JP5190390B2 - Light-emitting element lighting control device - Google Patents

Light-emitting element lighting control device Download PDF

Info

Publication number
JP5190390B2
JP5190390B2 JP2009014974A JP2009014974A JP5190390B2 JP 5190390 B2 JP5190390 B2 JP 5190390B2 JP 2009014974 A JP2009014974 A JP 2009014974A JP 2009014974 A JP2009014974 A JP 2009014974A JP 5190390 B2 JP5190390 B2 JP 5190390B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
lighting
value
emitting element
period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009014974A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010176853A (en
Inventor
孝佳 永井
喜久夫 泉
郁朗 菅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2009014974A priority Critical patent/JP5190390B2/en
Publication of JP2010176853A publication Critical patent/JP2010176853A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5190390B2 publication Critical patent/JP5190390B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、LED(発光ダイオード)などの発光素子を点灯させるための発光素子点灯制御装置に関し、特には、車両用前照灯などにおいて点灯パルス制御により発光素子の減光点灯を行う場合に好適な発光素子点灯制御装置に関する。   The present invention relates to a light-emitting element lighting control device for lighting a light-emitting element such as an LED (light-emitting diode), and particularly suitable for dimming lighting of a light-emitting element by lighting pulse control in a vehicle headlamp or the like. The present invention relates to a light emitting element lighting control device.

一般に、発光素子としてのLEDは、電気から光への変換効率が高く、消費電力が少なく、また長寿命で信頼性が高いという特長があり、そのため、近年、各種の照明装置の光源としての需要が高まっている。特に、このようなLEDをヘッドライトの光源として用い、いわゆるDRL(Daylight Running Lights: 昼間点灯走行)を行う場合、LEDを減光点灯させる必要がある。   In general, LEDs as light emitting elements are characterized by high conversion efficiency from electricity to light, low power consumption, long life, and high reliability. Therefore, in recent years, demand for light sources of various lighting devices has been increasing. Is growing. In particular, when such an LED is used as a light source of a headlight and so-called DRL (Daylight Running Lights) is performed, the LED needs to be dimmed.

ところで、LEDは電流値によって色度が変化(色ずれ)する特性を有している。したがって、減光点灯させるために、LEDへ供給する直流の電流値を単純に低下させると色ずれが発生するので、このような色ずれを抑制するためには、電流を一定としてパルス幅で輝度を調整する点灯パルス制御を行うことが望ましい。   By the way, the LED has a characteristic that chromaticity changes (color shift) depending on a current value. Therefore, if the direct current value supplied to the LED is simply decreased to reduce the lighting, color misregistration occurs. Therefore, in order to suppress such color misregistration, the current is kept constant and the luminance is changed with the pulse width. It is desirable to perform lighting pulse control for adjusting the above.

そこで、色ずれを抑制しつつLEDを減光点灯させる方法として、従来技術では、LEDに直列に接続されたMOSFET等のスイッチング素子をオン/オフ制御することによりLEDに矩形波の点灯パルス電流を流すことで点灯パルス制御を行う方法が提案されている(例えば、下記の特許文献1参照)。   Therefore, as a method of dimming and lighting an LED while suppressing color misregistration, in the conventional technology, a switching wave element such as a MOSFET connected in series with the LED is turned on / off to produce a rectangular wave lighting pulse current to the LED. There has been proposed a method for controlling the lighting pulse by flowing it (for example, see Patent Document 1 below).

特開2008−181969号公報JP 2008-181969 A

ところで、特許文献1記載の従来技術のように、減光点灯を行うためにLEDに対して矩形波の点灯パルス電流を流すためのMOSFET等の専用のスイッチング素子を設ける場合には、部品点数が多くなり、大型化するともに、コストが高くなるという問題がある。   By the way, in the case of providing a dedicated switching element such as a MOSFET for flowing a rectangular wave lighting pulse current to the LED in order to perform dimming lighting as in the prior art described in Patent Document 1, the number of parts is reduced. There is a problem that the cost increases as the size increases and the size increases.

また、LEDに直列にMOSFET等のスイッチング素子を接続するのではなく、例えばLEDに電流を供給するスイッチング電源回路において、当該回路を構成するスイッチング素子をオン/オフ制御することによりLEDに点灯パルス電流を流す方法もある。しかし、その場合にはLEDに供給する点灯パルス電流の立ち上がりや立ち下がりの速度が遅く、波形にダレが生じて短いパルス幅の矩形波が出せなかったり、点灯パルス電流波形が台形状になったりするという問題があった。そして、このようにLEDを点灯パルス制御する際、点灯パルス電流の波形が矩形波から外れてしまうと、点灯パルス制御を行っているにもかかわらず色ずれを起こすという不具合を生じる。   Also, instead of connecting a switching element such as a MOSFET in series with the LED, for example, in a switching power supply circuit that supplies current to the LED, the lighting pulse current is supplied to the LED by controlling on / off of the switching element constituting the circuit. There is also a method of flowing. However, in that case, the rising and falling speed of the lighting pulse current supplied to the LED is slow, the waveform is distorted and a rectangular pulse with a short pulse width cannot be produced, or the lighting pulse current waveform becomes trapezoidal. There was a problem to do. When the lighting pulse control of the LED is performed in this way, if the waveform of the lighting pulse current deviates from the rectangular wave, there arises a problem that a color shift occurs even though the lighting pulse control is performed.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、小型、低コストで、かつ立ち上がり、立下り速度の速い点灯パルス電流を発光素子に供給することができて色ずれの発生やちらつきの発生を抑制することが可能な発光素子点灯制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of supplying a light-emitting element with a lighting pulse current that is small in size, low in cost, and has a fast rising and falling speed. An object of the present invention is to provide a light emitting element lighting control device capable of suppressing the occurrence of flickering.

上記の目的を達成するために、本発明にあっては、発光素子に対するオン指令とオフ指令とを周期的に繰り返す点灯パルス制御信号に基づいて上記発光素子に点灯パルス電流を流して当該発光素子を減光点灯する発光素子点灯制御装置において、次の構成を採用している。   In order to achieve the above object, in the present invention, a lighting pulse current is supplied to the light emitting element based on a lighting pulse control signal that periodically repeats an ON command and an OFF command for the light emitting element. In the light emitting element lighting control device for dimming lighting, the following configuration is adopted.

すなわち、本発明では、スイッチング素子を駆動する駆動信号のデューティ比または1周期中の導通時間によって点灯パルス電流が制御されるスイッチング電源回路と、このスイッチング電源回路から出力される点灯パルス電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段による電流検出値に応じて上記点灯パルス制御信号のオン指令の期間中に上記スイッチング素子に加わる上記駆動信号のデューティ比または上記導通時間を変化させて上記点灯パルス電流を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記点灯パルス制御信号がオフ指令からオン指令の状態になってから上記電流検出手段による電流検出値が所定の電流閾値を超えるまでの第1の期間T1は、上記駆動信号の上記デューティ比または上記導通時間を最大値とし、上記第1の期間T1の経過後、上記点灯パルス制御信号がオフ指令の状態になるまでの第2の期間T2は、上記電流検出値が所定の目標電流値に漸近するように上記駆動信号のデューティ比または上記導通時間をフィードバック制御し、上記点灯パルス制御信号がオフ指令の状態である第3の期間T3は、上記駆動信号の上記デューティ比または上記導通時間をゼロとするものである、ことを特徴としている。   That is, in the present invention, the switching power supply circuit in which the lighting pulse current is controlled by the duty ratio of the drive signal for driving the switching element or the conduction time in one cycle, and the lighting pulse current output from the switching power supply circuit are detected. The lighting pulse by changing the duty ratio or the conduction time of the drive signal applied to the switching element during the ON command period of the lighting pulse control signal according to the current detection value by the current detection means and the current detection value by the current detection means A control means for controlling the current, wherein the control means has a first time until the current detection value by the current detection means exceeds a predetermined current threshold after the lighting pulse control signal changes from the OFF command to the ON command. The period T1 of 1 has the duty ratio or the conduction time of the drive signal as a maximum value, After the elapse of the first period T1, the duty period of the drive signal is set so that the current detection value gradually approaches a predetermined target current value during a second period T2 until the lighting pulse control signal becomes an OFF command state. Alternatively, in the third period T3 in which the conduction time is feedback-controlled and the lighting pulse control signal is in the off command state, the duty ratio of the driving signal or the conduction time is set to zero. It is said.

