JP4657355B2 - 発光素子駆動装置および発光装置 - Google Patents
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Description
0.5V+{(3.1V+0.3V)−(3.1V−0.3V)}×4=2.9V
・・・(1)
0.5V×100mA+2.9V×100mA×2=630mW ・・・(2)
0.5V×100mA×3=150mW ・・・(3)
図1は、発光素子駆動装置200の構成を示す回路図である。発光素子駆動装置200は、駆動電圧生成回路210、電圧調整回路40、41、および42、電流駆動回路群39、カソード経路P36C、P37C、およびP38C、検出経路P26、P27、およびP28、ならびに電圧源経路P2を含む。発光素子駆動装置200は、発光素子群36、37、および38を駆動し、発光させる。電流駆動回路群39は、電流駆動回路26、27、および28を含む。駆動電圧生成回路210は、コンバータ制御回路220、DC/DCコンバータ230、および制御経路P35を含む。
0.5V×100mA+0.51V×100mA×2=152mW ・・・(4)
0.5V×100mA×3=150mW ・・・(5)
0.5V×100mA+1.3V×100mA×2=310mW ・・・(6)
図2は、発光素子駆動装置200Aの構成を示す回路図である。発光素子駆動装置200Aが図1の発光素子駆動装置200から変更されている点は、さらにアノード経路P36A、P37A、P38Aを含む点、および電圧調整回路40A、41A、42Aがそれぞれ電圧調整回路40〜42から変更されている点である。電圧調整回路40Aは、NチャネルMOSトランジスタ11Aおよびオペアンプ29Aを含む。電圧調整回路41Aは、NチャネルMOSトランジスタ12Aおよびオペアンプ30Aを含む。電圧調整回路42Aは、NチャネルMOSトランジスタ13Aおよびオペアンプ31Aを含む。
図3は、発光素子駆動装置200Bの構成を示す回路図である。発光素子駆動装置200Aが図1の発光素子駆動装置200から変更されている点は、電圧調整回路40B、41B、42Bがそれぞれ電圧調整回路40〜42から変更されている点である。電圧調整回路40Bは、PチャネルMOS(Positive channel Metal Oxide Semiconductor:Pチャネル金属酸化膜半導体)トランジスタ51およびオペアンプ54を含む。電圧調整回路41Bは、PチャネルMOSトランジスタ52およびオペアンプ55を含む。電圧調整回路42Bは、PチャネルMOSトランジスタ53およびオペアンプ56を含む。
図4は、発光素子駆動装置200Cの構成を示す回路図である。発光素子駆動装置200Cが図3の発光素子駆動装置200Bから変更されている点は、電圧調整回路40C、41C、42Cがそれぞれ電圧調整回路40B〜42Bから変更されている点である。電圧調整回路40Cは、PチャネルMOSトランジスタ51Cおよびオペアンプ54Cを含む。電圧調整回路41Cは、PチャネルMOSトランジスタ52Cおよびオペアンプ55Cを含む。電圧調整回路42Cは、PチャネルMOSトランジスタ53Cおよびオペアンプ56Cを含む。PチャネルMOSトランジスタ51C〜53Cは、出力経路PC2とアノード経路P36A、P37A、P38Aとの間にそれぞれ接続される。オペアンプ54C〜56Cは、それぞれ図3のオペアンプ54〜56の代わりに接続される。
図5は、発光素子駆動装置200Dの構成を示す回路図である。発光素子駆動装置200Dが図1の発光素子駆動装置200から変更されている点は、駆動電圧生成回路210Dが駆動電圧生成回路210から変更されている点である。駆動電圧生成回路210Dは、図1のコンバータ制御回路220の代わりにコンバータ制御回路220D、図1のDC/DCコンバータ230の代わりにDC/DCコンバータ230D、および図1の制御経路P35の代わりに制御経路P35Dを含む。コンバータ制御回路220Dは、図1のPWM制御回路221の代わりにPWM制御回路221Dを含む。PWM制御回路221Dは、図1の比較器35の代わりに比較器35Dを含む。DC/DCコンバータ230Dは、図1のインダクタ8、NチャネルMOSトランジスタ10、およびショットキーダイオード9の代わりに、PチャネルMOSトランジスタ64、ショットキーダイオード66、およびインダクタ65を含む。
図6は、発光素子駆動装置200Eの構成を示す回路図である。発光素子駆動装置200Eが図1の発光素子駆動装置200から変更されている点は、電圧調整回路40E、41E、42Eがそれぞれ電圧調整回路40〜42から変更され、電圧源経路P71が電圧源経路P2から変更されている点である。その他に、図6の電圧源71が、図1の電圧源2から変更されている。第2の実施形態におけるその他の構成、動作、および効果は、第1の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
なる。
0.5V×100mA+0.905V×100mA×2=231mW ・・・(7)
図7は、発光素子駆動装置200Fの構成を示す回路図である。発光素子駆動装置200Fが図6の発光素子駆動装置200Eから変更されている点は、電圧調整回路40F、41F、42Fがそれぞれ電圧調整回路40E〜42Eから変更されている点である。電圧調整回路40Fは、NチャネルMOSトランジスタ75、NチャネルMOSトランジスタ84、NOT回路87、および比較器72を含む。電圧調整回路41Fは、NチャネルMOSトランジスタ76、NチャネルMOSトランジスタ85、NOT回路88、および比較器73を含む。電圧調整回路42Fは、NチャネルMOSトランジスタ77、NチャネルMOSトランジスタ86、NOT回路89、および比較器74を含む。
