JP3193226U - LED driver capable of adjusting power consumption and LED lighting apparatus using the driver - Google Patents
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Abstract
【課題】消費電力を調節可能なＬＥＤ駆動器及び該駆動器を利用したＬＥＤ照明装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ駆動器２１０は、ＬＥＤモジュール２００と接合する一端及びグランドに設置する他端を有し、ＬＥＤ駆動器２１０のドロップアウト電圧に基づき、デューティ電流及びデューティを発生し、その方式は、ドロップアウト電圧が第１閾値を超える時、デューティが大きくなり且つデューティが小さくなり、ドロップアウト電圧が第２閾値より低い時、デューティ電流が小さくなり且つデューティが大きくなるものである。
【選択図】図２An LED driver capable of adjusting power consumption and an LED lighting device using the driver are provided.
An LED driver 210 has one end joined to the LED module 200 and the other end installed on the ground, and generates a duty current and a duty based on a dropout voltage of the LED driver 210. When the dropout voltage exceeds the first threshold, the duty increases and decreases, and when the dropout voltage is lower than the second threshold, the duty current decreases and the duty increases.
[Selection] Figure 2
Description
本考案は、ＬＥＤ(light emitting diode-発光ダイオード)駆動器に関し、特に、ＬＥＤモジュールを駆動する時、それ自身に消費電力を調節することができるＬＥＤ駆動器に関する。 The present invention relates to an LED (light emitting diode) driver, and more particularly, to an LED driver capable of adjusting power consumption when driving an LED module.
一般のＬＥＤ駆動器を有するＬＥＤ照明装置について述べれば、ＬＥＤの寿命は、相當長く、通常、該駆動器の寿命より長く、ＬＥＤ照明装置の動作寿命は、ＬＥＤにより決定されるのでなく、ＬＥＤ駆動器により決定される。言い換えれば、該ＬＥＤ駆動器の消費電力が適切に制御されていなければ、ＬＥＤ照明装置の動作寿命は、予期されるよりも短くなり得る。 Referring to an LED lighting device having a general LED driver, the lifetime of the LED is relatively long, usually longer than the lifetime of the driver, and the operating life of the LED lighting device is not determined by the LED, but is LED driven. Determined by the vessel. In other words, if the power consumption of the LED driver is not properly controlled, the operating life of the LED lighting device can be shorter than expected.
図１を参照し、それは、従来のＬＥＤ照明装置の回路図である。図１に示すように、該従来のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤモジュール１００及び駆動回路１１０を含む。 Referring to FIG. 1, it is a circuit diagram of a conventional LED lighting device. As shown in FIG. 1, the conventional LED lighting device includes an LED module 100 and a drive circuit 110.
ＬＥＤモジュール１００は、交流電源に対する処理を経て得られる直流電圧又は全波整流電圧であるライン電圧(line voltage)VINと接続する第１端と、駆動回路１１０と接続する第２端と、を有する。 The LED module 100 includes a first end connected to a line voltage V IN which is a DC voltage or a full-wave rectified voltage obtained through processing on an AC power source, and a second end connected to the drive circuit 110. Have.
駆動回路１１０は、前記第２端と接続する第３端と、基準電圧VREFと接続する第４端と、グランド(ground)に接続する第５端と、を有する。駆動回路１１０は、増幅器１１１、ＮＯＭＳ(N type metal oxide semiconductor-N 型金属酸化層半導体)トランジスタ１１２、及び抵抗１１３を含む。 The driving circuit 110 has a third end connected to the second end, a fourth end connected to the reference voltage VREF, and a fifth end connected to the ground. The drive circuit 110 includes an amplifier 111, a NOMS (N type metal oxide semiconductor) transistor 112, and a resistor 113.
増幅器１１１は、正入力端と、負入力端と、出力端と、を有し、該静入力端は、前記第４端と接続する。ＮＭＯＳトランジスタ１１２は、ドレイン、ゲート及びソースを有し、該ドレインは、前記第３端と接続し、該ゲートは、増幅器１１１の前記出力端と接続し、且つ該ソースは、増幅器１１１の前記負入力端と接続する。抵抗１１３の一端は、前記ソースと接続し、他端は、前記第５端と接続する。 The amplifier 111 has a positive input end, a negative input end, and an output end, and the static input end is connected to the fourth end. The NMOS transistor 112 has a drain, a gate, and a source, the drain is connected to the third end, the gate is connected to the output end of the amplifier 111, and the source is the negative end of the amplifier 111. Connect to the input terminal. One end of the resistor 113 is connected to the source, and the other end is connected to the fifth end.
操作時、ＬＥＤモジュール１００は、前記第１端及び第２端の間に第１電圧V1を有し、駆動回路１１０は、前記第３端及び第５端の間に第２電圧V２を有し、そのうち、VIN = V1+V2であり、且つ駆動回路１１０は、増幅器１１１の前記負入力端の電圧を基準電圧VREFに従わせ、定電流IO =VREF /(抵抗１１３の抵抗値)を発生させる。しかしながら、VINが交流電源の変動によって大きくなるか、V1が温度上昇によって小さくなる時、V2が大きくなり、且つ駆動回路１１０の消費電力がこれにより増加し、この状況では、駆動回路１１０にオーバーヒート現象を発生させ、且つ駆動回路１１０が損壊する可能性がある。 In operation, the LED module 100 has a first voltage V 1 between the first end and the second end, and the driving circuit 110 applies a second voltage V 2 between the third end and the fifth end. Among them, V IN = V 1 + V 2 , and the drive circuit 110 causes the voltage of the negative input terminal of the amplifier 111 to follow the reference voltage V REF , and the constant current I O = V REF / (resistance 113). However, when V IN increases due to fluctuations in the AC power supply or when V 1 decreases as the temperature rises, V 2 increases and the power consumption of the drive circuit 110 increases thereby. In this situation, the drive circuit 110 May cause an overheating phenomenon, and the drive circuit 110 may be damaged.
