JP4832313B2 - 発光ダイオード駆動用半導体回路及び発光ダイオード駆動装置 - Google Patents
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Description
図1から図4を用いて本発明の第1の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及びそれを用いた発光ダイオード駆動装置について説明する。図1は本発明の第1の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を表す。図1に示す本実施形態の発光ダイオード駆動装置は、交流電圧を発生する交流電源1に接続された整流回路(全波整流回路)2、整流回路2の高電位側に接続されたチョークコイル3、チョークコイル2と直列に接続された発光ダイオード5、チョークコイル3及び発光ダイオード5と並列に接続されて、チョークコイル3に生じる逆起電力を発光ダイオード5に供給するダイオード4、発光ダイオード5のカソード端子に接続された発光ダイオード駆動用半導体回路6、及び発光ダイオード駆動用半導体回路6の基準電圧端子VCCとグランド電位である低電位側端子GND−SRCEとの間に接続されたコンデンサ24を有する。整流回路2の低電位側は、低電位側端子GND−SRCEに接続される。
図5を用いて本発明の第2の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置について説明する。図5は本発明の第2の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を示す図である。図5に示す本発明の第2の実施形態は、スイッチング素子ブロック7の接合型FET9の接続と、スイッチング素子25(第2のスイッチング素子)と抵抗26を追加した構成であることが、図1に示す第1の実施形態と異なり、それ以外の構成については図1と同じである。
図6及び図7を用いて、本発明の第3の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置について説明する。図6は本発明の第3の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を示す図である。図6に示す本発明の第3の実施形態は、スイッチング素子ブロック7の接合型FET9の接続と、ドレイン電流検出回路18の検出基準電圧Vsnを決める端子SNを外部端子とすることが図5に示す第2の実施形態と異なり、それ以外の回路構成は第2の実施形態と同じである。
図8を用いて本発明の第4の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置について説明する。図8は本発明の第4の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を示す図である。図8に示す本発明の第4の実施形態は、図6に示す本発明の第3の実施形態に対して、制御回路ブロック8の構成が以下のように異なる。
図9を用いて本発明の第5の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を説明する。図9は本発明の第5の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を示す図である。図9に示す本発明の第5の実施形態は、図6に示す本発明の第3の実施形態に対して、入力電圧検出回路21の構成が以下のように異なる。発光ダイオード駆動用半導体回路6は外部入力端子STを有し、入力電圧検出回路21のコンパレータ20のマイナス入力端子に入力される入力基準電圧Vstは、外部入力端子STから入力される。これにより、入力基準電圧Vstを可変にできる。
図10及び図11を用いて本発明の第6の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置について説明する。図10は本発明の第6の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を示す図である。図10に示す本発明の第6の実施形態は、図9に示す本発明の第5の実施形態に対して、入力電圧検出回路21の構成が以下のように異なる。
図12及び図13を用いて、本発明の第7の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置について説明する。図12は、第7の実施形態における発光ダイオード駆動用半導体回路、および発光ダイオード駆動装置を示す。第7の実施形態における発光ダイオード駆動装置は、第6の実施形態と比較して、入力電圧検出回路21の構成が以下のように異なる。
図14を用いて、本発明の第8の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置について説明する。図14は、第8の実施形態における発光ダイオード駆動用半導体回路、および発光ダイオード駆動装置を示す。
図15を用いて本発明の第9の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置について説明する。図15は本発明の第9の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を示す図である。図15に示す本発明の第9の実施形態は、入力電圧検出回路21の直列接続抵抗22、23の高電位側が、制御回路ブロック8の入力端子VJを介して接合型FET9の低電位側に接続されていることが、図6に示す本発明の第3の実施形態と異なる。第9の実施形態において、それ以外の構成については第3の実施形態と同様である。
