JP2019033182A - Ｌｅｄ駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】入力電圧に応じて２個のＬＥＤ群の直列／並列の切り替えを自動で行うとともに、どちらか１つのＬＥＤ群が点灯しない、あるいは所望の電流がＬＥＤ群に流れていないといった異常を目視で容易に確認できるようにするＬＥＤ駆動回路を提供する。【解決手段】ＬＥＤ群２，３と、スイッチ回路７〜１０と、ＬＥＤ群２，３に流れる電流を制御する駆動回路６と、ＬＥＤ群に流れる電流を検知する電流検知回路１１，１２と、定電流発生回路１３１にて生成された定電流とＬＥＤ群に流れる電流を比較する電流比較回路１３２，１３３を含む制御回路１３と、入力電圧ＶＩＮの検出結果と制御回路１３の制御信号により前記スイッチ回路７〜１０を個別的にオン／オフ制御するとともに駆動回路６の各駆動部を制御する制御回路５とを備える。制御回路１３は、ＬＥＤ群２，３の電流値が異常であればスイッチ回路７〜１０をオフするようにスイッチ制御回路５２を制御する。【選択図】図１

Description

本発明はＬＥＤ駆動回路に関する。

図２に従来のＬＥＤ駆動回路を示す。１は電圧入力端子、２，３はｎ個（ｎは１以上の整数）のＬＥＤが直列接続された第１および第２のＬＥＤ群、４はＰＷＭ端子である。５は第１の制御回路であり、電圧入力端子１に入力する電圧ＶＩＮの高低を検出する電圧検知回路５１と、その電圧検知回路５１の検出結果に応じた制御信号を出力するスイッチ制御回路５２を含む。６は駆動回路であり、第１のＬＥＤ群２を駆動する第１の駆動部６１と、第２のＬＥＤ群３又は第１および第２のＬＥＤ群２，３の直列回路を駆動する第２の駆動部６２を含み、それらは所定の電流値を設定するとともに、ＰＷＭ端子に入力するＰＷＭ信号によって、電流のオン／オフを行う。７〜１０はスイッチ制御回路５２でオン／オフが個別的に制御されるスイッチ回路である。

図２に示すＬＥＤ駆動回路の動作は、特許文献１に開示されているように、スイッチ回路７〜１０のオン／オフを制御することにより、電圧入力端子１の入力電圧ＶＩＮが低い電圧のときは第１のＬＥＤ群２と第２のＬＥＤ群３を並列接続にして駆動し、電圧入力端子１の入力電圧ＶＩＮが高い電圧のときは第１のＬＥＤ群２と第２のＬＥＤ群３を直列接続にして駆動する。

このような構成にすることで、入力電圧ＶＩＮが低い電圧の場合には大きな順方向電圧ＶｆのＬＥＤも使用可能となり、また入力電圧ＶＩＮが高い電圧の場合には回路のダイナミックレンジを有効活用することができるとともに駆動回路６の電流値を制御することで第１のＬＥＤ群２と第２のＬＥＤ群３を並列接続した時と同じ輝度に設定することができる。

特開２０１５−１６７２１３号公報

しかし、このようなＬＥＤ駆動回路ではスイッチ回路の一部で動作不良が起きた場合に問題が生じてしまう。例えば、スイッチ回路７動作不良となった場合、第１のＬＥＤ群２と第２のＬＥＤ群３を直列接続するときは第１のＬＥＤ群２と第２のＬＥＤ群３は問題なく点灯するが、並列接続する場合には第１のＬＥＤ群２が点灯しないことになる。また、スイッチ回路１０が動作不良となった場合、第１のＬＥＤ群２と第２のＬＥＤ群３を直列接続するときは第１のＬＥＤ群２と第２のＬＥＤ群３は問題なく点灯するが、並列接続する場合には第２のＬＥＤ群３が点灯しないことになる。

このＬＥＤ駆動回路を航海灯ＬＥＤ照明灯の駆動回路として使用した場合、並列接続した第１のＬＥＤ群２と第２のＬＥＤ群３のいずれかが点灯しない状態では光量が不足し、航海灯の光量規定を逸脱するといった不具合が発生する。ところが、目視では光量不足は判別しづらいため、不具合状態を見逃してしまう可能性がある。