前記問題を解決する為、現在は、新規なＬＥＤ駆動器を必要とする。 In order to solve the problem, a new LED driver is currently required.
本考案のもう１つの目的は、ＬＥＤモジュールを駆動する時にそれ自身の消費電力を調節することができるＬＥＤ駆動器を開示することにある。 Another object of the present invention is to disclose an LED driver capable of adjusting its own power consumption when driving an LED module.
本考案の更にもう１つの目的は、ＬＥＤモジュールを駆動する時にそれ自身がオーバーヒート現象を発生することを回避することができるＬＥＤ駆動器を開示することにある。 Still another object of the present invention is to disclose an LED driver that can avoid an overheating phenomenon when the LED module is driven.
本考案の更にもう１つの目的は、ＬＥＤ照明装置に比較的長い動作寿命をもたせることができるＬＥＤ駆動器を開示することにある。 It is still another object of the present invention to disclose an LED driver that can have a relatively long operating life for an LED lighting device.
上記目的を達成する為、消費電力を調節可能なＬＥＤ駆動器を提供することであり、それは、第１デジタル制御信号及び第２デジタル制御信号の制御により可変基準電圧を発生することに用い、その方式は、前記第１デジタル制御信号が高レベルにあり且つ前記第２デジタル制御信号が低レベルにある時、前記可変基準電圧が大きくなり、前記第２デジタル制御信号が高レベルにあり且つ前記第１デジタル制御信号が低レベルにある時、前記可変基準電圧が小さくなるものである可変電圧発生器と、
前記第１デジタル制御信号及び前記第２デジタル制御信号の制御により第１スイッチ信号及び第２スイッチ信号を発生することに用いられ、その方式は、前記第２スイッチ信号が前記第１スイッチ信号と相補し、且つ前記第１デジタル制御信号が高レベルにあり且つ前記第２デジタル制御信号が低レベルにある時、前記第１スイッチ信号のデューティ（duty)が大きくなり、前記第２デジタル制御信号が高レベルにあり且つ前記第１デジタル制御信号が低レベルにある時、前記デューティが小さくなるものである可変デューティ(variable duty)発生器と、
正入力端、負入力端及び出力端を有し、前記入力端が前記可変基準電圧と接続する増幅器と、
第１チャネル端、第２チャネル端及び第１制御端を有し、該第１チャネル端が該増幅器の前記出力端と接続し、且つ該第１制御端が前記第１スイッチ信号と接続し、そのうち、前記第１スイッチ信号が高レベルにある時、該第１チャネル端が該第２チャネル端と電気接続する第１スイッチと、
第３チャネル端、第４チャネル端及び第２制御端を有し、該第３チャネル端が該第１スイッチの前記第２チャネル端と接続し、該第４チャネル端がグランドに接続し、且つ該第２制御端が前記第２スイッチ信号と接続し、前記第２スイッチ信号が高レベルにある時、該第３チャネル端が該第４チャネル端と電気接続する第２スイッチと、
ドレイン、ゲート及びソースを有し、該ドレインは、ＬＥＤモジュールの一端と接続し、該ゲートは、該第１スイッチの前記第２チャネルと接続し、且つ該ソースが該増幅器の前記負入力端と接続し、該ＬＥＤモジュールの他端は、線電圧と接続するＮＭＯＳトランジスタと、
その一端が該ＮＭＯＳトランジスタの前記ソースと接続し、他端が前記グランドに接続する抵抗と、
第１正入力端、第１負入力端及び第１出力端を有し、該第１正入力端が該ＮＭＯＳトランジスタの前記ドレインと接続し、該第１負入力端が第１閾値電圧と接続し、且つ該第１出力端が前記第１デジタル制御信号を提供する第１コンパレータと、
第２正入力端、第２入力端及び第２出力端を有し、該第２正入力端が第２閾値電圧と接続し、該第２負入力端は、該ＮＭＯＳトランジスタの前記ドレインと接続し、且つ該第２出力端が前記第２デジタル制御信号を提供する第２コンパレータと、
を含む。
In order to achieve the above object, an LED driver capable of adjusting power consumption is provided, which is used to generate a variable reference voltage by controlling a first digital control signal and a second digital control signal. The method is such that when the first digital control signal is at a high level and the second digital control signal is at a low level, the variable reference voltage is increased, the second digital control signal is at a high level and the first digital control signal is at a high level. A variable voltage generator in which the variable reference voltage is reduced when one digital control signal is at a low level;
It is used to generate a first switch signal and a second switch signal under the control of the first digital control signal and the second digital control signal, and the method is such that the second switch signal is complementary to the first switch signal. When the first digital control signal is at a high level and the second digital control signal is at a low level, the duty of the first switch signal is increased and the second digital control signal is high. A variable duty generator that reduces the duty when the first digital control signal is at a low level,
An amplifier having a positive input terminal, a negative input terminal and an output terminal, the input terminal being connected to the variable reference voltage;
A first channel end, a second channel end, and a first control end, the first channel end connected to the output end of the amplifier, and the first control end connected to the first switch signal; A first switch that electrically connects the first channel end to the second channel end when the first switch signal is at a high level;
A third channel end, a fourth channel end, and a second control end, the third channel end connected to the second channel end of the first switch, the fourth channel end connected to ground, and A second switch in which the second control end is connected to the second switch signal and the third channel end is electrically connected to the fourth channel end when the second switch signal is at a high level;
A drain connected to one end of the LED module; the gate connected to the second channel of the first switch; and the source connected to the negative input of the amplifier. The other end of the LED module is connected to a line voltage NMOS transistor;
A resistor having one end connected to the source of the NMOS transistor and the other end connected to the ground;
A first positive input terminal; a first negative input terminal; and a first output terminal, wherein the first positive input terminal is connected to the drain of the NMOS transistor, and the first negative input terminal is connected to a first threshold voltage. And a first comparator whose first output provides the first digital control signal;
A second positive input terminal, a second input terminal, and a second output terminal, the second positive input terminal is connected to the second threshold voltage, and the second negative input terminal is connected to the drain of the NMOS transistor And a second comparator whose second output provides the second digital control signal;
including.