本発明によれば、発光素子を点灯するための点灯パルス制御信号のオン指令状態の期間の最初の段階でスイッチング電源回路を構成するスイッチング素子を駆動する駆動信号のデューティ比または導通時間を最大にするので、スイッチング電源回路から出力される点灯パルス電流の立ち上がりを急峻にすることができる。また、点灯パルス制御信号のオフ指令状態の期間では駆動信号のデューティ比または導通時間をゼロとするので、点灯パルス電流の立ち下がりを急峻にすることができる。これにより、矩形波に近いパルス電流を発光素子に供給することができる。したがって、点灯パルス電流の立ち上がり、立ち下がりの間の平坦部分の割合が大きいので、より定電流に近い状態で発光素子を発光させることができることになり、発光素子の色ずれを抑制することができる。   According to the present invention, the duty ratio or conduction time of the drive signal for driving the switching element constituting the switching power supply circuit is maximized in the first stage of the ON command state of the lighting pulse control signal for lighting the light emitting element. Therefore, the rise of the lighting pulse current output from the switching power supply circuit can be made steep. Further, the duty ratio or conduction time of the drive signal is set to zero during the OFF command state of the lighting pulse control signal, so that the falling of the lighting pulse current can be made steep. Thereby, a pulse current close to a rectangular wave can be supplied to the light emitting element. Therefore, since the ratio of the flat portion between the rise and fall of the lighting pulse current is large, the light emitting element can emit light in a state closer to a constant current, and the color shift of the light emitting element can be suppressed. .

また、点灯パルス電流の立ち上がり、立ち下りを急峻にできることから、より幅の狭いパルス波形電流を供給することが可能となり、点灯パルス電流の繰返し周波数を一定とした場合には、発光素子の輝度の調整範囲を広くとることができる。また、点灯パルス電流のパルス幅制御を行う際の繰り返し周波数を高く設定することも可能になるので、発光素子のちらつきを少なくすることができる。しかも、このような特性を得るために、従来のように発光素子のオン/オフ制御用の専用のスイッチング素子を余分に用いる必要が無いので、装置を小型、低コストで実現することが可能となる。   In addition, since the rise and fall of the lighting pulse current can be made steep, it is possible to supply a narrower pulse waveform current. When the repetition frequency of the lighting pulse current is constant, the luminance of the light emitting element is reduced. The adjustment range can be widened. In addition, since it is possible to set a high repetition frequency when performing the pulse width control of the lighting pulse current, flickering of the light emitting element can be reduced. In addition, in order to obtain such characteristics, it is not necessary to use an extra switching element for on / off control of the light emitting element as in the prior art, so that the apparatus can be realized in a small size and at low cost. Become.

本発明の実施の形態1における発光素子点灯制御装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the light emitting element lighting control apparatus in Embodiment 1 of this invention. 同発光素子点灯制御装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the light emitting element lighting control apparatus. 本発明の実施の形態2における発光素子点灯制御装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the light emitting element lighting control apparatus in Embodiment 2 of this invention. 同発光素子点灯制御装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the light emitting element lighting control apparatus. 本発明の実施の形態3における発光素子点灯制御装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the light emitting element lighting control apparatus in Embodiment 3 of this invention. 同発光素子点灯制御装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the light emitting element lighting control apparatus.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における発光素子点灯制御装置の回路構成図である。
この実施の形態1の発光素子点灯制御装置1は、直流電源2と発光素子としてのLED3との間にスイッチング電源回路4が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of the light-emitting element lighting control device according to Embodiment 1 of the present invention.
In the light emitting element lighting control device 1 according to the first embodiment, a switching power supply circuit 4 is provided between a DC power supply 2 and an LED 3 as a light emitting element.

スイッチング電源回路4は、本例ではいわゆる降圧チョッパ型のもので、FETやIGBTなどのスイッチング素子41、ダイオード等の整流素子42、およびリアクトル43を備える。そして、このスイッチング電源回路4は、後述の制御回路10からスイッチング素子41のゲートに加えられる駆動信号Sgによって、当該スイッチング素子41が周期的にオン/オフを繰り返し、そのデューティ比によって出力電気量、すなわち出力電圧値や出力電流値が制御される。   The switching power supply circuit 4 is of a so-called step-down chopper type in this example, and includes a switching element 41 such as an FET or IGBT, a rectifying element 42 such as a diode, and a reactor 43. And this switching power supply circuit 4 repeats on / off of the switching element 41 periodically by a drive signal Sg applied to the gate of the switching element 41 from the control circuit 10 to be described later. That is, the output voltage value and the output current value are controlled.

なお、スイッチング電源回路4としては、本例のような降圧チョッパ型のものに限定されるものではなく、他のスイッチング電源回路方式、例えば昇圧チョッパや、フライバックコンバータ、フォワードコンバータなどの回路方式のものを適用することが可能である。   Note that the switching power supply circuit 4 is not limited to the step-down chopper type as in this example, and other switching power supply circuit systems, for example, circuit systems such as a boost chopper, a flyback converter, and a forward converter are used. It is possible to apply things.

さらに、この発光素子点灯制御装置1は、電流検出器5と、制御回路10とを有する。電流検出器5は、特許請求の範囲における電流検出手段に対応し、スイッチング電源回路4の出力端に接続されて負荷であるLED3に流れる点灯パルス電流Ioutを検出する。この場合の電流検出器5としては、シャント抵抗やホール素子などを用いた一般的な電流検出回路を適用することができる。   Further, the light emitting element lighting control device 1 includes a current detector 5 and a control circuit 10. The current detector 5 corresponds to the current detection means in the claims and is connected to the output terminal of the switching power supply circuit 4 to detect the lighting pulse current Iout flowing through the LED 3 as a load. As the current detector 5 in this case, a general current detection circuit using a shunt resistor or a Hall element can be applied.

制御回路10は、特許請求の範囲における制御手段に対応し、電流検出器5による電流検出値Idと点灯パルス制御信号Scとに基づいて、点灯パルス制御信号Scのオン状態の期間中に、スイッチング素子41に加わる駆動信号Sgのデューティ比を変化させて点灯パルス電流Ioutを制御するものである。   The control circuit 10 corresponds to the control means in the claims, and performs switching during the ON state of the lighting pulse control signal Sc based on the current detection value Id by the current detector 5 and the lighting pulse control signal Sc. The lighting pulse current Iout is controlled by changing the duty ratio of the drive signal Sg applied to the element 41.

この場合の点灯パルス制御信号Scは、LED3のオン(点灯)指令とオフ(非点灯)指令とを周期的に繰り返すことでLED3を減光点灯するためのデジタル信号であって、本例では当該信号ScがハイレベルでLED3のオン指令の状態、ローレベルでLED3のオフ指令の状態としている。なお、この点灯パルス制御信号Scは、ここでは図1に示すように外部から与えられるようにしているが、これに限らず、例えば制御回路10の内部で生成することも可能である。また、この場合の点灯パルス制御信号Scのオン指令とオフ指令のデューティ比は、例えば外部のボリューム等によって任意に調整可能になっている。   The lighting pulse control signal Sc in this case is a digital signal for dimming and lighting the LED 3 by periodically repeating an on (lighting) command and an off (non-lighting) command of the LED 3. When the signal Sc is at a high level, the LED 3 is on, and when the signal Sc is at a low level, the LED 3 is off. Here, the lighting pulse control signal Sc is given from the outside as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to this. For example, the lighting pulse control signal Sc can also be generated inside the control circuit 10. In this case, the ON / OFF command duty ratio of the lighting pulse control signal Sc can be arbitrarily adjusted by, for example, an external volume.

