作され、前記第１の電流設定期間において前記電流制御信号に応じて前記第１の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御し、
前記第２の直流電流制御回路は前記第２の電流設定期間において動作され、前記第２の電流設定期間において前記電流制御信号に応じて前記第２の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御することを特徴とする。

第４の態様にかかる直流電流制御装置は、第２の態様にかかる直流電流制御装置において、
前記第１の直流電流制御回路は前記第１の電流設定期間において動作され、前記第１の電流設定期間において前記電流制御信号に応じて前記第１の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御し、
前記第２の直流電流制御回路は前記第２の電流設定期間において動作され、前記第２の電流設定期間において前記電流制御信号に応じて前記第２の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御することを特徴とする。

第５の態様にかかる直流電流制御装置は、第２の態様にかかる直流電流制御装置において、
前記第１の直流電流制御回路は前記第１及び第２の電流設定期間において動作され、前記第１の電流設定期間において前記電流制御信号に応じて前記第１の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御し、
前記第２の直流電流制御回路は前記第１及び第２の電流設定期間において動作され、前記第２の電流設定期間において前記電流制御信号に応じて前記第２の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御することを特徴とする。

第６の態様にかかる直流電流制御装置は、第２〜５の態様のうちのいずれか１つにかかる直流電流制御装置において、
前記各直流電流制御回路は、
所定の第１の電源から前記負荷を介して接続された電流制御素子と、
前記電流制御素子に接続され、前記各直流電流制御回路に流れる電流又は当該電流に対応する電圧を検出する検出素子と、
前記電流制御信号及び前記検出素子により検出された電流又は当該電流に対応する電圧に基づいて、当該電流が前記電流制御信号の電流設定値となるように前記電流制御素子を制御する出力電流制御回路とを備えたことを特徴とする。

第７の態様にかかる直流電流制御装置は、第６の態様にかかる直流電流制御装置において、前記電流制御素子はトランジスタであることを特徴とする。

第８の態様にかかる直流電流制御装置は、第６又は第７の態様にかかる直流電流制御装置において、前記検出素子は、当該電流に対応する電圧を検出するセンス抵抗であることを特徴とする。

第９の態様にかかる直流電流制御装置は、第６〜第８の態様のうちのいずれか１つにかかる直流電流制御装置において、
前記第２の直流電流制御回路の検出素子の値は、前記第２の電流設定期間の最大の電流設定値に基づいて設定され、
前記第１の直流電流制御回路の検出素子の値は、前記第１の電流設定期間の最小の電流設定値に基づいて設定されることを特徴とする。

第１０の態様にかかる直流電流制御装置は、第６〜第９の態様のうちのいずれか１つにかかる直流電流制御装置において、
前記第２の直流電流制御回路はさらに、前記第２の直流電流制御回路の前記電流制御素子と前記検出素子との間の接続点と、所定の第２の電源との間に接続されたオフセット抵抗を備え、
前記第１の電流設定期間と前記第２の電流設定期間とが互いに重なる第３の電流設定期間が設けられ、
前記第１及び第２の直流電流制御回路はそれぞれ前記第３の電流設定期間において動作され、前記第３の電流設定期間において前記電流制御信号に応じてそれぞれ前記第１及び第２の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御することを特徴とする。

第１１の態様にかかる電子機器は、第１〜第１０の態様のうちのいずれか１つにかかる直流電流制御装置を備えたことを特徴とする。

１，２…電源、
３…装置制御回路、
４…オフセット抵抗、
１０，１０Ａ…直流電流制御装置、
１１−１〜１１−Ｎ…直流電流制御回路、
１２−１〜１２−Ｎ…出力電流制御回路、
１３−１〜１３−Ｎ…センス抵抗、
Ｄ１…発光ダイオード（ＬＥＤ）、
Ｑ１〜ＱＮ…ＭＯＳトランジスタ。

特開２０１１−１０８６６９号公報 特開２０１０−０６６９８４号公報

Claims (11)