本考案は、以下の利点を有する：
１．本考案のＬＥＤ駆動器は、ＬＥＤモジュールの駆動時にそれ自身の消費電力を調節することができる。
２．本考案のＬＥＤ駆動器は、ＬＥＤモジュールの駆動時にそれ自身が過熱現象を発生することを回避することができる。
３．本考案のＬＥＤ駆動器は、ＬＥＤ照明装置に比較的長い動作寿命をもたせることができる。
The present invention has the following advantages:
1. The LED driver of the present invention can adjust its own power consumption when the LED module is driven.
2. The LED driver of the present invention can avoid an overheating phenomenon when the LED module is driven.
3. The LED driver according to the present invention can give the LED lighting device a relatively long operating life.
本考案の構造、特徴及びその目的を更に分かり易くする為、図面及び好適な具体的実施例により以下に詳細に説明する。 In order to make the structure, features and purpose of the present invention more comprehensible, the following detailed description is made with reference to the drawings and preferred embodiments.
本考案の主旨は、ＬＥＤ駆動器を開示することにあり、それは、ＬＥＤモジュールと直列して該ＬＥＤ駆動器に跨がるドロップアウト電圧(dropout voltage)に基づき、デューティ電流(duty current) 及び(duty)を発生することができ、その方式は、前記ドロップアウト電圧が第１閾値を超過する時、前記デューティ電流が大きくなり且つ前記デューティが小さくなり、前記ドロップアウト電圧が第２閾値より低い時、前記デューティ電流が小さくなり且つ前記デューティが大きくなり、前記デューティ電流及び前記デューティの積が該ＬＥＤモジュールの平均電流に等しく、且つ該第１閾値が該第２閾値より高いものである。 The gist of the present invention is to disclose an LED driver, which is based on a dropout voltage across the LED driver in series with an LED module, and a duty current and ( duty), and when the dropout voltage exceeds a first threshold, the duty current increases and the duty decreases and the dropout voltage is lower than a second threshold. The duty current decreases and the duty increases, the product of the duty current and the duty is equal to the average current of the LED module, and the first threshold is higher than the second threshold.
図２を参照し、それは、ＬＥＤ照明装置の回路図であり、それは、本考案の消費電力を調節可能なＬＥＤ駆動器の好適実施例を含む。図２に示すように、該ＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤモジュール２００及びＬＥＤ駆動器２１０を含み、且つＬＥＤ駆動器２１０は、ＬＥＤモジュール２００と直列する。 Referring to FIG. 2, it is a circuit diagram of an LED lighting device, which includes a preferred embodiment of an LED driver with adjustable power consumption according to the present invention. As shown in FIG. 2, the LED lighting device includes an LED module 200 and an LED driver 210, and the LED driver 210 is in series with the LED module 200.
ＬＥＤモジュール２００は、少なくとも１つのＬＥＤを含み、且つライン電圧VINと接続する第１端と、ＬＥＤ駆動器２１０と接続する第２端と、を有し、そのうち、ライン電圧VINは、ＤＣ電圧又はＡＣ電源の半波整流電圧又は全波整流電圧である。 The LED module 200 includes at least one LED and has a first end connected to the line voltage V IN and a second end connected to the LED driver 210, of which the line voltage V IN is DC Voltage or half-wave rectified voltage or full-wave rectified voltage of an AC power source.
ＬＥＤ駆動器２１０は、可変基準電圧発生器２１１と、可変デューティ発生器２１２と、増幅器２１３と、第１スイッチ２１４と、第２スイッチ２１５と、ＮＭＯＳトランジスタ２１６と、抵抗２１７と、第１コンパレータ２１８と、第２コンパレータ２１９と、を含む。 The LED driver 210 includes a variable reference voltage generator 211, a variable duty generator 212, an amplifier 213, a first switch 214, a second switch 215, an NMOS transistor 216, a resistor 217, and a first comparator 218. And a second comparator 219.