次に、制御回路10の構成の詳細について説明する。
この制御回路10は、電流検出器5で点灯パルス電流Ioutを検出して得られる電流検出値Idと予め設定された目標電流値Ioとを比較して両者の差を電流誤差信号として出力する減算器101、この減算器101から出力される電流誤差信号を比例積分する比例積分手段としてのPI(比例積分)制御器102、このPI制御器102の出力と予め設定される最大デューティ比のいずれか一方を選択してデューティ比指令信号Sdrとして出力するレセクタ103、このレセクタ103から与えられるデューティ比指令信号Sdrに基づいて所定のデューティ比を有するPWM信号を生成するPWM信号発生器104、点灯パルス制御信号Scのオン指令(ハイレベル)の期間にPWM信号発生器104のPWM信号の通過を許容するアンドゲート105、およびこのアンドゲート105の出力を増幅して駆動信号Sgとしてスイッチング素子41のゲートに加えてスイッチング動作させるゲート駆動回路106を備える。
Next, details of the configuration of the control circuit 10 will be described.
This control circuit 10 compares a current detection value Id obtained by detecting the lighting pulse current Iout with the current detector 5 and a preset target current value Io, and outputs the difference between them as a current error signal. 101, a PI (proportional integration) controller 102 as a proportional integration means for proportionally integrating the current error signal output from the subtractor 101, an output of the PI controller 102 and a preset maximum duty ratio. A resector 103 that selects one and outputs it as a duty ratio command signal Sdr, a PWM signal generator 104 that generates a PWM signal having a predetermined duty ratio based on the duty ratio command signal Sdr given from the resector 103, and a lighting pulse control The PWM signal generator 104 is allowed to pass a PWM signal during a period when the signal Sc is on (high level). Ndogeto 105, and in addition to the gate of the switching element 41 comprises a gate drive circuit 106 for switching operation as an amplifier to drive signal Sg output from the AND gate 105.

そして、上記の電流検出器5、減算器101、PI制御器102、セレクタ103によって、駆動信号Sgのデューティ比を制御することでスイッチング電源回路4から出力される点灯パルス電流Ioutをフィードバック制御するフィードバック経路が構成されている。なお、PWM信号発生器104としては、例えば、三角波発生器を備え、この三角波発生器から生成される三角波のスライスレベルがセレクタ103から与えられるデューティ比指令信号Sdrによって設定される。   Then, the current detector 5, the subtractor 101, the PI controller 102, and the selector 103 control the duty ratio of the drive signal Sg, thereby feedback controlling the lighting pulse current Iout output from the switching power supply circuit 4. The route is configured. As the PWM signal generator 104, for example, a triangular wave generator is provided, and the slice level of the triangular wave generated from the triangular wave generator is set by the duty ratio command signal Sdr given from the selector 103.

さらに、この制御回路10は、点灯パルス制御信号Scの立ち上がりエッジを検出するエッジ検出器107、電流検出器5で検出された点灯パルス電流Ioutの電流検出値Idと予め設定された電流閾値Ishとを比較して電流検出値Idが電流閾値Ishを越えた場合(Id≧Ish)にハイレベルの信号を出力する比較器108、エッジ検出器107の出力によりセットされ、比較器108の出力によりリセットされるフリップフロップ109、点灯パルス制御信号Scのレベルを反転するインバータ110、およびインバータ110のハイレベル出力とフリップフロップ109のハイレベル出力をPI制御器102に対してその積分項を保持するホールド信号Shoとして出力するオアゲート111を備える。   Further, the control circuit 10 includes an edge detector 107 that detects a rising edge of the lighting pulse control signal Sc, a current detection value Id of the lighting pulse current Iout detected by the current detector 5, and a preset current threshold value Ish. When the current detection value Id exceeds the current threshold value Ish (Id ≧ Ish), the comparator 108 that outputs a high level signal is set by the output of the edge detector 107 and reset by the output of the comparator 108 Flip-flop 109, inverter 110 that inverts the level of the lighting pulse control signal Sc, and a hold signal that holds the high-level output of the inverter 110 and the high-level output of the flip-flop 109 for the PI controller 102. An OR gate 111 for outputting as Sho is provided.

そして、上記のセレクタ103は、フリップフリップ109がセットされてその出力Sfがハイレベルとなった場合には予め設定された最大デューティ比の値を選択してこれをデューティ比指令信号Sdrとして出力し、また、フリップフリップ109がリセットされてその出力Sfがローレベルとなった場合には、PI制御器102の出力を選択してこれをデューティ比指令信号Sdrとして出力するように構成されている。また、この実施の形態1において、比較器108における電流閾値Ishは、電流フィードバック制御における目標電流値Ioと同じ値(Ish=Io)になるように予め設定されている。   When the flip flip 109 is set and the output Sf becomes high level, the selector 103 selects a preset maximum duty ratio value and outputs it as the duty ratio command signal Sdr. When the flip flip 109 is reset and its output Sf becomes low level, the output of the PI controller 102 is selected and output as the duty ratio command signal Sdr. In the first embodiment, the current threshold Ish in the comparator 108 is set in advance so as to be the same value (Ish = Io) as the target current value Io in the current feedback control.

次に、上記構成を有する発光素子点灯制御回路1の動作について、図2(a),(b)に示すタイミングチャートを参照して説明する。   Next, the operation of the light-emitting element lighting control circuit 1 having the above configuration will be described with reference to timing charts shown in FIGS.

制御回路10に対して外部から与えられる点灯パルス制御信号Scは、前述のように、本例ではハイレベルでLED3のオン(点灯)指令、ローレベルでLED3のオフ(非点灯)指令を行うデジタル信号であって、このときの点灯パルス制御信号Scのオン/オフ周波数は、ちらつきを感じさせないために少なくとも視覚の臨界融合周波数(50Hz〜100Hz)以上に設定されている。   As described above, the lighting pulse control signal Sc given to the control circuit 10 from the outside is a digital signal that gives an LED3 on (lighting) command at a high level and an LED3 off (non-lighting) command at a low level as described above. The on / off frequency of the lighting pulse control signal Sc at this time is set to at least the visual critical fusion frequency (50 Hz to 100 Hz) or more so as not to feel flicker.

ここで、時刻t1において点灯パルス制御信号Scがローレベルからハイレベルに立ち上がると、エッジ検出器107によってその立ち上がりエッジが検出され、そのエッジ検出に基づくトリガ信号によりフリップフロップ109がセットされる。これにより、フリップフロップ109の出力Sfはハイレベルとなる。これに応じて、セレクタ103は、予め設定されたデューティ比の最大値を選択する。ここで、セレクタ103により選択されるデューティ比の最大値としては、デューティ比を1、つまりスイッチング素子41が導通状態のままとしてもよいが、そうするとリアクトル43の電流が増大しすぎてリアクトル43が飽和してしまう恐れがある。これを防止するために、本例ではデューティ比の最大値を例えば0.9に制限している。なお、デューティ比の最大値は、必ずしもこの値に限定されるものではない。   Here, when the lighting pulse control signal Sc rises from low level to high level at time t1, the rising edge is detected by the edge detector 107, and the flip-flop 109 is set by a trigger signal based on the edge detection. As a result, the output Sf of the flip-flop 109 becomes high level. In response to this, the selector 103 selects a preset maximum value of the duty ratio. Here, as the maximum value of the duty ratio selected by the selector 103, the duty ratio may be 1, that is, the switching element 41 may be kept in a conductive state. However, the current of the reactor 43 increases excessively and the reactor 43 is saturated. There is a risk of doing. In order to prevent this, in this example, the maximum value of the duty ratio is limited to 0.9, for example. Note that the maximum value of the duty ratio is not necessarily limited to this value.

