JP4342262B2 - Led点灯制御装置、led点灯制御方法 - Google Patents
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Description
従来技術において、複数のLEDが並列に接続される場合、昇圧回路は、いずれかのLEDの信号線上の電圧値を計測し、同計測値が、同LEDを電流制御で駆動させる為の基準電圧値を基に昇圧する。同基準電圧値は、複数のLEDを電流制御で駆動させるために、LEDの順方向電圧の個体差を考慮した電圧値になっている。これは、余分に高い電圧値を設定されていることを意味する。
同図において、レギュレーテッドチャージポンプ回路(以下、単に昇圧回路と呼ぶ)10は、入力側端子に直流電源Pwrと入力側コンデンサCinを接続され、出力側端子には出力側コンデンサCoutが接続されている。昇圧回路10は、LED端子制御電圧入力端Lstdと、LED端子電圧入力端Linとを有しており、昇圧動作時に同LED端子電圧入力端Linの入力電圧と、LED端子制御電圧入力端Lstdとに基づいて昇圧動作を実行している。
昇圧回路10の出力ラインには三つの白色光ダイオード(以下、単にLEDと呼ぶ)31a〜31cからなるLED回路30が接続されている。各LED31a〜31cはアノード側を同出力ラインに接続されるとともに、カソード側を定電流回路40に接続され、同定電流回路40による電流量の制御を受けて一定電流が流れるようになっている。定電流回路40は、LEDに流れる電流量を設定する為の抵抗Rctlが接続されているとともに、未接続判定時においてLEDにながれる電流値を同設定値より小さくするための信号である定電流値可変信号Ictlが入力されている。
1.定電流回路40に対する電流量の制御
2.LED31a〜31cの接続の有無の確認
3.未接続と判定されたLED31a〜31cを除き、残りの中で最小電圧値のものを特定
LED端子監視回路50の具体的構成は後述するが、上記処理を実行するのに必要な出力電圧監視回路20からの出力監視信号Prnと、LED31a〜31cが未接続か否かを判断するための基準電圧値となるLED未接続端子判定電圧と、動作タイミングを表すクロック信号clkが入力されている。また、アナログ信号選択回路60に対しては最小電圧選択信号を出力している。
LED端子監視回路50は、未接続端子判定ブロック51と、最小電圧選択ブロック52と、定電流値可変信号判定ブロック53とを備えている。未接続端子判定ブロック51では、三つのコンパレータ51a1〜51a3が、各電位(Vout−Va,Vout−Vb,Vout−Vc)と、LED未接続端子判定電圧とを比較しており、その比較判断結果は出力監視信号Prnが出力された時点でAND回路51b1〜51b3から出力され、フリップフロップ回路51c1〜51c3に設定される。そして、各フリップフロップ回路51c1〜51c3のQ出力がそれぞれLED31a〜31cの未接続判定信号(d1〜d3未接続判定信号)として出力される。
手順1に示すように、図示しない電源スイッチがオンとなると、手順2に示すように、LED端子監視回路50は定電流回路40に対して定電流値可変信号Ictlを出力し、LEDに流れる電流を、所望の電流量より少ない電流値であるIminとさせる。なお、最小の電流値Iminと通常時の電流値Iregについては、以下の条件に従うようにしている。
Ireg=Ir×100
手順3に示すように、昇圧回路10は昇圧動作を開始するが、出力電圧Voutがすぐに上限電圧値となるわけではなく、徐々に上昇する。
一方、これと平行して手順4−2では、LED端子監視回路50がLED31a〜31cの各電圧とLED未接続端子判定電圧とを比較する。昇圧回路10の出力電圧Voutが十分に上昇していないときは、LEDのカソード側の電圧値が、LED未接続端子判定電圧より低い状態が存在する。しかしながら、昇圧回路10の出力電圧Voutは徐々に上昇していく。また、この時点では、LEDに流れる電流値は所望の値より少なくなっている。ここで、LED31a〜31cが接続されている通常であれば、LEDのカソード側の電圧値も徐々に上昇していき電位は、
LED31a:Vd1=Vout−Va
LED31b:Vd2=Vout−Vb
LED31c:Vd3=Vout−Vc
となる。
2.出力監視信号Prnが入力される前であって、いずれの電位(Vout−Va,Vout−Vb,Vout−Vc)もLED未接続端子判定電圧を超えた時点
である。
手順6では、昇圧回路10はLED端子電圧入力端Linの電位とLED端子制御電圧入力端Lstdとに基づいて昇圧動作をしている。従って、LED端子電圧入力端Linの電位がLED端子制御電圧入力端Lstdとの関係で未だ十分な電圧でない場合、昇圧回路10はさらに昇圧動作を続ける。そして、LED端子電圧入力端Linの電位がLED端子制御電圧入力端Lstdに基づいて十分な電圧となった時点で定電流回路40が定電流動作に必要な電圧を確保されたことになる。この時点で、LED31a〜31cの中で上記電位(Vout−Va,Vout−Vb,Vout−Vc)が最も低いものでもLED端子制御電圧入力端Lstdを超えているのであるから、全てのLED31a〜31cにおいてLED端子制御電圧入力端Lstdとの関係で十分な電圧となっていることになる。この結果、従来のようにLEDの順方向電圧のばらつきによって生じる、許容範囲以上の輝度のばらつきや、不点灯のものが生じることを未然に防ぐことができる。