可変基準電圧発生器２１１は、第１デジタル制御信号VC1及び第２デジタル制御信号VC2の制御により可変基準電圧VREFを発生し、その方式は、VC1が高レベルにあり且つVC2が低レベルにある時、VREFが大きくなり、VC2が高レベルにあり且つVC1が低レベルにある時、VREFが小さくなるというものである。前記の原理に基づき、可変基準電圧発生器２１１は、デジタル回路により実現でき、該デジタル回路は、例えば、アップ/ダウンカウンタ及びデジタルアナログ変換器（図示せず）を含むことができ、そのうち、該アップ/ダウンカウンタは、VC1が高レベルにあり且つVC2が低レベルにある時、カウントアップし、可変基準電圧VREFの電圧を上昇させ、VC2が高レベルにあり且つVC1が低レベルにある時、カウントダウンし、可変基準電圧VREFの電圧を低減させる。可変基準電圧発生器２１１は、アナログ回路で実現することもでき、該アナログ回路は、例えば、電流源、コンデンサ、及びスイッチ回路（図示せず）を含むことができ、そのうち、該スイッチ回路は、VC1が高レベルにあり且つVC2が低レベルにある時、該電流源が該コンデンサに対して充電し、可変基準電圧VREFの電圧を上昇させ、VC2が高レベルにあり且つVC1が低レベルにある時、放電経路を該コンデンサと接続させ該コンデンサに対して放電し、それにより、可変基準電圧VREFの電圧を低減させる。 The variable reference voltage generator 211 generates a variable reference voltage V REF under the control of the first digital control signal V C1 and the second digital control signal V C2 . The method is such that V C1 is at a high level and V C2 is When it is at a low level, V REF increases, and when V C2 is at a high level and V C1 is at a low level, V REF decreases. Based on the above principle, the variable reference voltage generator 211 can be realized by a digital circuit, and the digital circuit can include, for example, an up / down counter and a digital-analog converter (not shown), of which the The up / down counter counts up when V C1 is high and V C2 is low, increasing the voltage of the variable reference voltage V REF , V C2 is high and V C1 is low When it is at the level, it counts down and reduces the voltage of the variable reference voltage V REF . The variable reference voltage generator 211 can also be realized by an analog circuit, which can include, for example, a current source, a capacitor, and a switch circuit (not shown), of which the switch circuit is When V C1 is high and V C2 is low, the current source charges the capacitor and raises the voltage of the variable reference voltage V REF , V C2 is high and V C1 Is at a low level, the discharge path is connected to the capacitor and discharged to the capacitor, thereby reducing the voltage of the variable reference voltage V REF .
可変基準電圧発生器２１１は、第１デジタル制御信号VC1及び第２デジタル制御信号VC2の制御により可変基準電圧VREFを発生し、その方式は、VC1が高レベルにあり且つVC2が低レベルにある時、VREFが大きくなり、VC2が高レベルにあり且つVC1が低レベルにある時、VREFが小さくなるというものである。前記の原理に基づき、可変基準電圧発生器２１１は、デジタル回路により実現でき、該デジタル回路は、例えば、アップ/ダウンカウンタ及びデジタルアナログ変換器（図示せず）を含むことができ、そのうち、該アップ/ダウンカウンタは、VC1が高レベルにあり且つVC2が低レベルにある時、カウントアップし、可変基準電圧VREFの電圧を上昇させ、VC2が高レベルにあり且つVC1が低レベルにある時、カウントダウンし、可変基準電圧VREFの電圧を低減させる。可変基準電圧発生器２１１は、アナログ回路で実現することもでき、該アナログ回路は、例えば、電流源、コンデンサ、及びスイッチ回路（図示せず）を含むことができ、そのうち、該スイッチ回路は、VC1が高レベルにあり且つVC2が低レベルにある時、該電流源が該コンデンサに対して充電し、可変基準電圧VREFの電圧を上昇させ、VC2が高レベルにあり且つVC1が低レベルにある時、放電経路を該コンデンサと接続させ該コンデンサに対して放電し、それにより、可変基準電圧VREFの電圧を低減させる。 The variable reference voltage generator 211 generates a variable reference voltage V REF under the control of the first digital control signal V C1 and the second digital control signal V C2 . The method is such that V C1 is at a high level and V C2 is When it is at a low level, V REF increases, and when V C2 is at a high level and V C1 is at a low level, V REF decreases. Based on the above principle, the variable reference voltage generator 211 can be realized by a digital circuit, and the digital circuit can include, for example, an up / down counter and a digital-analog converter (not shown), of which the The up / down counter counts up when V C1 is high and V C2 is low, increasing the voltage of the variable reference voltage V REF , V C2 is high and V C1 is low When it is at the level, it counts down and reduces the voltage of the variable reference voltage V REF . The variable reference voltage generator 211 can also be realized by an analog circuit, which can include, for example, a current source, a capacitor, and a switch circuit (not shown), of which the switch circuit is When V C1 is high and V C2 is low, the current source charges the capacitor and raises the voltage of the variable reference voltage V REF , V C2 is high and V C1 Is at a low level, the discharge path is connected to the capacitor and discharged to the capacitor, thereby reducing the voltage of the variable reference voltage V REF .
増幅器２１３は、正入力端、負入力端、及び出力端を有し、該正入力端は、可変基準電圧VREFと接続する。 The amplifier 213 has a positive input terminal, a negative input terminal, and an output terminal, and the positive input terminal is connected to the variable reference voltage V REF .