1. 負荷に対して並列に接続される複数の直流電流制御回路であって、それぞれ電流設定値を示す電流制御信号に基づいて所定の電流設定期間において前記各直流電流制御回路に流れる電流を連続的に制御する複数の直流電流制御回路を備え、前記負荷に流れる出力電流を連続的に制御する直流電流制御装置であって、
   前記複数の直流電流制御回路がそれぞれ前記各直流電流制御回路に流れる電流を制御する複数の電流設定期間は、互いに異なり、もしくは一部が互いに重なるように設定されたことを特徴とする直流電流制御装置。
2. 前記複数の直流電流制御回路は、
   第１の電流設定期間において第１の直流電流制御回路に流れる電流を制御する第１の直流電流制御回路と、
   前記第１の電流設定期間よりも大きい電流設定値を少なくとも含む第２の電流設定期間において第２の直流電流制御回路に流れる電流を制御する第２の直流電流制御回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の直流電流制御装置。
3. 前記第１の直流電流制御回路は前記第１及び第２の電流設定期間において動作され、前記第１の電流設定期間において前記電流制御信号に応じて前記第１の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御し、
   前記第２の直流電流制御回路は前記第２の電流設定期間において動作され、前記第２の電流設定期間において前記電流制御信号に応じて前記第２の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御することを特徴とする請求項２記載の直流電流制御装置。
4. 前記第１の直流電流制御回路は前記第１の電流設定期間において動作され、前記第１の電流設定期間において前記電流制御信号に応じて前記第１の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御し、
   前記第２の直流電流制御回路は前記第２の電流設定期間において動作され、前記第２の電流設定期間において前記電流制御信号に応じて前記第２の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御することを特徴とする請求項２記載の直流電流制御装置。
5. 前記第１の直流電流制御回路は前記第１及び第２の電流設定期間において動作され、前記第１の電流設定期間において前記電流制御信号に応じて前記第１の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御し、
   前記第２の直流電流制御回路は前記第１及び第２の電流設定期間において動作され、前記第２の電流設定期間において前記電流制御信号に応じて前記第２の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御することを特徴とする請求項２記載の直流電流制御装置。
6. 前記各直流電流制御回路は、
   所定の第１の電源から前記負荷を介して接続された電流制御素子と、
   前記電流制御素子に接続され、前記各直流電流制御回路に流れる電流又は当該電流に対応する電圧を検出する検出素子と、
   前記電流制御信号及び前記検出素子により検出された電流又は当該電流に対応する電圧に基づいて、当該電流が前記電流制御信号の電流設定値となるように前記電流制御素子を制御する出力電流制御回路とを備えたことを特徴とする請求項２〜５のうちのいずれか１つに記載の直流電流制御装置。
7. 前記電流制御素子はトランジスタであることを特徴とする請求項６記載の直流電流制御装置。
8. 前記検出素子は、当該電流に対応する電圧を検出するセンス抵抗である請求項６又は７記載の直流電流制御装置。
9. 前記第２の直流電流制御回路の検出素子の値は、前記第２の電流設定期間の最大の電流設定値に基づいて設定され、
   前記第１の直流電流制御回路の検出素子の値は、前記第１の電流設定期間の最小の電流設定値に基づいて設定される請求項６〜８のうちのいずれか１つに記載の直流電流制御装置。
10. 前記第２の直流電流制御回路はさらに、前記第２の直流電流制御回路の前記電流制御素子と前記検出素子との間の接続点と、所定の第２の電源との間に接続されたオフセット抵抗を備え、
    前記第１の電流設定期間と前記第２の電流設定期間とが互いに重なる第３の電流設定期間が設けられ、
    前記第１及び第２の直流電流制御回路はそれぞれ前記第３の電流設定期間において動作され、前記第３の電流設定期間において前記電流制御信号に応じてそれぞれ前記第１及び第２の直流電流制御回路に流れる電流を変化させて制御する請求項６〜９のうちのいずれか１つに記載の直流電流制御装置。
11. 請求項１〜１０のうちのいずれか１つに記載の直流電流制御装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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