セレクタ103により選択されたデューティ比の最大値は、デューティ比指令信号SdrとしてPWM信号発生器104に与えられる。したがって、PWM信号発生器104から出力されるPWM信号は、図2(b)の上側の図に示すように、そのデューティ比(=Tb/Ta)が最大値(本例では0.9)となる。そして、この最大デューティ比のPWM信号がアンドゲート105に加わるが、その際、アンドゲート105にはハイレベルの点灯パルス制御信号Scが与えられているので、この最大デューティ比のPWM信号がゲート駆動回路106を経由してスイッチング素子41のゲートに駆動信号Sgとして加えられる。このため、スイッチング電源回路4から出力さる点灯パルス電流Ioutは急速に増大する。   The maximum value of the duty ratio selected by the selector 103 is given to the PWM signal generator 104 as the duty ratio command signal Sdr. Therefore, the PWM signal output from the PWM signal generator 104 has a duty ratio (= Tb / Ta) of a maximum value (0.9 in this example) as shown in the upper diagram of FIG. Become. Then, the PWM signal having the maximum duty ratio is applied to the AND gate 105. At this time, since the high level lighting pulse control signal Sc is given to the AND gate 105, the PWM signal having the maximum duty ratio is driven by the gate. The drive signal Sg is applied to the gate of the switching element 41 via the circuit 106. For this reason, the lighting pulse current Iout output from the switching power supply circuit 4 rapidly increases.

次に、期間T1が経過した後の時刻t2において、電流検出器6で検出される点灯パルス電流Ioutの電流検出値Idが予め定められた電流閾値Ish(=Io)を超えると、比較器18によってフリップフロップ109がリセットされてその出力Sfがローレベルとなるので、これに応じて、セレクタ103は、PI制御器102の出力を選択し、これがデューティ比指令信号SdrとしてPWM信号発生器102に与えられる。したがって、PWM信号発生器104から出力されるPWM信号のデューティ比(=Tb/Ta)は、図2(b)の下側の図に示すように、PI制御器102の出力に基づいて制御される。   Next, when the current detection value Id of the lighting pulse current Iout detected by the current detector 6 exceeds a predetermined current threshold value Ish (= Io) at time t2 after the period T1 has elapsed, the comparator 18 As a result, the flip-flop 109 is reset and its output Sf becomes low level. Accordingly, the selector 103 selects the output of the PI controller 102, and this is sent to the PWM signal generator 102 as the duty ratio command signal Sdr. Given. Therefore, the duty ratio (= Tb / Ta) of the PWM signal output from the PWM signal generator 104 is controlled based on the output of the PI controller 102 as shown in the lower diagram of FIG. The

すなわち、時刻t2以降は、本来のフィードバック経路により、スイッチング電源回路4から出力さる点灯パルス電流Ioutが目標電流値Ioに漸近させるようにフィードバック制御される。なお、この場合、電流閾値Ishは、フィードバック制御における目標電流値Ioと同じ値に予め設定しているので、電流検出値Idが次第に増大して目標電流値Ioに達した時点でそのまま目標電流値Ioを維持できるようになる。   That is, after time t2, feedback control is performed so that the lighting pulse current Iout output from the switching power supply circuit 4 gradually approaches the target current value Io by the original feedback path. In this case, since the current threshold value Ish is set in advance to the same value as the target current value Io in the feedback control, when the current detection value Id gradually increases and reaches the target current value Io, the target current value is maintained as it is. Io can be maintained.

次に、期間T2が経過した後の時刻t3に達すると、点灯パルス制御信号Scがローレベル(オフ指令)の状態となる。すると、アンドゲート105によりPWM信号の出力が強制的に遮断されるため、スイッチング素子41に加わる駆動信号Sgのデューティ比はゼロとなる。これにより、スイッチング電源回路4から出力される点灯パルス電流Ioutは急速に減少してやがてゼロになる。そして、この状態は、点灯パルス制御信号Scが次にローレベルからハイレベルに立ち上がる時刻t4になるまで継続される。   Next, when the time t3 is reached after the period T2 has elapsed, the lighting pulse control signal Sc is in a low level (off command) state. Then, since the output of the PWM signal is forcibly cut off by the AND gate 105, the duty ratio of the drive signal Sg applied to the switching element 41 becomes zero. As a result, the lighting pulse current Iout output from the switching power supply circuit 4 rapidly decreases and eventually becomes zero. This state is continued until the time t4 when the lighting pulse control signal Sc next rises from the low level to the high level.

それ以降、時刻t4〜t5までの期間は時刻t1〜t2までの期間T1(以下、デューティ比最大期間という)と同様であり、時刻t5〜t6までの期間は時刻t2〜t3までの期間T2(以下、電流フィードバック制御期間という)と同様であり、時刻t6〜t7までの期間は時刻t3〜t4までの期間T3(以下、デューティ比ゼロ期間という)と同様であり、それぞれ同じ動作を繰り返す。このように、デューティ比最大期間T1、電流フィードバック制御期間T2、およびデューティ比ゼロ期間T3の全期間(=T1+T2+T3)を点灯パルス制御信号Scと同じ1周期とし、点灯パルス制御信号Scに同期してこれを繰り返すことにより、LED3に点灯パルス電流Ioutを流して減光点灯させることができる。なお、特許請求の範囲における第1の期間がデューティ比最大期間T1に、第2の期間が電流フィードバック制御期間T2に、第3の期間がデューティ比ゼロ期間T3に、それぞれ対応している。   Thereafter, the period from time t4 to t5 is the same as the period T1 from time t1 to t2 (hereinafter referred to as the maximum duty ratio period), and the period from time t5 to t6 is the period T2 from time t2 to t3 ( Hereinafter, the period from time t6 to t7 is the same as the period T3 from time t3 to t4 (hereinafter referred to as zero duty ratio period), and the same operation is repeated. In this way, the entire period (= T1 + T2 + T3) of the maximum duty ratio period T1, the current feedback control period T2, and the duty ratio zero period T3 is set to one cycle that is the same as the lighting pulse control signal Sc, and is synchronized with the lighting pulse control signal Sc. By repeating this, the lighting pulse current Iout can be supplied to the LED 3 so as to be dimmed. The first period in the claims corresponds to the maximum duty ratio period T1, the second period corresponds to the current feedback control period T2, and the third period corresponds to the zero duty ratio period T3.

ここで、いま時刻t3からt5までの期間Txに着目すると、この期間Txにおいて、PWM信号発生器104から出力されるPWM信号のデューティ比は、強制的に最大値に制御されたり、ゼロに制御されたりするので、その期間Tx中、スイッチング電源回路4から出力される点灯パルス電流Ioutは目標電流値Ioとは大きく異なる値となる。このため、これを放置しておくと減算器101の誤差信号が非常に大きくなってPI制御器102における積分項は誤差信号を積分するため、例えば、時刻t5においてセレクタ103でPI制御器1102の出力が選択された際、そのデューティ比指令信号Sdrによって指令されるデューティ比は目標電流値Ioに対応したデューティ比の値とは大きく異なってしまい、その結果、スイッチング電源回路4から出力される点灯パルス電流Ioutが大きくハンチングを起こす恐れがある。   Here, focusing on the period Tx from time t3 to time t5, the duty ratio of the PWM signal output from the PWM signal generator 104 is forcibly controlled to the maximum value or controlled to zero in this period Tx. Therefore, during the period Tx, the lighting pulse current Iout output from the switching power supply circuit 4 has a value significantly different from the target current value Io. Therefore, if this is left unattended, the error signal of the subtractor 101 becomes very large and the integral term in the PI controller 102 integrates the error signal. For example, at time t5, the selector 103 causes the PI controller 1102 to When the output is selected, the duty ratio commanded by the duty ratio command signal Sdr is greatly different from the duty ratio value corresponding to the target current value Io. As a result, the lighting output from the switching power supply circuit 4 is performed. The pulse current Iout may be large and cause hunting.