第１スイッチ２１４は、第１チャネル端、第２チャネル端、及び第１制御端を有し、該第１チャネル端は、増幅器２１３の前記出力端と接続し、且つ該第１制御端は、第１スイッチ信号VSW1と接続し、そのうち、VSW1が高レベルにある時、該第１チャネル端は、該第２チャネル端と電気接続して増幅器２１３にＮＭＯＳトランジスタ２１６を駆動させる。 The first switch 214 has a first channel end, a second channel end, and a first control end, the first channel end is connected to the output end of the amplifier 213, and the first control end is When the first switch signal V SW1 is connected and the V SW1 is at a high level, the first channel end is electrically connected to the second channel end, and the amplifier 213 drives the NMOS transistor 216.
第２スイッチ２１５は、第３チャネル端、第４チャネル端、及び第２制御端を有し、該第３チャネル端は、第１スイッチ２１４の前記第２チャネル端と接続し、該第４チャネル端は、グランドに接続し、且つ該第２制御端は、第２スイッチ信号VSW2と接続し、そのうち、VSW2が高レベルにある時、該第３チャネル端は、該第４チャネル端と電気接続してＮＭＯＳトランジスタ２１６をオフにさせる。 The second switch 215 has a third channel end, a fourth channel end, and a second control end, and the third channel end is connected to the second channel end of the first switch 214, and the fourth channel The end is connected to the ground, and the second control end is connected to the second switch signal V SW2 . When V SW2 is at a high level, the third channel end is connected to the fourth channel end. Electrical connection is made to turn off the NMOS transistor 216.
ＮＭＯＳトランジスタ２１６は、ドレイン、ゲート、及びソースを有し、該ドレインは、ＬＥＤモジュール２００の前記第２短と接続し、該ゲートは、第１スイッチ２１４の前記第２チャネル端と接続し、且つ該ソースは、増幅器２１３の前記負入力端と接続する。 The NMOS transistor 216 has a drain, a gate, and a source, the drain is connected to the second short of the LED module 200, the gate is connected to the second channel end of the first switch 214, and The source is connected to the negative input terminal of the amplifier 213.
抵抗２１７は、その一端がＮＭＯＳトランジスタ２１６の前記ソースと接続し、他端が前記グランドに接続し、ＬＥＤモジュール２００を流れるデューティ電流IOを設定することに用い、そのうち、IO = VREF/（抵抗２１７の抵抗値）である。 The resistor 217 has one end connected to the source of the NMOS transistor 216 and the other end connected to the ground. The resistor 217 is used to set a duty current I O flowing through the LED module 200, of which I O = V REF / (Resistance value of the resistor 217).
第１コンパレータ２１８は、第１正入力端、第１負入力端、及び第１出力端を有し、該第１正入力端は、ＮＭＯＳトランジスタ２１６の前記ドレインと接続し、該第１負入力端は、第１閾値電圧VHと接続し、且該第１出力端は、第１デジタル制御信号VC1を提供する。 The first comparator 218 has a first positive input terminal, a first negative input terminal, and a first output terminal, and the first positive input terminal is connected to the drain of the NMOS transistor 216 and the first negative input terminal. The end is connected to the first threshold voltage VH, and the first output provides the first digital control signal V C1 .
第２コンパレータ２１９は、第２正入力端、第２負入力端、及び第２出力端を有し、該第２正入力端は、第２閾値電圧VLと接続し、該第２負入力端は、ＮＭＯＳトランジスタ２１６の前記ドレインと接続し、且つ該第２出力端は、第２デジタル制御信号VC2を提供する。 The second comparator 219 has a second positive input terminal, a second negative input terminal, and a second output terminal, and the second positive input terminal is connected to the second threshold voltage V L, and the second negative input terminal The end is connected to the drain of the NMOS transistor 216, and the second output provides the second digital control signal V C2 .
操作時、VINがＡＣ電源の変動によって変動を発生するか、ＬＥＤモジュール２００のドロップアウト電圧が温度変化によって変動を発生するかに関わらず、ＬＥＤ駆動器２１０のドロップアウト電圧Vdは、VH及びVLの間に調節制御され、その原理は、以下である：
VdがVHより高い時、VC1が高レベルにあり且つVC2が低レベルにあり、可変基準電圧VREFの電圧を上昇させ、VSW1のデューティを低減させ、この時、デューティ電流IOは、大きくなり、ＬＥＤモジュール２００のドロップアウト電圧が伴って増加し、Vdを引き下げる。
During operation, the dropout voltage V d of the LED driver 210 is V V, regardless of whether V IN varies due to variations in AC power or whether the dropout voltage of the LED module 200 varies due to temperature changes. Regulated and controlled between H and VL , the principle of which is as follows:
When V d is higher than V H , V C1 is at a high level and V C2 is at a low level, increasing the voltage of the variable reference voltage V REF and reducing the duty of V SW1 , at this time, the duty current I O is greater, increased dropout voltage of the LED module 200 with, lower the V d.
VdがVLより低い時、VC1が低レベルにあり且つVC2が高レベルにあり、可変基準電圧VREFの電圧を低減し、VSW1のデューティを上昇させ、この時、デューティ電流IOが小さくなり、ＬＥＤモジュール２００のドロップアウト電圧が伴って低下し、Vdを引き上げる。 When V d is lower than V L , V C1 is at a low level and V C2 is at a high level, reducing the voltage of the variable reference voltage V REF and increasing the duty of V SW1 , at this time, the duty current I O is reduced, decreased dropout voltage of the LED module 200 with, raise the V d.