図4は、1チップマイクロプロセッサ(以下、マイクロプロセッサと呼ぶ)を使用して同様の機能を実現するようにしたLED点灯制御装置をブロック図により示している。実施例1のものと比較すると、アナログ信号選択回路60が省略され、LED端子監視回路50に代えてマイクロプロセッサ70が装着されている。
ステップS100では、マイクロプロセッサ70は定電流回路40に対して定電流値可変信号Ictlを出力し、LEDに流れる電流を、所望の電流量より少ない電流値であるIminとさせる。また、昇圧回路10は上述したのと同様に昇圧動作を開始するし、出力電圧監視回路20は出力電圧Voutが上限値となっているかの判断を実行する。
判断のタイミングは、LED端子監視回路50の場合と同様であり、出力電圧監視回路20が出力電圧Voutに基づいて出力監視信号Prnを出力した時点か、いずれの電位(Vout−Va,Vout−Vb,Vout−Vc)もLED未接続端子判定電圧を超えた時点である。
いずれかにおいて、Yesであるならば、ステップS150にて、その時点でLED未接続端子判定電圧を超えていない電位(Vout−Va,Vout−Vb,Vout−Vc)に相当するLED31a〜31cを未接続端子と判断し、以後の処理において同端子を対象としないようにする。これはフラグ等を利用して行えばよい。
ステップS170では、処理対象外のLED31a〜31cを除き、電位(Vout−Va,Vout−Vb,Vout−Vc)の中から最小のものを選択し、ステップS180では選択した電位をD/A変換し、D/A変換ポートより昇圧回路10に出力する。
上述したように、昇圧回路10はマイクロプロセッサ70から入力されるLED端子電圧入力端Linの電位とLED端子制御電圧入力端Lstdの電圧とに基づいて昇圧動作をしている。
このように、マイクロプロセッサ70によって複数の並列接続されているLED31a〜31cの中で最も電位が低いものを検出し、同検出結果に基づいてLED31a〜31cでの電圧状態を昇圧回路10へ入力させ、同昇圧回路10がこのように選択された最も低い電圧状態の信号線を基準として昇圧動作を実行するようにしているので、複数のLED31a〜31cの全てに対して確実に、電流制御で駆動するために十分な電圧を供給することができる。また、検出の基礎としてLEDが未接続の信号線は対象外としているので、誤動作もない。
20…出力電圧監視回路
30…LED回路
40…定電流回路
50…LED端子監視回路
60…アナログ信号選択回路
70…マイクロプロセッサ
Claims (4)
- 並列に接続された複数のLEDに対して、それぞれのLEDを電流制御で駆動する為に必要な電圧を、昇圧回路を介してLEDに供給し、定電流回路によって同複数のLEDを電流制御で駆動するLED点灯制御装置であって、
上記複数のLEDを電流制御で駆動する為に必要な電圧を供給できるように、昇圧動作を制御しながら所定の直流電圧を昇圧する出力電圧制御機能付き昇圧回路と、
同昇圧回路の出力信号に対し並列に接続される複数のLEDからなるLED回路と、
LEDの信号線においてLEDが接続されていない信号線を取り除いた最小の電圧値を示すものを特定するLED端子監視回路と、
上記特定された信号線を上記昇圧回路へ出力するアナログ信号選択回路と、
上記複数のLEDを電流制御で駆動する為の定電流回路を具備する構成において、
上記昇圧回路が、あらかじめ設定された上限電圧値まで昇圧した時点で、上記複数のLEDの信号線のそれぞれがあらかじめ設定されたLEDの未接続状態を示す電圧値を超えているか否かを判断することを特徴とするLED点灯制御装置。 - 上記LED端子監視回路が、LED接続状態の判断を終えるまでの期間は、LED回路に流れる電流値を、あらかじめ設定しておいた値より少ない電流にすることを特徴とする上記請求項1に記載のLED点灯制御装置。
- 上記LED端子監視回路は、上記複数のLED信号線のいずれもがあらかじめ設定されたLEDの未接続状態を示す電圧値を超えた時点で未接続状態の判断を終了することを特徴とする上記請求項2に記載のLED点灯制御装置。
- 並列に接続された複数のLEDに対して、それぞれのLEDを電流制御で駆動する為に必要な電圧を、昇圧回路を介してLEDに供給し、定電流回路によって同複数のLEDを電流制御で駆動するLED点灯制御方法であって、同複数のLEDのそれぞれに対する信号線の電圧を計測し、同電圧値に基づいて未接続端子を除きつつ最小電圧の信号線を特定し、同最小電圧値の信号線が、定電流回路が定電流動作しうる電圧値になるように昇圧回路を制御することを特徴とするLED点灯制御方法。
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