本発明は上記問題点を解消し、ＬＥＤ群の輝度レベルを所望のレベルに設定するとともに光量が不足した場合には目視で不具合状態を確認できるＬＥＤ駆動回路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、請求項１にかかる発明は、ｎ個（ｎは１以上の整数）のＬＥＤの直列回路からなるＬＥＤ群と、スイッチ回路と、前記スイッチ回路のオン／オフを制御するスイッチ制御回路と、前記ＬＥＤ群に流れる電流を制御する駆動回路と、前記ＬＥＤ群に流れる電流を検知する電流検知回路と、前記電流検知回路で検知した電流と定電流を比較する電流比較回路と、を備えたＬＥＤ駆動回路であって、前記ＬＥＤ群とスイッチ回路および電流検知回路は電圧入力端子と駆動回路の間に直列接続され、前記電流比較回路の比較結果が異常であれば前記スイッチ回路をオフしてＬＥＤを消灯することを特徴とする。

請求項２にかかる発明は、ｎ個（ｎは１以上の整数）のＬＥＤの直列回路からなる第１および第２のＬＥＤ群と、複数のスイッチ回路と、前記第１のＬＥＤ群に流れる電流を制御する第１の駆動部および前記第２のＬＥＤ群に流れる電流を制御する第２の駆動部を有する駆動回路と、前記電圧入力端子の電圧を検出して前記複数のスイッチ回路を個別にオン／オフ制御するとともに前記駆動回路の前記第１および第２の駆動部を制御する第１の制御回路とを備えるＬＥＤ駆動回路であって、前記第１のＬＥＤ群を流れる電流を検知する第１の電流検知回路と前記第２のＬＥＤ群あるいは直列接続された前記第１のＬＥＤ群と前記第２のＬＥＤ群を流れる電流を検知する第２の電流検知回路と、前記電圧入力端子の電圧を検出して第１の定電流と第２の定電流を生成する定電流発生回路と、前記第１の電流検知回路で検知した電流と前記第１の定電流を比較する第１の電流比較回路と、前記第２の電流検知回路で検知した電流と前記第２の定電流を比較する第２の電流比較回路とを含む第２の制御回路とを備え、前記第１の制御回路は前記第１の電流比較回路および前記第２の電流比較回路の比較結果が正常であれば前記複数のスイッチ回路のオン／オフの状態を維持し、前記第１の電流比較回路あるいは前記第２の電流比較回路の比較結果が異常であれば前記複数のスイッチ回路をオフして全てのＬＥＤを消灯することを特徴とする。

本発明によれば、各ＬＥＤ群に流れる電流が正常な電流値であることを検知し、正常であれば所望の状態を保持し、各ＬＥＤ群に電流が流れない等の異常がある場合にはスイッチ回路がオフに制御され、各ＬＥＤ群を全消灯することにより目視で不具合状態であることを確認することができる。

本発明の実施例のＬＥＤ駆動回路の回路図である。 従来のＬＥＤ駆動回路の回路である。

以下、本発明について図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する部材・配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。図面において、同一番号は同等あるいは同一部分を示している。

図１に本発明のＬＥＤ駆動回路を示す。１は電圧入力端子、２はｎ個の（ｎは１以上の整数）のＬＥＤが直列接続された第１のＬＥＤ群、３もｎ個のＬＥＤが直列接続された第２のＬＥＤ群、４はＰＷＭ端子である。５は第１の制御回路であり、電圧入力端子１に入力する電圧ＶＩＮの高低を検出する電圧検知回路５１と、その電圧検知回路５１の検出結果と後述する第２の制御回路１３から出力される制御信号に応じた制御信号を出力するスイッチ制御回路５２を含む。６は駆動回路であり、第１のＬＥＤ群２を駆動する第１の駆動部６１と、第２のＬＥＤ群３又は第１および第２のＬＥＤ群２，３の直列回路を駆動する第２の駆動部６２を含み、それらは所定の電流値を設定するとともに、ＰＷＭ端子４に入力するＰＷＭ信号によって、電流のオン／オフを行う。７〜１０はスイッチ制御回路５２でオン／オフが個別的に制御されるスイッチ回路である。１１は第１の電流検知回路であり、第１のＬＥＤ群２に流れる電流を検知する。１２は第２の電流検知回路であり、第２のＬＥＤ群３あるいは第１および第２のＬＥＤ群２，３に流れる電流を検知する。１３は第２の制御回路であり、電圧検知回路５１の検出結果に応じて定電流を生成する定電流発生回路１３１と、定電流発生回路１３１で生成された第１の定電流Ｉｒｅｆ１と第１の電流検知回路１１の検知した電流を比較する第１の電流比較回路１３２と、定電流発生回路１３１で生成された第２の定電流Ｉｒｅｆ２と第２の電流検知回路１２の検知した電流を比較する第２の電流比較回路１３３を含む。