そこで、ここでは、時刻t3から時刻t5までの期間Tx中は、オアゲート111の出力が立ち上がる際に、これをPI制御器102に対するホールド信号Shoとして与え、時刻t3の時点でのPI制御器102の積分項を時刻t5に達するまでそのまま保つ(ホールドする)ようにしている。このようにすれば、時刻t5においてフィードバック制御を再開するにあたり、PI制御器102の積分項の値を、スイッチング電源回路4からの点灯パルス電流Ioutが安定した状態である時刻t3の状態と同一とすることができるので、点灯パルス電流Ioutを速やかに目標電流値Ioに収束させることができ、点灯パルス電流Ioutのハンチングを抑制することができる。   Therefore, here, during the period Tx from time t3 to time t5, when the output of the OR gate 111 rises, this is given as a hold signal Sho to the PI controller 102, and the PI controller 102 at time t3 The integral term is kept (held) as it is until time t5 is reached. In this way, when the feedback control is resumed at time t5, the value of the integral term of the PI controller 102 is the same as the state at time t3 when the lighting pulse current Iout from the switching power supply circuit 4 is stable. Therefore, the lighting pulse current Iout can be quickly converged to the target current value Io, and the hunting of the lighting pulse current Iout can be suppressed.

この場合、PI制御器102の積分項をホールドするには、例えば、積分項の演算用の図示しないレジスタに対して時刻t3〜t5の期間Tx中は演算を行わないようにしたり、あるいはレジスタの積分項の値を時刻t3で一旦メモリに退避させ、時刻t5になったときに退避した積分項の値をレジスタから読み出すといった方法で実現することができる。   In this case, in order to hold the integral term of the PI controller 102, for example, the register (not shown) for computing the integral term is not operated during the period Tx from time t3 to t5, The integration term value can be temporarily saved in the memory at time t3, and the saved integration term value can be read from the register at time t5.

以上のように、この実施の形態1の発光素子点灯制御装置1は、LED3を点灯するための点灯パルス制御信号Scのオン指令状態の期間中の最初の段階でスイッチング素子41を駆動する駆動信号Sgのデューティ比を最大にするので、スイッチング電源回路4から出力される点灯パルス電流Ioutの立ち上がりを急峻にすることができる。また、点灯パルス制御信号Scのオフ指令状態の期間中は駆動信号Sgのデューティ比をゼロにするので、点灯パルス電流Ioutの立ち下がりを急峻にすることができる。これにより、矩形波に近いパルス電流をLED3に供給することができる。したがって、点灯パルス電流Ioutの立ち上がり、立ち下がりの間の平坦部分の割合が大きくなるので、より定電流に近い状態でLED3を発光させることができることになり、LED3の色ずれを抑制することができる。   As described above, the light-emitting element lighting control device 1 according to the first embodiment drives the switching element 41 at the first stage during the ON command state of the lighting pulse control signal Sc for lighting the LED 3. Since the duty ratio of Sg is maximized, the rise of the lighting pulse current Iout output from the switching power supply circuit 4 can be made steep. Further, since the duty ratio of the drive signal Sg is made zero during the period of the turn-off command state of the lighting pulse control signal Sc, the falling of the lighting pulse current Iout can be made steep. Thereby, a pulse current close to a rectangular wave can be supplied to the LED 3. Therefore, since the ratio of the flat portion between the rising and falling of the lighting pulse current Iout increases, the LED 3 can emit light in a state closer to a constant current, and the color shift of the LED 3 can be suppressed. .

また、点灯パルス電流Ioutの立ち上がり、立ち下りを急峻にできることから、より幅の狭いパルス波形電流を供給することが可能となり、点灯パルス電流Ioutの繰返し周波数を一定とした場合には、LED3の輝度の調整範囲を広くとることができる。また、パルス幅制御を行う際の繰り返し周波数を高く設定することも可能になるので、LED3のちらつきを少なくすることができる。しかも、このような特性を得るために、従来のようにLED3のオン/オフ制御用の専用のスイッチング素子を余分に用いる必要が無いので、装置を小型化できるとともに、低コストで実現することが可能となる。   Further, since the rise and fall of the lighting pulse current Iout can be made steep, it is possible to supply a narrower pulse waveform current. When the repetition frequency of the lighting pulse current Iout is constant, the brightness of the LED 3 The adjustment range can be widened. Moreover, since it becomes possible to set the repetition frequency at the time of performing pulse width control high, the flicker of LED3 can be decreased. In addition, in order to obtain such characteristics, there is no need to use an extra switching element for on / off control of the LED 3 as in the prior art, so that the apparatus can be miniaturized and realized at low cost. It becomes possible.

実施の形態2.
図3は本発明の実施の形態2における発光素子点灯制御装置の回路構成図であり、図1に示した実施の形態1に対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the light-emitting element lighting control device according to the second embodiment of the present invention, and components corresponding to or corresponding to those of the first embodiment shown in FIG.

上記の実施の形態1では、デューティ比最大期間T1の終点を規定することになる電流閾値Ishを、目標電流値Ioと同一(Ish=Io)としている。しかし、スイッチング電源回路4の出力に、コンデンサなどの積分要素が挿入される場合には、デューティ比最大期間T1から次の電流フィードバック制御期間T2に移行しても、コンデンサの積分効果によって電流の増大が止まらず、スイッチング電源回路4から出力される点灯パルス電流Ioutにオーバーシュートが生じてしまうことがある。そこで、この実施の形態2では、オーバーシュートの発生を短期間の内に抑制できるようにするため、電流閾値Ishをフィードバック制御するようにしたものである。   In the first embodiment, the current threshold value Ish that defines the end point of the maximum duty ratio period T1 is the same as the target current value Io (Ish = Io). However, when an integration element such as a capacitor is inserted in the output of the switching power supply circuit 4, the current increases due to the integration effect of the capacitor even when the duty ratio maximum period T1 shifts to the next current feedback control period T2. May not stop, and an overshoot may occur in the lighting pulse current Iout output from the switching power supply circuit 4. Therefore, in the second embodiment, the current threshold Ish is feedback-controlled so that the occurrence of overshoot can be suppressed within a short period of time.

すなわち、この実施の形態2の発光素子点灯制御装置1では、スイッチング電源回路4の出力側に、スイッチング素子41のスイッチング動作に起因して点灯パルス電流Ioutに含まれる電流リップルを除くための出力コンデンサ71からなるローパスフィルタ7が挿入されており、このローパスフィルタ7の出力側に電流検出器6が設けられている。   That is, in the light emitting element lighting control device 1 according to the second embodiment, an output capacitor for removing a current ripple included in the lighting pulse current Iout due to the switching operation of the switching element 41 on the output side of the switching power supply circuit 4. A low-pass filter 7 composed of 71 is inserted, and a current detector 6 is provided on the output side of the low-pass filter 7.