図16を用いて本発明の第10の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を説明する。図16は本発明の第10の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を示す図である。図16に示す本発明の第10の実施形態は、入力電圧検出回路21の直列接続抵抗22、23の高電位側が、制御回路ブロック8の入力端子VJを介して接合型FET9の低電位側に接続されていることが図9に示す本発明の第5の実施形態と異なる。第10の実施形態において、それ以外の構成は第5の実施形態と同様である。
図17を用いて本発明の第11の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を説明する。図17は本発明の第11の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を示す図である。図17に示す本発明の第11の実施形態は、入力電圧検出回路21の直列接続抵抗22、23の高電位側が、制御回路ブロック8の入力端子VJを介して接合型FET9の低電位側に接続されていることが図10に示す本発明の第6の実施形態と異なる。第11の実施形態において、それ以外の構成については第6の実施形態と同様である。
図18を用いて本発明の第12の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を説明する。図18は本発明の第12の実施形態の発光ダイオード駆動用半導体回路、及び発光ダイオード駆動装置を示す図である。図18に示す本発明の第12の実施形態は、外部検出端子SNとドレイン電流検出回路18との間にソフトスタート回路33を備えていることが、図17に示す本発明の第11の実施形態と異なり、それ以外の構成については第11の実施形態と同様である。
2 整流回路
3 チョークコイル
4 ダイオード
5 発光ダイオード
6 発光ダイオード駆動用半導体回路
7 スイッチング素子ブロック
8 制御回路ブロック
9 接合型FET
10 スイッチング素子
11 レギュレータ
12 起動/停止回路
13、17、36、47 AND回路
14 オン時ブランキングパルス発生器
15 RSフリップフロップ回路
16、37 OR回路
18 ドレイン電流検出回路
19、35 発振器
20、28、29、34、38、39 コンパレータ
21 入力電圧検出回路
22、23、26、30、31、32、40、41、42、43 抵抗
24 コンデンサ
25 スイッチング素子
27 NOR回路
33 ソフトスタート回路
IN 整流電圧端子
DRN 高電位側端子
VJ 入力端子
GATE 出力端子
VCC 基準電圧端子
GND グランド端子
GND−SRCE 低電位側端子
SN 外部検出端子
ST 外部入力端子
INH ハイレベル入力端子
INL ロウレベル入力端子
Claims (22)
- 交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路から出力された電圧が印加されることにより発光する1個以上の発光ダイオードと、
を有する発光ダイオードブロックに接続された発光ダイオード駆動用半導体回路であって、
前記発光ダイオード駆動用半導体回路は、
前記整流回路の出力電圧を、直接又は前記発光ダイオードを介して、印加される接合型FETと、
前記発光ダイオードとグランド電位との間に接続された第1のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子のオン/オフを制御する制御回路ブロックと、
を有し、
前記制御回路ブロックは、
前記接合型FETの出力電圧を入力する入力端子と、
前記整流回路から出力された電圧を検出し、検出した電圧を所定値と比較することにより、前記発光ダイオードの発光又は消光を制御するための発光信号又は消光信号を出力する入力電圧検出回路と、
前記第1のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記入力電圧検出回路が発光信号を出力している間、前記発光ダイオードに流れる電流が一定となるように、前記電流検出回路の出力信号に基づいて前記第1のスイッチング素子を所定の発振周波数で断続的にオン/オフ制御する制御回路と、
を有し、
前記制御回路ブロックは前記接合型FETの出力電圧を前記入力端子に入力されることにより駆動することを特徴とする発光ダイオード駆動用半導体回路。 - 前記接合型FETは、前記第1のスイッチング素子と直列に前記発光ダイオードと前記第1のスイッチング素子との間に接続されて、前記接合型FETと前記第1のスイッチング素子との接続点は、前記入力端子に接続されることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。
- 前記接合型FETの一端は、前記発光ダイオードと前記第1のスイッチング素子との間に接続され、前記接合型FETの他端は、前記入力端子に接続されることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。
- 前記接合型FETは、前記整流回路と前記入力端子との間に接続されることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。
- 前記制御回路ブロックは、前記入力端子に接続されて前記接合型FETの出力電圧を入力し、前記接合型FETの出力電圧が所定値以上であれば一定の基準電圧を出力するレギュレータを更に有し、
前記制御回路ブロック内の各回路は、前記一定の基準電圧を入力されることにより駆動することを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。 - 前記レギュレータは前記接合型FETの出力電圧が所定値以上か否かに基づいて、前記第1のスイッチング素子のオン/オフ制御の起動信号又は停止信号を出力し、