Vdが安全な電圧範囲内に調整制御され、且つデューティ電流IO及びVSW1のデューティが互に反する方向に変動してＬＥＤ駆動器２１０の消費電力を範囲内に制限する状況において、ＬＥＤ駆動器２１０の消費電力は、安全な範囲内にあって、ＬＥＤ駆動器２１０が過熱現象を発生することを回避することができ、該ＬＥＤ照明装置の動作寿命がそれにより延長されることができる。 In a situation where V d is regulated and controlled within a safe voltage range, and the duty current I O and the duty of V SW1 fluctuate in opposite directions to limit the power consumption of the LED driver 210 within the range, the LED drive The power consumption of the device 210 is within a safe range, and the LED driver 210 can be prevented from overheating, thereby extending the operating life of the LED lighting device.
また、固定された平均出力電流をＬＥＤモジュール２００に提供する場合、定電流設計を採用し、VREFの電圧値及びVSW1のデューティの積を乗数に等しくさせる。図３を参照し、それは、本考案の前記定電流設計を採用したＬＥＤ照明装置の出力電流の２つの異なる環境における２つの波形を示す図である。図３に示すように、IO2がVINの上昇又はＬＥＤモジュール２００のドロップアウト電圧が小さくなって1.25* IO1になる時、前記デューティは、D1 =100%からD2 = 80%に低下し、同一の平均電流を発生する。 When a fixed average output current is provided to the LED module 200, a constant current design is adopted, and the product of the voltage value of V REF and the duty of V SW1 is made equal to the multiplier. Referring to FIG. 3, it is a diagram showing two waveforms in two different environments of the output current of the LED lighting apparatus adopting the constant current design of the present invention. As shown in FIG. 3, when I O2 rises to V IN or the dropout voltage of the LED module 200 decreases to 1.25 * I O1 , the duty decreases from D1 = 100% to D2 = 80%. Generate the same average current.
前記の原理に基づき、増幅器２１３、ＮＭＯＳトランジスタ２１６、及び抵抗２１７は、電流ミラー回路により取って代えることもでき、そのうち、該電流ミラー回路は、VREFに基づき前記のデューティ電流を発生する。電流ミラー回路は、周知であるので、ここでは、動作原理を記載しない。 Based on the above principle, the amplifier 213, the NMOS transistor 216, and the resistor 217 can be replaced by a current mirror circuit, in which the current mirror circuit generates the duty current based on V REF . Since the current mirror circuit is well known, the operation principle is not described here.
以上の説明から分かりますように、本考案は、以下の利点を有する：
１．本考案のＬＥＤ駆動器は、ＬＥＤモジュールの駆動時にそれ自身の消費電力を調節することができる。
２．本考案のＬＥＤ駆動器は、ＬＥＤモジュールの駆動時にそれ自身が過熱現象を発生することを回避することができる。
３．本考案のＬＥＤ駆動器は、ＬＥＤ照明装置に比較的長い動作寿命をもたせることができる。
As can be seen from the above description, the present invention has the following advantages:
1. The LED driver of the present invention can adjust its own power consumption when the LED module is driven.
2. The LED driver of the present invention can avoid an overheating phenomenon when the LED module is driven.
3. The LED driver according to the present invention can give the LED lighting device a relatively long operating life.
なお、本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。例えば、二極性トランジスタによりＮＭＯＳトランジスタ２１６に取って代えることは、本願の権利範疇を脱するものではない。 In the present invention, preferred embodiments have been disclosed as described above, but these are not intended to limit the present invention in any way, and anyone who is familiar with the technology has an equivalent scope that does not depart from the spirit and scope of the present invention. Of course, various fluctuations and hydration colors can be added. For example, replacing the NMOS transistor 216 with a bipolar transistor does not depart from the scope of rights of the present application.
１００，２００ ＬＥＤモジュール
１１０ 駆動回路
１１１，２１３ 増幅器
１１２，２１６ ＮＭＯＳトランジスタ
１１３，２１７ 抵抗
２１０ ＬＥＤ駆動器
２１１ 可変基準電圧発生器
２１２ 可変デューティ発生器
２１４ 第１スイッチ
２１５ 第２スイッチ
２１８ 第１コンパレータ
２１９ 第２コンパレータ
100, 200 LED module 110 drive circuit 111, 213 amplifier 112, 216 NMOS transistor 113, 217 resistor 210 LED driver 211 variable reference voltage generator 212 variable duty generator 214 first switch 215 second switch 218 first comparator 219 first 2 comparator
Claims (11)
前記第１デジタル制御信号及び前記第２デジタル制御信号の制御により第１スイッチ信号及び第２スイッチ信号を発生することに用いられ、その方式は、前記第２スイッチ信号が前記第１スイッチ信号と相補し、且つ前記第１デジタル制御信号が高レベルにあり且つ前記第２デジタル制御信号が低レベルにある時、前記第１スイッチ信号のデューティが大きくなり、前記第２デジタル制御信号が高レベルにあり且つ前記第１デジタル制御信号が低レベルにある時、前記デューティが小さくなるものである可変デューティ発生器と、
正入力端、負入力端及び出力端を有し、前記入力端が前記可変基準電圧と接続する増幅器と、
第１チャネル端、第２チャネル端及び第１制御端を有し、該第１チャネル端が該増幅器の前記出力端と接続し、且つ該第１制御端が前記第１スイッチ信号と接続し、そのうち、前記第１スイッチ信号が高レベルにある時、該第１チャネル端が該第２チャネル端と電気接続する第１スイッチと、
第３チャネル端、第４チャネル端及び第２制御端を有し、該第３チャネル端が該第１スイッチの前記第２チャネル端と接続し、該第４チャネル端がグランドに接続し、且つ該第２制御端が前記第２スイッチ信号と接続し、前記第２スイッチ信号が高レベルにある時、該第３チャネル端が該第４チャネル端と電気接続する第２スイッチと、
ドレイン、ゲート及びソースを有し、該ドレインは、ＬＥＤモジュールの一端と接続し、該ゲートは、該第１スイッチの前記第２チャネルと接続し、且つ該ソースが該増幅器の前記負入力端と接続し、該ＬＥＤモジュールの他端は、線電圧と接続するＮＭＯＳトランジスタと、
その一端が該ＮＭＯＳトランジスタの前記ソースと接続し、他端が前記グランドに接続する抵抗と、
第１正入力端、第１負入力端及び第１出力端を有し、該第１正入力端が該ＮＭＯＳトランジスタの前記ドレインと接続し、該第１負入力端が第１閾値電圧と接続し、且つ該第１出力端が前記第１デジタル制御信号を提供する第１コンパレータと、
第２正入力端、第２入力端及び第２出力端を有し、該第２正入力端が第２閾値電圧と接続し、該第２負入力端は、該ＮＭＯＳトランジスタの前記ドレインと接続し、且つ該第２出力端が前記第２デジタル制御信号を提供する第２コンパレータと、