また、この実施の形態2では、出力コンデンサ71の積分要素が挿入された場合の点灯パルス電流Ioutのオーバーシュートを抑制するため、実施の形態1の構成に加えて、電流検出器6で検出される電流検出値Idの最大値を検出、保持するピークホールド回路112、このピークホールド回路112で保持されている電流検出値Idの最大値をサンプルホールドするS/H(サンプルホールド)回路113、このS/H回路113の出力値と目標電流値Ioとを比較して両者の差を閾値誤差信号として出力する減算器114、およびこの減算器114から出力される閾値誤差信号を比例積分し、この値を比較器108に対して電流閾値Ishとして与えるPI制御器115が新たに設けられている。そして、上記のピークホールド回路112が特許請求の範囲のピーク値検出手段に対応し、また、S/H回路113、減算器114、およびPI制御器115によって特許請求の範囲における電流閾値制御手段が構成されている。   Further, in the second embodiment, in order to suppress the overshoot of the lighting pulse current Iout when the integration element of the output capacitor 71 is inserted, in addition to the configuration of the first embodiment, it is detected by the current detector 6. A peak hold circuit 112 for detecting and holding the maximum value of the current detection value Id, and an S / H (sample hold) circuit 113 for sampling and holding the maximum value of the current detection value Id held by the peak hold circuit 112. The subtractor 114 that compares the output value of the S / H circuit 113 and the target current value Io and outputs the difference between the two as a threshold error signal, and the threshold error signal output from the subtractor 114 is proportionally integrated. A PI controller 115 is newly provided that gives a value to the comparator 108 as a current threshold Ish. The peak hold circuit 112 corresponds to the peak value detection means in the claims, and the current threshold control means in the claims is defined by the S / H circuit 113, the subtractor 114, and the PI controller 115. It is configured.

この場合、点灯パルス制御信号Scのオン指令の立ち上がりのタイミング、すなわち各周期の始めがエッジ検出器107で検出されるたびに、ピークホールド回路112がリセットされると同時に、S/H(サンプルホールド)回路113がピークホールド回路112で保持されている電流検出値Idのピーク値をサンプルホールドする。   In this case, every time the edge detector 107 detects the rise timing of the ON command of the lighting pulse control signal Sc, that is, the beginning of each cycle, the peak hold circuit 112 is reset and S / H (sample hold ) The circuit 113 samples and holds the peak value of the current detection value Id held by the peak hold circuit 112.

次に、上記構成を有する発光素子点灯制御装置の動作を、図4に示すタイミグチャートを参照して説明する。   Next, the operation of the light emitting element lighting control device having the above configuration will be described with reference to a timing chart shown in FIG.

点灯パルス制御が開始される初期の段階では、電流検出器6で検出されてピークホールド回路112でホールドされる電流検出値Idのピーク値が目標電流値Ioよりも高くなりオーバーシュートが生じるが、その際、減算器114で得られる閾値誤差信号も大きくなるので、PI制御器115で得られる電流閾値Ishも、点灯制御の初期段階では比較的高めに設定される。その結果、電流閾値Ishが予め低い一定値に固定されている場合よりもフリップフロップ109がリセットされるタイミングが早まる。そして、フリップフロップ109がリセットされるタイミングが早まると、デューティ比最大期間T1の長さが短くなり、早いタイミングで電流フィードバック制御期間T2に切り替わる。このため、点灯パルス電流Ioutの増加が抑えられる。   In the initial stage when the lighting pulse control is started, the peak value of the current detection value Id detected by the current detector 6 and held by the peak hold circuit 112 becomes higher than the target current value Io, and overshoot occurs. At this time, since the threshold error signal obtained by the subtractor 114 also increases, the current threshold Ish obtained by the PI controller 115 is also set relatively high in the initial stage of lighting control. As a result, the timing at which the flip-flop 109 is reset is earlier than when the current threshold value Ish is fixed to a low constant value in advance. When the timing at which the flip-flop 109 is reset is advanced, the length of the maximum duty ratio period T1 is shortened, and the current feedback control period T2 is switched at an early timing. For this reason, an increase in the lighting pulse current Iout can be suppressed.

上記のフィードバック制御が点灯パルス制御信号Scに同期して繰り返されると、PI制御器115で得られる電流閾値Ishが時間経過に伴って次第に小さくなり、これに伴ってフリップフロップ109がリセットされるタイミングも次第に早くなる。その結果、時間経過に伴ってデューティ比最大期間T1の長さが次第に短くなって早いタイミングで電流フィードバック制御期間T2に切り替えられるようになる。すなわち、図4において、時刻t1〜t2のデューティ比最大期間をT1a、時刻t4〜t5のデューティ比最大期間をT1b、時刻t7〜t8のデューティ比最大期間をT1cとすると、T1a>T1b>T1cとなる。これにより、点灯パルス電流Ioutのオーバーシュートが短期間の内に抑制されるようになる。   When the above feedback control is repeated in synchronization with the lighting pulse control signal Sc, the current threshold Ish obtained by the PI controller 115 gradually decreases with time, and the flip-flop 109 is reset with this. Will also get faster. As a result, the length of the duty ratio maximum period T1 is gradually shortened with the passage of time, and can be switched to the current feedback control period T2 at an early timing. That is, in FIG. 4, assuming that the maximum duty ratio period from time t1 to t2 is T1a, the maximum duty ratio period from time t4 to t5 is T1b, and the maximum duty ratio period from time t7 to t8 is T1c, T1a> T1b> T1c Become. Thereby, the overshoot of the lighting pulse current Iout is suppressed within a short time.

以上のように、この実施の形態2では、スイッチング電源回路4の出力側に、コンデンサ71などの積分要素を有するローパスフィルタ7を設けた場合でも、LED3に対して立ち上がり、立ち下がりが速くかつオーバーシュートの少ない、より矩形波に近い点灯パルス電流Ioutを供給することができる。また、ローパスフィルタ7の効果により、LED3に流れるリップル電流を抑制することができる。
その他の構成、および動作については、実施の形態1の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
As described above, in the second embodiment, even when the low-pass filter 7 having an integration element such as the capacitor 71 is provided on the output side of the switching power supply circuit 4, the LED 3 rises and falls quickly and overshoots. It is possible to supply the lighting pulse current Iout with less chute and closer to a rectangular wave. Further, the ripple current flowing in the LED 3 can be suppressed by the effect of the low-pass filter 7.
Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted here.

実施の形態3.
図5は本発明の実施の形態3における発光素子点灯制御装置の回路構成図であり、図1に示した実施の形態1に対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of the light-emitting element lighting control device according to Embodiment 3 of the present invention, and components corresponding to or corresponding to Embodiment 1 shown in FIG.

この実施の形態3においても、実施の形態2と同様、スイッチング電源回路4の出力側に、出力コンデンサ71などの積分要素を有するローパスフィルタ7を設けた場合でも、オーバーシュートが少なくより矩形波に近い点灯パルス電流Ioutが得られるようにしたものである。   In the third embodiment, as in the second embodiment, even when the low-pass filter 7 having an integration element such as the output capacitor 71 is provided on the output side of the switching power supply circuit 4, the overshoot is small and the rectangular wave is generated. A near lighting pulse current Iout is obtained.