前記レギュレータが停止信号を出力している場合は前記停止信号を前記制御回路に出力し、前記レギュレータが起動信号を出力している場合は、前記入力電圧検出回路の発光信号又は消光信号を前記制御回路に出力する起動/停止回路を更に有することを特徴とする請求項5に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。 - 前記入力電圧検出回路は、
前記整流回路の出力する電圧を直接又は前記接合型FETを介して印加される、直列に接続された複数の抵抗と、
前記複数の抵抗によって分圧された直流電圧をプラス入力端子に入力され、前記所定値である入力基準電圧をマイナス入力端子に入力されるコンパレータと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。 - 前記入力基準電圧の値を変えることにより、前記発光ダイオードを発光又は消光させるための電圧値を調整することを特徴とする請求項7に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。
- 発光電圧を入力される第1の外部入力端子と、
前記発光電圧より高い電位の消光電圧を入力される第2の外部入力端子と、
を更に有し、
前記入力電圧検出回路は、
前記整流回路の出力する電圧を直接又は前記接合型FETを介して印加される、直列に接続された複数の抵抗と、
前記複数の抵抗の中間接続点にマイナス入力端子を接続され、前記第1の外部入力端子にプラス入力端子を接続される第1のコンパレータと、
前記複数の抵抗の中間接続点にプラス入力端子を接続され、前記第2の外部入力端子にマイナス入力端子を接続される第2のコンパレータと、
前記第1のコンパレータの出力端子と前記第2のコンパレータの出力端子に各入力端子を接続されるNOR回路と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。 - 前記入力電圧検出回路は、
前記整流回路の出力する電圧を直接又は前記接合型FETを介して印加されて、第1の分圧電圧及び第1の分圧電圧より低い電位の第2の分圧電圧を出力する複数の抵抗と、
前記第1の分圧電圧をプラス入力端子に入力し、入力基準電圧をマイナス入力端子に入力する第1のコンパレータと、
前記第2の分圧電圧をマイナス入力端子に入力し、入力基準電圧をプラス入力端子に入力する第2のコンパレータと、
前記第1および第2のコンパレータの出力信号を入力するAND回路と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。 - 前記入力電圧検出回路は、前記整流回路と前記入力電圧検出回路との間に接続された抵抗を介して、前記整流回路の出力電圧を入力する、ことを特徴とする請求項10に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。
- 前記電流検出回路は、前記第1のスイッチング素子のオン電圧を基準となる検出基準電圧と比較することにより前記第1のスイッチング素子に流れる電流を検出することを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。
- 前記検出基準電圧の値を変えることにより、前記第1のスイッチング素子の断続的なオンオフ制御におけるオン期間を変えて、前記発光ダイオードに流れる定電流レベルを調整することを特徴とする請求項12に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。
- 前記検出基準電圧を入力される外部検出端子と前記電流検出回路との間にソフトスタート回路を接続し、
前記ソフトスタート回路は、前記検出基準電圧を一定値に至るまで徐々に増加するように出力することを特徴とする請求項12に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。 - 前記発光ダイオードと前記第1のスイッチング素子との接続点に一端を接続され、前記制御回路から前記第1のスイッチング素子と同一の制御をされてスイッチング動作し、前記第1のスイッチング素子に流れる電流よりも小さく、且つ前記第1のスイッチング素子に流れる電流に対して一定の電流比の電流が流れる第2のスイッチング素子と、
前記第2のスイッチング素子の他端とグランド電位との間に直列接続された抵抗と、
を更に有し、
前記電流検出回路は、前記抵抗の両端電圧を基準となる検出基準電圧と比較することにより前記第1のスイッチング素子の電流を検出することを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。 - 前記検出基準電圧の値を変えることにより、前記第1のスイッチング素子の断続的なオンオフ制御におけるオン期間を変えて、前記発光ダイオードに流れる定電流レベルを調整することを特徴とする請求項15に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。
- 前記検出基準電圧を入力される外部検出端子と前記電流検出回路との間にソフトスタート回路を接続し、
前記ソフトスタート回路は、前記検出基準電圧を一定値に至るまで徐々に増加するように出力することを特徴とする請求項15に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路。 - 交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路から出力された電圧が印加されることにより発光する1個以上の発光ダイオードと、
請求項1に記載の発光ダイオード駆動用半導体回路と、
を有することを特徴とする発光ダイオード駆動装置。 - 前記整流回路と前記発光ダイオードとの間に接続されたチョークコイルと、
一端を前記チョークコイルに接続され他端を前記発光ダイオードに接続されて、前記チョークコイルに生じる逆起電力を前記発光ダイオードに供給するダイオードと、
を更に有し、