を含む消費電力を調節可能なＬＥＤ駆動器。 The method is used to generate a variable reference voltage by controlling the first digital control signal and the second digital control signal. The method is such that the first digital control signal is at a high level and the second digital control signal is at a low level. A variable voltage generator, wherein the variable reference voltage is increased at a certain time, and when the second digital control signal is at a high level and the first digital control signal is at a low level, the variable reference voltage is decreased. When,
It is used to generate a first switch signal and a second switch signal under the control of the first digital control signal and the second digital control signal, and the method is such that the second switch signal is complementary to the first switch signal. And when the first digital control signal is at a high level and the second digital control signal is at a low level, the duty of the first switch signal is increased and the second digital control signal is at a high level. And a variable duty generator that reduces the duty when the first digital control signal is at a low level;
An amplifier having a positive input terminal, a negative input terminal and an output terminal, the input terminal being connected to the variable reference voltage;
A first channel end, a second channel end, and a first control end, the first channel end connected to the output end of the amplifier, and the first control end connected to the first switch signal; A first switch that electrically connects the first channel end to the second channel end when the first switch signal is at a high level;
A third channel end, a fourth channel end, and a second control end, the third channel end connected to the second channel end of the first switch, the fourth channel end connected to ground, and A second switch in which the second control end is connected to the second switch signal and the third channel end is electrically connected to the fourth channel end when the second switch signal is at a high level;
A drain connected to one end of the LED module; the gate connected to the second channel of the first switch; and the source connected to the negative input of the amplifier. The other end of the LED module is connected to a line voltage NMOS transistor;
A resistor having one end connected to the source of the NMOS transistor and the other end connected to the ground;
A first positive input terminal; a first negative input terminal; and a first output terminal, wherein the first positive input terminal is connected to the drain of the NMOS transistor, and the first negative input terminal is connected to a first threshold voltage. And a first comparator whose first output provides the first digital control signal;
A second positive input terminal, a second input terminal, and a second output terminal, the second positive input terminal is connected to the second threshold voltage, and the second negative input terminal is connected to the drain of the NMOS transistor And a second comparator whose second output provides the second digital control signal;
LED driver with adjustable power consumption.
第１デジタル制御信号及び第２デジタル制御信号の制御により可変基準電圧を発生することに用い、その方式は、前記第１デジタル制御信号が高レベルにあり且つ前記第２デジタル制御信号が低レベルにある時、前記可変基準電圧が大きくなり、前記第２デジタル制御信号が高レベルにあり且つ前記第１デジタル制御信号が低レベルにある時、前記可変基準電圧が小さくなるものである可変電圧発生器と、
前記第１デジタル制御信号及び前記第２デジタル制御信号の制御により第１スイッチ信号及び第２スイッチ信号を発生することに用いられ、その方式は、前記第２スイッチ信号が前記第１スイッチ信号と相補し、且つ前記第１デジタル制御信号が高レベルにあり且つ前記第２デジタル制御信号が低レベルにある時、前記第１スイッチ信号のデューティが大きくなり、前記第２デジタル制御信号が高レベルにあり且つ前記第１デジタル制御信号が低レベルにある時、前記デューティが小さくなるものである可変デューティ発生器と、
正入力端、負入力端及び出力端を有し、前記入力端が前記可変基準電圧と接続する増幅器と、
第１チャネル端、第２チャネル端及び第１制御端を有し、該第１チャネル端が該増幅器の前記出力端と接続し、且つ該第１制御端が前記第１スイッチ信号と接続し、そのうち、前記第１スイッチ信号が高レベルにある時、該第１チャネル端が該第２チャネル端と電気接続する第１スイッチと、
第３チャネル端、第４チャネル端及び第２制御端を有し、該第３チャネル端が該第１スイッチの前記第２チャネル端と接続し、該第４チャネル端がグランドに接続し、且つ該第２制御端が前記第２スイッチ信号と接続し、前記第２スイッチ信号が高レベルにある時、該第３チャネル端が該第４チャネル端と電気接続する第２スイッチと、
ドレイン、ゲート及びソースを有し、該ドレインは、該ＬＥＤモジュールの前記第１端と接続し、該ゲートは、該第１スイッチの前記第２チャネルと接続し、且つ該ソースが該増幅器の前記負入力端と接続するＮＭＯＳトランジスタと、
その一端が該ＮＭＯＳトランジスタの前記ソースと接続し、他端が前記グランドに接続する抵抗と、
第１正入力端、第１負入力端及び第１出力端を有し、該第１正入力端が該ＮＭＯＳトランジスタの前記ドレインと接続し、該第１負入力端が第１閾値電圧と接続し、且つ該第１出力端が前記第１デジタル制御信号を提供する第１コンパレータと、
第２正入力端、第２入力端及び第２出力端を有し、該第２正入力端が第２閾値電圧と接続し、該第２負入力端は、該ＮＭＯＳトランジスタの前記ドレインと接続し、且つ該第２出力端が前記第２デジタル制御信号を提供する第２コンパレータと、
を含むＬＥＤ照明装置。 An LED module comprising at least one LED and having a first end and a second end, the first end being connected to a line voltage, and the line voltage being a voltage obtained through processing on an AC power source When,
The method is used to generate a variable reference voltage by controlling the first digital control signal and the second digital control signal. The method is such that the first digital control signal is at a high level and the second digital control signal is at a low level. A variable voltage generator, wherein the variable reference voltage is increased at a certain time, and when the second digital control signal is at a high level and the first digital control signal is at a low level, the variable reference voltage is decreased. When,