すなわち、この実施の形態3の発光素子点灯制御装置1では、スイッチング電源回路4の出力側に、スイッチング素子41のスイッチング動作に起因して点灯パルス電流Ioutに含まれる電流リップルを除くための出力コンデンサ71からなるローパスフィルタ7が挿入されている。また、スイッチング電源回路4とローパスフィルタ7との間にスイッチング電源回路4から出力される点灯パルス電流を検出する電流検出器(ここでは第1の電流検出器と称する)5が設けられ、また、このローパスフィルタ7の出力側とLED3との間にはローパスフィルタ7を通過した点灯パルス電流を検出する電流検出器(ここでは第2の電流検出器と称する)6が設けられている。そして、第1の電流検出器5の検出出力は比較器108に、また、第2の電流検出器6の検出出力は減算器101に、それぞれ与えられるようにしている。   That is, in the light emitting element lighting control device 1 according to the third embodiment, an output capacitor for removing a current ripple included in the lighting pulse current Iout due to the switching operation of the switching element 41 on the output side of the switching power supply circuit 4. A low-pass filter 7 consisting of 71 is inserted. Further, a current detector (referred to as a first current detector here) 5 for detecting a lighting pulse current output from the switching power supply circuit 4 is provided between the switching power supply circuit 4 and the low-pass filter 7, Between the output side of the low-pass filter 7 and the LED 3, a current detector (referred to as a second current detector here) 6 that detects the lighting pulse current that has passed through the low-pass filter 7 is provided. The detection output of the first current detector 5 is supplied to the comparator 108, and the detection output of the second current detector 6 is supplied to the subtractor 101.

次に、上記構成を有する発光素子点灯制御装置の動作を、図6に示すタイミグチャートを参照して説明する。   Next, the operation of the light emitting element lighting control device having the above-described configuration will be described with reference to a timing chart shown in FIG.

デューティ比最大期間T1において、ローパスフィルタ7の通過前の点灯パルス電流Ioutを直接検出する第1の電流検出器5による電流検出値Id1は、ローパスフィルタ7を通過した後の点灯パルス電流Ioutを検出する第2の電流検出器6の電流検出値Id2よりも速く立ち上がる。このため、第1の電流検出器5による電流検出値Id1は、第2の電流検出器6の電流検出値Id2よりも早く電流閾値Ishに到達する。   In the maximum duty ratio period T1, the current detection value Id1 by the first current detector 5 that directly detects the lighting pulse current Iout before passing through the low-pass filter 7 detects the lighting pulse current Iout after passing through the low-pass filter 7. The current rises faster than the current detection value Id2 of the second current detector 6. For this reason, the current detection value Id1 by the first current detector 5 reaches the current threshold value Ish earlier than the current detection value Id2 of the second current detector 6.

そして、第1の電流検出器5による電流検出値Id1が電流閾値Ish(=Io)を超えたときに(時刻t2)、セレクタ103によってPI制御器102側に接続が切り替えられるため、デューティ比を最大値にするデューティ比最大制御期間T1から点灯パルス電流をフィードバック制御する電流フィードバック制御期間T2に切り替わる。このとき、点灯パルス電流Ioutの値は未だ目標電流値Ioに達していないが、制御回路10は、この電流フィードバック制御期間T2中、第2の電流検出手段6による電流検出値Id2が所定の目標電流値Ioに漸近するようにフィードバック制御を行うので、その後、ローパスフィルタ7の積分効果によって遅れて点灯パルス電流Ioutは電流目標値Ioに達する。その際、既に電流フィードバック制御に切り替えられていてスイッチング電源回路4のデューティ比は低下しているため、点灯パルス電流Ioutのオーバーシュートが抑制される。   Then, when the current detection value Id1 by the first current detector 5 exceeds the current threshold value Ish (= Io) (time t2), the selector 103 switches the connection to the PI controller 102 side. The maximum duty ratio control period T1 is switched to the current feedback control period T2 in which the lighting pulse current is feedback-controlled. At this time, although the value of the lighting pulse current Iout has not yet reached the target current value Io, the control circuit 10 determines that the current detection value Id2 by the second current detection means 6 is a predetermined target value during the current feedback control period T2. Since the feedback control is performed so as to approach the current value Io, the lighting pulse current Iout reaches the current target value Io after a delay due to the integration effect of the low-pass filter 7. At that time, since switching to current feedback control has already been performed and the duty ratio of the switching power supply circuit 4 has decreased, overshooting of the lighting pulse current Iout is suppressed.

以上のように、実施の形態3においては、スイッチング電源回路4とローパスフィルタ7との間に設けられた第1の電流検出器5の電流検出値Id1が電流閾値Ishを超えたことを検出して電流フィードバック制御に切り替えるので、スイッチング電源回路4の出力側に、コンデンサ71などの積分要素を有するローパスフィルタ7を設けた場合でも、LED3に対して立ち上がり、立ち下がりが速くかつオーバーシュートの少ない、より矩形波に近い点灯パルス電流Ioutを供給することができる。また、ローパスフィルタ7の効果により、LED3に流れるリップル電流を抑制することができる。
その他の構成、および動作については、実施の形態1の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
As described above, in the third embodiment, it is detected that the current detection value Id1 of the first current detector 5 provided between the switching power supply circuit 4 and the low-pass filter 7 exceeds the current threshold value Ish. Therefore, even when the low-pass filter 7 having an integration element such as the capacitor 71 is provided on the output side of the switching power supply circuit 4, the LED 3 rises and falls quickly and has little overshoot. A lighting pulse current Iout closer to a rectangular wave can be supplied. Further, the ripple current flowing in the LED 3 can be suppressed by the effect of the low-pass filter 7.
Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted here.

なお、上記の実施の形態1〜3では、点灯パルス制御信号Scがオン指令の状態においてPWM信号発生器104から出力されるPWM信号のデューティ比を制御することでスイッチング電源回路4の出力電気量を制御するようにしたが、一般的に準共振型と呼ばれるようなスイッチングコンバータ方式においては、繰返し周期中に共振期間を含み、導通・非導通の繰返し周期は入出力電圧など諸条件によって異なる。したがって、このようなものでは、デューティ比で出力電気量を制御するというよりも、スイッチング素子41の導通時間で出力電気量を制御する、と考えた方が適切であり、このような場合にも本発明を適用することが可能である。その際には、デューティ比を最大にするとは、導通時間を最大にすると、またデューティ比をゼロにするとは導通時間をゼロにすると読み替えることができる。   In the first to third embodiments, the output electric quantity of the switching power supply circuit 4 is controlled by controlling the duty ratio of the PWM signal output from the PWM signal generator 104 when the lighting pulse control signal Sc is in the ON command state. However, in the switching converter system generally called a quasi-resonant type, the repetition period includes a resonance period, and the repetition period of conduction / non-conduction varies depending on various conditions such as input / output voltage. Therefore, in such a case, it is more appropriate to consider that the output electricity quantity is controlled by the conduction time of the switching element 41 rather than controlling the output electricity quantity by the duty ratio. The present invention can be applied. In this case, the maximum duty ratio can be read as the maximum conduction time, and the zero duty ratio can be read as the conduction time is zero.

また、上記の実施の形態1〜3において、PI制御器102をDSPやロジック回路などのデジタル回路で構成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、PI制御器102として、演算増幅器を用いた比例積分器を用いるとともに、この比例積分器の入力側にアナログスイッチを設け、前の電流フィードバック制御期間T2から次の電流フィードバック制御期間T2に移行するまでの期間Txに与えられるホールド信号Shoによってアナログスイッチをオフにする構成を採用することも可能である。その際、演算増幅器の入力インピーダンスが十分に高ければ、積分コンデンサの電荷は保持され、したがって、上記の期間Txにわたって積分項を保持することができる。   In the first to third embodiments, the case where the PI controller 102 is configured by a digital circuit such as a DSP or a logic circuit has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, PI control A proportional integrator using an operational amplifier is used as the unit 102, an analog switch is provided on the input side of the proportional integrator, and a period from the previous current feedback control period T2 to the transition to the next current feedback control period T2 It is also possible to adopt a configuration in which the analog switch is turned off by the hold signal Sho given to Tx. At this time, if the input impedance of the operational amplifier is sufficiently high, the charge of the integrating capacitor is held, and therefore, the integral term can be held over the period Tx.