図8は、発光素子駆動装置200Gの構成を示す回路図である。発光素子駆動装置200Gが図6の発光素子駆動装置200Eから変更されている点は、電圧調整回路40G、41G、42Gがそれぞれ電圧調整回路40E〜42Eから変更され、電圧源経路P105が追加されている点である。その他に、図8の電圧源105が追加されている。電圧調整回路40Gは、電圧調整回路40Eの構成要素に加えて、さらにNチャネルMOSトランジスタ99、抵抗93、および比較器96を含む。電圧調整回路41Gは、電圧調整回路41Eの構成要素に加えて、さらにNチャネルMOSトランジスタ100、抵抗94、および比較器97を含む。電圧調整回路42Gは、電圧調整回路42Eの構成要素に加えて、さらにNチャネルMOSトランジスタ101、抵抗95、および比較器98を含む。
図9は、発光素子駆動装置200Hの構成を示す回路図である。発光素子駆動装置200Hが図1の発光素子駆動装置200から変更されている点は、一つ目は、駆動電圧生成回路210Hが、駆動電圧生成回路210から変更されている点である。二つ目は、出力経路PC2から駆動電圧生成回路210Hへの経路が、検出経路P26〜P28から駆動電圧生成回路210への経路から変更されている点である。三つ目は、電圧源経路P106が、電圧源経路P2から変更されている点である。その他に、図9の電圧源106が、図1の電圧源2から変更されている。第3の実施形態におけるその他の構成、動作、および効果は、第1の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
V106≧VMIN ・・・(8)
VC2≧V36+RON×J26+VMIN ・・・(9)
VC2=V3×(R107+R108)/R108 ・・・(10)
以上のように、発光素子駆動装置および発光装置によれば、電圧調整回路は、発光素子の順方向電圧のばらつきに起因して、互いに大きく異なるN個の発光素子群の全順方向電圧の差異を吸収することができる。その結果、電圧調整回路は、N個の電流駆動回路におけるすべての両端電圧を、発光素子群から所望の発光量を得る必要最小限の大きさにすることができる。これにより、電流駆動回路の両端に必要以上の電圧が印加されないため、電流駆動回路の電力損失を極めて小さくし、電流駆動回路の消費電力を必要最低限にすることができる。
4〜6 コンデンサ
7、78〜80、93〜95、107〜108 抵抗
8、65 インダクタ
9、66 ショットキーダイオード
10〜13、10A〜13A、75〜77、84〜86、99〜101 NチャネルMOSトランジスタ
14〜25 LED(発光素子)
26〜28 電流駆動回路
29〜31、29A〜31A、54〜56、54C〜56C オペアンプ
32 最小電圧検出回路
33 エラーアンプ
34 三角波発生器
35、35D、63、72〜74、96〜98 比較器
36〜38 発光素子群
39 電流駆動回路群
40〜42、40A〜42A、40B〜42B、40C〜42C、40E〜42E、40F〜42F、40G〜42G 電圧調整回路
51〜53、51C〜53C、64 PチャネルMOSトランジスタ
87〜89 NOT回路
200、200A、200B、200C、200D、200E、200F、200G、200H 発光素子駆動装置
210、210D、210H 駆動電圧生成回路
220、220D コンバータ制御回路
221、221D PWM制御回路
230、230D DC/DCコンバータ
Claims (5)
- 第1発光素子群を電流駆動する第1電流駆動回路と、
第2発光素子群を電流駆動する第2電流駆動回路と、
前記電流駆動回路を含む複数の電流駆動回路の両端電圧の中から最小電圧を検出する最小電圧検出回路と、
前記最小電圧が第1所定電圧となるように、前記第1発光素子群と前記第2発光素子群へ駆動電圧を供給する駆動電圧生成回路と、
前記駆動電圧生成回路と前記第1電流駆動回路の間の経路に介在し、前記第1電流駆動回路の両端電圧が第2所定電圧(第2所定電圧は第1所定電圧より高い)より高い場合には、前記両端電圧を降下させる電圧調整回路と、
を有する発光素子駆動装置。 - 前記電圧調整回路は、
前記駆動電圧生成回路と前記第1電流駆動回路の間の経路に介在されたトランジスタと、
前記第1発光素子群と前記第1電流駆動回路との間の電圧を片入力とし、前記第2所定電圧を他入力として、前記トランジスタを制御するオペアンプと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の発光素子駆動装置。 - 前記電圧調整回路は、
前記駆動電圧生成回路と前記第1電流駆動回路の間の経路に介在された抵抗成分(もしくはダイオード)と、
前記抵抗成分(もしくはダイオード)と並列に接続されたトランジスタと、
前記第1発光素子群と前記第1電流駆動回路との間の電圧を片入力とし、前記第2所定電圧を他入力として、前記トランジスタを制御する比較器と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の発光素子駆動装置。 - 前記電圧調整回路は、
前記駆動電圧生成回路と前記第1電流駆動回路の間の経路に介在された第1トランジスタと、
前記第1トランジスタと並列に接続され、第1トランジスタとオン抵抗が異なる第2トランジスタと、
前記第1発光素子群と前記第1電流駆動回路との間の電圧を片入力とし、前記第2所定電圧を他入力として、前記第1トランジスタおよび第2トランジスタを制御する比較器と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の発光素子駆動装置。 - 前記駆動電圧生成回路は、
前記最小電圧検出回路の出力を片入力とし、前記第1所定電圧の基準になる第3所定電位を他入力としたエラーアンプと、
前記エラーアンプの出力に基づいて、パルス幅変調されたPWM信号を生成するPWM生成回路と、
前記PWM信号に基づいて、電圧を生成するDCDCコンバータと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の発光素子駆動装置。
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