さて、電圧入力端子１には、高い電圧あるいは低い電圧ＶＩＮが入力する。まず、入力電圧ＶＩＮが、制御回路５の電圧検知回路５１において低い所望の電圧であると検知されたときは、スイッチ制御回路５２によって、スイッチ回路７，８，１０がオンに制御され、スイッチ回路９がオフに制御される。これにより、第１および第２のＬＥＤ群２，３が電圧入力端子１に対して並列接続される。そして、駆動回路６の駆動部６１，６２が互いに同じ電流値に設定され且つ同じＰＷＭ信号で制御されることで、第１および第２のＬＥＤ群２，３の各ＬＥＤがそのＰＷＭ制御に応じた同じ輝度で発光する。

また、第１の制御回路５の電圧検知回路５１の検出結果は第２の制御回路１３の定電流発生回路１３１へ入力され、定電流発生回路１３１は所望の定電流を生成し、第１の電流比較回路１３２へ第１の定電流Ｉｒｅｆ１を、第２の電流比較回路１３３へ第２の定電流Ｉｒｅｆ２を出力する。第１の電流検知回路１１では、第１のＬＥＤ群２に流れる電流を検知し、その検知した電流と第１の定電流Ｉｒｅｆ１を第２の制御回路１３の第１の電流比較回路１３２にて比較し、第１のＬＥＤ群２に流れる電流が所望の電流であることを検知する。同様に、第２の電流検知回路１２では、第２のＬＥＤ群３に流れる電流を検知し、その検知した電流と第２の定電流Ｉｒｅｆ２を第２の制御回路１３の第２の電流比較回路１３３にて比較し、第２のＬＥＤ群３に流れる電流が所望の電流であることを検知する。

第１および第２のＬＥＤ群２，３に流れる電流が所望の電流である場合は、スイッチ制御回路５２によって、スイッチ回路７，８，１０がオンに制御されスイッチ回路９がオフに制御された状態を維持する。スイッチ回路等の異常により、第１および第２のＬＥＤ群２，３に流れる電流が所望の電流でないことを第１の電流比較回路１１あるいは第２の電流比較回路１２が検知した場合は、スイッチ制御回路５２によってスイッチ回路７〜１０がオフに制御される。これにより第１および第２のＬＥＤ群２，３のどちらも点灯しないため、目視で不具合状態であることを確認することができる。

次に、入力電圧ＶＩＮが、第１の制御回路５の電圧検知回路５１において高い所望の電圧であると検知されたときは、スイッチ制御回路５２によって、スイッチ回路８，９がオンに制御され、スイッチ回路７，１０がオフに制御される。これにより、第１および第２のＬＥＤ群２，３が電圧入力端子１に対して直列接続される。このとき、駆動回路６の駆動部６２がＰＷＭ制御されることで、第１および第２のＬＥＤ群２，３がそのＰＷＭ制御に応じた輝度で発光する。このとき、駆動部６２の電流値を、スイッチ制御回路５２によって、並列接続されていた際に第２のＬＥＤ群３に流れた電流値と同じ電流値に制御することで、第１および第２のＬＥＤ群２，３が並列接続されていた際に入力したＰＷＭ信号と同じＰＷＭ信号が入力する際に、直列接続された第１および第２のＬＥＤ群２，３の各ＬＥＤの輝度レベルを並列接続時の輝度レベルと同程度にすることができる。