It is used to generate a first switch signal and a second switch signal under the control of the first digital control signal and the second digital control signal, and the method is such that the second switch signal is complementary to the first switch signal. And when the first digital control signal is at a high level and the second digital control signal is at a low level, the duty of the first switch signal is increased and the second digital control signal is at a high level. And a variable duty generator that reduces the duty when the first digital control signal is at a low level;
An amplifier having a positive input terminal, a negative input terminal and an output terminal, the input terminal being connected to the variable reference voltage;
A first channel end, a second channel end, and a first control end, the first channel end connected to the output end of the amplifier, and the first control end connected to the first switch signal; A first switch that electrically connects the first channel end to the second channel end when the first switch signal is at a high level;
A third channel end, a fourth channel end, and a second control end, the third channel end connected to the second channel end of the first switch, the fourth channel end connected to ground, and A second switch in which the second control end is connected to the second switch signal and the third channel end is electrically connected to the fourth channel end when the second switch signal is at a high level;
A drain connected to the first end of the LED module; a gate connected to the second channel of the first switch; and a source connected to the second channel of the amplifier. An NMOS transistor connected to the negative input terminal;
A resistor having one end connected to the source of the NMOS transistor and the other end connected to the ground;
A first positive input terminal; a first negative input terminal; and a first output terminal, wherein the first positive input terminal is connected to the drain of the NMOS transistor, and the first negative input terminal is connected to a first threshold voltage. And a first comparator whose first output provides the first digital control signal;
A second positive input terminal, a second input terminal, and a second output terminal, the second positive input terminal is connected to the second threshold voltage, and the second negative input terminal is connected to the drain of the NMOS transistor And a second comparator whose second output provides the second digital control signal;
LED lighting device.
該ＬＥＤモジュールの前記第２短と接続する一端と、グランドに接続する他端と、を有し、該ＬＥＤ駆動器のドロップアウト電圧に基づいてデューティ電流及びデューティを発生し、その方式は、前記ドロップアウト電圧が第１閾値を超える時、前記デューティが大きくなり且つ前記デューティが小さくなり、前記ドロップアウト電圧が第２閾値より低い時、前記デューティ電流が小さくなり且つ前記デューティが大きくなり、そのうち、前記デューティ電流及び前記デューティの積が該ＬＥＤの平均電流に等しく、且つ該第１閾値が該第２閾値より高いものであるＬＥＤ駆動器と、
を有するＬＥＤ照明装置。 At least one LED and having a first end and a second end, the first end being connected to a line voltage, the line voltage comprising a DC voltage and a voltage obtained through processing on an AC power supply An LED module which is one kind of voltage selected from the group;
The LED module has one end connected to the second short and the other end connected to the ground, and generates a duty current and a duty based on a dropout voltage of the LED driver. When the dropout voltage exceeds the first threshold, the duty is increased and the duty is decreased, and when the dropout voltage is lower than the second threshold, the duty current is decreased and the duty is increased, An LED driver in which the product of the duty current and the duty is equal to the average current of the LED and the first threshold is higher than the second threshold;
LED lighting device having
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/941,675 | 2013-07-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3193226U true JP3193226U (en) | 2014-09-25 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107426881A (en) * | 2017-09-07 | 2017-12-01 | 上海晶丰明源半导体股份有限公司 | Integrator, LED current ripple eliminate circuit and method, LED driver and LED device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107426881A (en) * | 2017-09-07 | 2017-12-01 | 上海晶丰明源半导体股份有限公司 | Integrator, LED current ripple eliminate circuit and method, LED driver and LED device |
| CN107426881B (en) * | 2017-09-07 | 2023-09-22 | 上海晶丰明源半导体股份有限公司 | Integrator, LED current ripple cancellation circuit and method |
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