JP4961705B2 - Led駆動回路 - Google Patents
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またパルス発振回路は、定電圧源と一端で接続される充放電素子と、可変電圧源と接続される正入力端子と、充放電素子の他端と接続される負入力端子及び出力端子とを有し、出力端子から出力された電圧が正入力端子へ入力される比較器とを有し、比較器の正帰還動作によって充放電素子が充電と放電を繰り返すことにより充放電素子の他端からパルス波を発生させることが好ましい。
図2に、本発明の第1の実施形態に係るLED駆動回路1の回路図を示す。
本発明の第1の実施形態に係るLED駆動回路1は、駆動電流をLED1に供給するための電流制御回路10をLED1の一端に接続し、且つ電流制御回路10のスイッチング端子に、一定の周期で発振するパルス発振回路11を接続するとともに、パルス発振回路に接続され、パルス発振回路11から発振されるパルス波の振幅を制御可能な可変電圧源Vin1を有するものである。このような構成を有することにより、演出用CPUからの制御信号に基づいて可変電圧源Vin1の出力電圧を調節することによって、LED1の発光量を調節可能とし、演出効果の高い光装飾に利用可能なものである。
図3(a)は、可変電圧源Vin1の印加電圧Vの電圧変化示すグラフであり、(b)は、(a)に対応する比較器CMP1の負側入力端子の電位V2の変化を示すグラフであり、(c)は(b)に対応するトランジスタTr1のベースに印加される電位V3の変化を示すグラフである。そして、図3(d)は、LED1のカソードの電位V4の変化示すグラフである。
図5に、本発明の第2の実施形態に係るLED駆動回路3の回路図を示す。
本発明の第2の実施形態に係るLED駆動回路3は、駆動電流をLED2に供給するための電流制御回路20をLED2の一端に接続し、且つ電流制御回路20のスイッチング端子に、充放電回路21を介して接続される方形波パルス電源Vin2を備え、方形波パルス電源Vin2から入力された方形波パルスを、充放電回路21がそのパルス幅に対応してピーク値が変化する三角形状波パルスに変換したのち、電流制御回路20に印加することにより、PWM制御によってLED2の発光量を制御できるようにしたものである。またLED駆動回路3では、特に微弱な発光の範囲において、LEDの発光量の調整を、直接方形波パルスをLEDに供給する場合と比較して、大きなデューティ比の変化率を用いて行うことが可能である。
図6に、本発明の第2の実施形態に係るLED駆動回路3の動作の様子を示す。
図6(a)のグラフは、方形波パルス電源から供給される方形波パルスの形状を示す。(b)のグラフは、上記の方形波パルスの変化に対する、トランジスタTr8のベースの電位V5の変化を示す。(c)のグラフは、LED2のカソードの電位V6を示す。そして(d)のグラフは、LED2の単位時間当たりの発光量の変化の概略を示す。
図7に、本発明の第3の実施形態に係るLED駆動回路4の回路図を示す。
図7に示すように、本発明の第3の実施形態に係るLED駆動回路4は、第2の実施形態に係るLED駆動回路3と同様に方形波パルス電源Vin3から出力される方形波を、充放電回路31に入力して三角形状波を生成し、その三角形状波を電流制御回路30のスイッチング端子に入力することにより、LED3の発光量を制御するものである。そして第2の実施形態に係るLED駆動回路3とは、充放電回路の構成が異なり、また電流制御回路30として、ダーリントントランジスタを用いている点で相違する。
図8に、本発明の第3の実施形態に係るLED駆動回路4の動作の様子を示す。
図8(a)のグラフは、方形波パルス電源Vin3から供給される方形波パルスの形状を示す。(b)のグラフは、上記の方形波パルスの変化に対する、トランジスタTr11のベースの電位V7の変化を示す。(c)のグラフは、LED3のカソードの電位V8を示す。そして(d)のグラフは、LED3の単位時間当たりの発光量の変化の概略を示す。
図9に、本発明の第4の実施形態に係るLED駆動回路5の回路図を示す。
図9に示すように、本発明の第4の実施形態に係るLED駆動回路5は、本発明の第3の実施形態に係るLED駆動回路4の方形波パルス電源Vin3を、リピート回路41に置き換えたものであり、演出用CPUなど、外部の制御用デバイスからの制御信号を用いることなく、一定の周期でLEDの明るさを変動させることを可能としたものである。
図10に、本発明の第5の実施形態に係るLED駆動回路6の回路図を示す。
図10に示すように、本発明の第5の実施形態に係るLED駆動回路6は、本発明の第4の実施形態に係るLED駆動回路5の充放電回路31と電流制御回路40の間に、第1の信号入力回路42及び第2の信号入力回路43を接続したものであり、一定の周期でLED4の明るさを変動させるとともに、特定の信号の入力中のみ、LED4を消灯または最大輝度での点灯状態を維持することを可能としたものである。