また、第１の制御回路５の電圧検知回路５１の検出結果は第２の制御回路１３の定電流発生回路１３１へ入力され、定電流発生回路１３１は所望の定電流を生成し、第２の制御回路１３の第２の電流比較回路１３３へ第２の定電流Ｉｒｅｆ２を出力する。第２の電流検知回路１２では、第１および第２のＬＥＤ群２，３に流れる電流を検知し、その検知した電流と第２の定電流Ｉｒｅｆ２を第２の制御回路１３の第２の電流比較回路１３３にて比較し、第１および第２のＬＥＤ群２，３に流れる電流が所望の電流であることを検知する。

第１および第２のＬＥＤ群２，３に流れる電流が所望の電流である場合は、スイッチ制御回路５２によって、スイッチ回路８，９がオンに制御されスイッチ回路７，１０がオフに制御された状態を維持する。スイッチ回路等の異常により、第１および第２のＬＥＤ群２，３に流れる電流が所望の電流でないことを第２の電流比較回路１２が検知した場合は、スイッチ制御回路５２によってスイッチ回路７〜１０がオフに制御される。これにより第１および第２のＬＥＤ群２，３のどちらも点灯しないため、目視で不具合状態であることを確認することができる。

以上のように、本発明によれば、入力電圧の高低に応じて第１および第２のＬＥＤ群２，３を並列接続あるいは直列接続することで回路のダイナミックレンジを有効に活用してＬＥＤ群の輝度レベルを所望のレベルに設定することができるとともに、スイッチ回路等の異常により第１および第２のＬＥＤ群２，３に流れる電流が所望の電流とならず光量が不足した場合に不具合状態を目視で容易に確認することができる。

１：電圧入力端子、２，３：ＬＥＤ群、４：ＰＷＭ端子、５：第１の制御回路、５１：電圧検知回路、５２：スイッチ制御回路、６：駆動回路、６１：第１の駆動部、６２：第２の駆動部、７〜１０：スイッチ回路、１１：第１の電流検知回路、１２：第２の電流検知回路、１３：第２の制御回路、１３１：定電流発生回路、１３２：第１の電流比較回路、１３３：第２の電流比較回路

Claims (2)

1. ｎ個（ｎは１以上の整数）のＬＥＤの直列回路からなるＬＥＤ群と、スイッチ回路と、前記スイッチ回路のオン／オフを制御するスイッチ制御回路と、前記ＬＥＤ群に流れる電流を制御する駆動回路と、前記ＬＥＤ群に流れる電流を検知する電流検知回路と、前記電流検知回路で検知した電流と定電流を比較する電流比較回路と、を備えたＬＥＤ駆動回路であって、
   前記ＬＥＤ群とスイッチ回路および電流検知回路は電圧入力端子と駆動回路の間に直列接続され、前記電流比較回路の比較結果が異常であれば前記スイッチ回路をオフしてＬＥＤを消灯することを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
2. ｎ個（ｎは１以上の整数）のＬＥＤの直列回路からなる第１および第２のＬＥＤ群と、複数のスイッチ回路と、前記第１のＬＥＤ群に流れる電流を制御する第１の駆動部および前記第２のＬＥＤ群に流れる電流を制御する第２の駆動部を有する駆動回路と、前記電圧入力端子の電圧を検出して前記複数のスイッチ回路を個別にオン／オフ制御して前記第１のＬＥＤ群と前記第２のＬＥＤ群を並列接続あるいは直列接続するとともに前記駆動回路の前記第１および第２の駆動部を制御する第１の制御回路とを備えるＬＥＤ駆動回路であって、
   前記第１のＬＥＤ群を流れる電流を検知する第１の電流検知回路と前記第２のＬＥＤ群あるいは直列接続された前記第１のＬＥＤ群と前記第２のＬＥＤ群を流れる電流を検知する第２の電流検知回路と、前記電圧入力端子の電圧を検出して第１の定電流と第２の定電流を生成する定電流発生回路と、前記第１の電流検知回路で検知した電流と前記第１の定電流を比較する第１の電流比較回路と、前記第２の電流検知回路で検知した電流と前記第２の定電流を比較する第２の電流比較回路とを含む第２の制御回路とを備え、
   前記第１の制御回路は前記第１の電流比較回路および前記第２の電流比較回路の比較結果が正常であれば前記複数のスイッチ回路のオン／オフの状態を維持し、前記第１の電流比較回路あるいは前記第２の電流比較回路の比較結果が異常であれば前記複数のスイッチ回路をオフして全てのＬＥＤを消灯する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路。

Images