前記ダイオードの逆回復時間が100nsec以下であることを特徴とする請求項18に記載の発光ダイオード駆動装置。 - 交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路から出力された電圧が印加されることにより発光する1個以上の発光ダイオードと、
を有する発光ダイオードブロックに接続された発光ダイオード駆動用半導体回路であって、
前記発光ダイオード駆動用半導体回路は、
前記発光ダイオードとグランド電位との間に接続された第1のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子のオン/オフを制御する制御回路ブロックと、
発光電圧を入力される第1の外部入力端子と、
前記発光電圧より高い電位の消光電圧を入力される第2の外部入力端子と、
を有し、
前記制御回路ブロックは、
前記整流回路から出力された電圧を検出し、検出した電圧を所定値と比較することにより、前記発光ダイオードの発光又は消光を制御するための発光信号又は消光信号を出力する入力電圧検出回路と、
前記第1のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記入力電圧検出回路が発光信号を出力している間、前記発光ダイオードに流れる電流が一定となるように、前記電流検出回路の出力信号に基づいて前記第1のスイッチング素子を所定の発振周波数で断続的にオン/オフ制御する制御回路と、
を有し、
前記入力電圧検出回路は、
前記整流回路の出力する電圧を直接又は接合型FETを介して印加される、直列に接続された複数の抵抗と、
前記複数の抵抗の中間接続点にマイナス入力端子を接続され、前記第1の外部入力端子にプラス入力端子を接続される第1のコンパレータと、
前記複数の抵抗の中間接続点にプラス入力端子を接続され、前記第2の外部入力端子にマイナス入力端子を接続される第2のコンパレータと、
前記第1のコンパレータの出力端子と前記第2のコンパレータの出力端子に各入力端子を接続されるNOR回路と、
を有することを特徴とする発光ダイオード駆動用半導体回路。 - 交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路から出力された電圧が印加されることにより発光する1個以上の発光ダイオードと、
を有する発光ダイオードブロックに接続された発光ダイオード駆動用半導体回路であって、
前記発光ダイオード駆動用半導体回路は、
前記発光ダイオードとグランド電位との間に接続された第1のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子のオン/オフを制御する制御回路ブロックと、を有し、
前記制御回路ブロックは、
前記整流回路から出力された電圧を検出し、検出した電圧を所定値と比較することにより、前記発光ダイオードの発光又は消光を制御するための発光信号又は消光信号を出力する入力電圧検出回路と、
前記第1のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記入力電圧検出回路が発光信号を出力している間、前記発光ダイオードに流れる電流が一定となるように、前記電流検出回路の出力信号に基づいて前記第1のスイッチング素子を所定の発振周波数で断続的にオン/オフ制御する制御回路と、
を有し、
前記入力電圧検出回路は、
前記整流回路の出力する電圧を直接又は接合型FETを介して印加されて、第1の分圧電圧及び第1の分圧電圧より低い電位の第2の分圧電圧を出力する複数の抵抗と、
前記第1の分圧電圧をプラス入力端子に入力し、入力基準電圧をマイナス入力端子に入力する第1のコンパレータと、
前記第2の分圧電圧をマイナス入力端子に入力し、入力基準電圧をプラス入力端子に入力する第2のコンパレータと、
前記第1および第2のコンパレータの出力信号を入力するAND回路と、
を有することを特徴とする発光ダイオード駆動用半導体回路。 - 交流電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路から出力された電圧が印加されることにより発光する1個以上の発光ダイオードと、
を有する発光ダイオードブロックに接続された発光ダイオード駆動用半導体回路であって、
前記発光ダイオード駆動用半導体回路は、
前記発光ダイオードとグランド電位との間に接続された第1のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子のオン/オフを制御する制御回路ブロックと、
前記発光ダイオードと前記第1のスイッチング素子との接続点に一端を接続され、前記制御回路ブロックから前記第1のスイッチング素子と同一の制御をされてスイッチング動作し、前記第1のスイッチング素子に流れる電流よりも小さく、且つ前記第1のスイッチング素子に流れる電流に対して一定の電流比の電流が流れる第2のスイッチング素子と、を有し、
前記制御回路ブロックは、
前記整流回路から出力された電圧を検出し、検出した電圧を所定値と比較することにより、前記発光ダイオードの発光又は消光を制御するための発光信号又は消光信号を出力する入力電圧検出回路と、
前記第1のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記入力電圧検出回路が発光信号を出力している間、前記発光ダイオードに流れる電流が一定となるように、前記電流検出回路の出力信号に基づいて前記第1のスイッチング素子を所定の発振周波数で断続的にオン/オフ制御する制御回路と、
前記第2のスイッチング素子の他端とグランド電位との間に直列接続された抵抗と、
を有し、
前記電流検出回路は、前記抵抗の両端電圧を基準となる検出基準電圧と比較することにより前記第1のスイッチング素子の電流を検出することを特徴とする発光ダイオード駆動用半導体回路。
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