図13(a)は第6の実施形態に係るLED駆動回路7の比較器CMP1の負側入力端子の電位V2を示すグラフであり、(b)は(a)に対応する電流制御回路のトランジスタTr3のベースに印加される電位の変化を示すグラフであり、(c)は、(b)に対応するLEDの発光量の変化の概略を示すグラフである。図13(b)(c)から分かるように、LED駆動回路7では、信号入力回路42及び43に信号が入力されない限り、LED1はパルス発振回路11から電流制御回路に印加される電圧に依存して、相対的に少ない発光量で発光する(暗い点灯)。一方、信号入力回路42に信号が入力されている間は、LED1は最高輝度で発光する(眩しい点灯)。逆に、信号入力回路43に信号が入力されている間は、LED1は消灯する。
本発明の実施形態に係るLED駆動システム8は、本発明の第5の実施形態に係るLED駆動回路6を3個搭載し、各LED駆動回路6a、6b、6cを、シフトレジスタ50と、合成回路であるAND回路51〜56を用いて制御するものである。この実施形態では、LED駆動回路6a、6b、6cが、Data信号、クロック信号、ST信号の3種類の外部信号で駆動することができ、同数のLED駆動回路を直接制御する場合と比較して、演出用CPUの出力端子数を減らし、省配線化することができる。
図16の最上部の3個のグラフは、上から順にそれぞれクロック信号、Data信号、ST信号のタイミングチャートである。その下の6個のグラフは、上から順にそれぞれシフトレジスタSの各段の出力Q1〜Q6のタイミングチャートである。そして、最下部の6個のグラフは、上から順位それぞれAND回路51〜56の出力信号のタイミングチャートである。また、各グラフの縦軸は電位(高電位をH、低電位をLとする)を表す。
8 LED駆動システム
10、12、20、30、40 電流制御回路
11 パルス発振回路
21、31 充放電回路
41 リピート回路
42、43 信号入力回路
50 シフトレジスタ
51、52、53、54、55、56 AND回路
57 演出用CPU
R1〜R23、RL1〜RL4 抵抗
Tr1〜Tr16 トランジスタ
D1、D2 ダイオード
LED1〜LED7 LED
Vin1、 可変電圧源
Vin2、Vin3 方形波パルス電源
Tin1、Tin1a、Tin1b、Tin1c 全点灯信号入力端子
Tin2、Tin8a、Tin2b、Tin2c 消灯信号入力端子
Osc 三角波発振回路
CMP1、CMP2 比較器
C1、C2、C3 コンデンサ
Claims (6)
- スイッチング端子を有し、且つLEDの一端に接続され、前記スイッチング端子に所定電圧よりも高い電圧が印加されると前記LEDに駆動電流を流す電流制御回路と、
可変電圧源と、
前記可変電圧源と接続され、前記可変電圧源の出力電圧に応じて電圧の振幅が変化し、かつ、前記所定電圧より高い電圧となるパルス幅が変化するパルス波を発生し、前記スイッチング端子に対して該パルス波を印加するパルス発振回路と、
を有することを特徴とするLED駆動回路。 - 前記パルス発振回路は、
定電圧源と一端で接続される充放電素子と、
前記可変電圧源と接続される正入力端子と、前記充放電素子の他端と接続される負入力端子及び出力端子とを有し、前記出力端子から出力された電圧が前記正入力端子へ入力される比較器とを有し、
前記比較器の正帰還動作によって前記充放電素子が充電と放電を繰り返すことにより前記充放電素子の他端から前記パルス波を発生させる、請求項1に記載のLED駆動回路。 - 前記電流制御回路は、ダーリントントランジスタを有する、請求項1または2に記載のLED駆動回路。
- さらに、前記パルス発振回路と前記スイッチング端子との間に一端が接続され、他端が接地される第1のスイッチング素子と、
前記パルス発振回路と前記スイッチング端子との間に一端が接続され、他端が定電圧源と接続される第2のスイッチング素子とを有し、
前記第1のスイッチング素子は、当該第1のスイッチング素子がオンになると前記スイッチング端子に印加される電圧を接地電圧へ低下させることで前記電流制御回路及び前記LEDを流れる駆動電流を遮断し、
前記第2のスイッチング素子は、当該第2のスイッチング素子がオンになると前記スイッチング端子に対して前記定電圧源から供給される定電圧に応じた電圧を印加することで前記電流制御回路及び前記LEDを流れる駆動電流を飽和させる、請求項1〜3の何れか一項に記載のLED駆動回路。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載のLED駆動回路を有することを特徴とする半導体集積回路。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載のLED駆動回路を有することを特徴とする遊技機。
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