また、上記の実施の形態1〜3では、制御回路10を論理回路を組み合わせたハードウェアによって構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば所定の制御プログラムをマイクロコンピュータにインストールするなどしてソフトウェアによって構成することも可能である。   In the first to third embodiments, the control circuit 10 is configured by hardware combining logic circuits. However, the present invention is not limited to this. For example, a predetermined control program is installed in the microcomputer. It is also possible to configure by software.

上記の実施の形態1〜3の発光素子点灯制御装置1は、車両用前照灯などにおいて点灯パルス制御により発光素子としてのLED3を減光点灯する場合を前提としているが、これに限らず、LD(レーザダイオード)を発光素子として表示装置に用いる場合に、このLDを調光点灯制御する場合にも本発明を適用することが可能である。   The light-emitting element lighting control device 1 of the above-described first to third embodiments is based on the premise that the LED 3 as the light-emitting element is dimmed by lighting pulse control in a vehicle headlamp or the like. In the case where an LD (laser diode) is used as a light emitting element in a display device, the present invention can also be applied to the case where the LD is controlled by dimming.

1 発光素子点灯制御装置、3 LED(発光素子)、4 スイッチング電源回路、
41 スイッチング素子、5 電流検出器(第1の電流検出器)、
6 電流検出器(第2の電流検出器)、7 ローパスフィルタ、
10 制御回路(制御手段)、102 PI制御器(比例積分手段)、
112 ピークホールド回路(最大値検出手段)、113 S/H回路、
114 減算器、115 PI制御器、Iout 点灯パルス電流、
Id,Id1,Id2 電流検出値、Io 目標電流値、Ish 電流閾値、
Sc 点灯パルス制御信号、Sg 駆動信号、
T1 デューティ比最大期間(第1の期間)、
T2 電流フィードバック制御期間(第2の期間)、
T3 デューティ比ゼロ期間(第3の期間)。
1 light emitting element lighting control device, 3 LED (light emitting element), 4 switching power supply circuit,
41 switching element, 5 current detector (first current detector),
6 Current detector (second current detector), 7 Low-pass filter,
10 control circuit (control means), 102 PI controller (proportional integration means),
112 peak hold circuit (maximum value detection means), 113 S / H circuit,
114 subtractor, 115 PI controller, Iout lighting pulse current,
Id, Id1, Id2 current detection value, Io target current value, Ish current threshold value,
Sc lighting pulse control signal, Sg drive signal,
T1 duty ratio maximum period (first period),
T2 current feedback control period (second period),
T3 Duty ratio zero period (third period).

Claims (5)

発光素子に対するオン指令とオフ指令とを周期的に繰り返す点灯パルス制御信号に基づいて上記発光素子に点灯パルス電流を流して当該発光素子を減光点灯する発光素子点灯制御装置であって、
スイッチング素子を駆動する駆動信号のデューティ比または1周期中の導通時間によって点灯パルス電流が制御されるスイッチング電源回路と、このスイッチング電源回路から出力される点灯パルス電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段による電流検出値に応じて上記点灯パルス制御信号のオン指令の期間中に上記スイッチング素子に加わる上記駆動信号のデューティ比または上記導通時間を変化させて上記点灯パルス電流を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記点灯パルス制御信号がオフ指令からオン指令の状態になってから上記電流検出手段による電流検出値が所定の電流閾値を超えるまでの第1の期間T1は、上記駆動信号の上記デューティ比または上記導通時間を最大値とし、上記第1の期間T1の経過後、上記点灯パルス制御信号がオフ指令の状態になるまでの第2の期間T2は、上記電流検出値が所定の目標電流値に漸近するように上記駆動信号のデューティ比または上記導通時間をフィードバック制御し、上記点灯パルス制御信号がオフ指令の状態である第3の期間T3は、上記駆動信号の上記デューティ比または上記導通時間をゼロとするものである、ことを特徴とする発光素子点灯制御装置。
A light emitting element lighting control device for dimming lighting the light emitting element by passing a lighting pulse current to the light emitting element based on a lighting pulse control signal that periodically repeats an on command and an off command for the light emitting element,
A switching power supply circuit in which the lighting pulse current is controlled by the duty ratio of the drive signal for driving the switching element or the conduction time in one cycle, current detection means for detecting the lighting pulse current output from the switching power supply circuit, and Control means for controlling the lighting pulse current by changing the duty ratio or the conduction time of the drive signal applied to the switching element during the ON command period of the lighting pulse control signal according to the current detection value by the current detection means And
In the first period T1 from when the lighting pulse control signal changes from the off command to the on command, the current detection value by the current detection unit exceeds a predetermined current threshold value. The duty ratio or the conduction time is set to the maximum value, and after the elapse of the first period T1, the current detection value is a predetermined value during a second period T2 until the lighting pulse control signal is in the off command state. The duty ratio of the drive signal or the conduction time is feedback-controlled so as to approach the target current value, and the third period T3 in which the lighting pulse control signal is in the off command state is the duty ratio of the drive signal or A light emitting element lighting control device characterized in that the conduction time is zero.
上記制御手段は、上記フィードバック制御のループ内に比例積分手段を含み、この比例積分手段は、上記第2の期間T2の最後の時点から次の周期における上記第2の期間T2の最初の時点まで積分項を保持するものである、ことを特徴とする請求項1記載の発光素子点灯装置。 The control means includes proportional integration means in the feedback control loop, and the proportional integration means is from the last time of the second period T2 to the first time of the second period T2 in the next cycle. The light-emitting element lighting device according to claim 1, wherein the light-emitting element lighting device holds an integral term. 上記電流閾値と上記目標電流値は、予め定められた同一の値である、ことを特徴とする請求項1または2に記載の発光素子点灯制御装置。 The light emitting element lighting control device according to claim 1, wherein the current threshold value and the target current value are the same predetermined value. 上記制御手段は、上記電流検出値のピーク値を検出するピーク値検出手段と、当該ピーク値が上記目標電流値に漸近するように上記電流閾値をフィードバック制御する電流閾値制御手段と、を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発光素子点灯制御装置。 The control means includes a peak value detection means for detecting a peak value of the current detection value, and a current threshold control means for feedback-controlling the current threshold so that the peak value gradually approaches the target current value. The light-emitting element lighting control device according to claim 1 or 2. 上記スイッチング電源回路の出力側と発光素子との間にはローパスフィルタが接続されるとともに、上記電流検出器を第1の電流検出器としたとき、これに加えて上記ローパスフィルタを通過した後の点灯パルス電流を検出する第2の電流検出手段を備え、かつ、上記制御手段は、上記第2の期間T2では、上記第1の電流検出器からの電流検出値に代えて、第2の電流検出手段による上記電流検出値が所定の目標電流値に漸近するように上記駆動信号のデューティ比または導通時間をフィードバック制御するものである、ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の発光素子点灯制御装置。 A low pass filter is connected between the output side of the switching power supply circuit and the light emitting element, and when the current detector is a first current detector, in addition to this, after passing through the low pass filter In the second period T2, the control means includes second current detection means for detecting a lighting pulse current, instead of the current detection value from the first current detector. 4. The feedback control of the duty ratio or conduction time of the drive signal so that the current detection value by the detection means gradually approaches a predetermined target current value. 2. The light-emitting element lighting control device according to item 1.
JP2009014974A 2009-01-27 2009-01-27 Light-emitting element lighting control device Active JP5190390B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009014974A JP5190390B2 (en) 2009-01-27 2009-01-27 Light-emitting element lighting control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009014974A JP5190390B2 (en) 2009-01-27 2009-01-27 Light-emitting element lighting control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010176853A JP2010176853A (en) 2010-08-12
JP5190390B2 true JP5190390B2 (en) 2013-04-24

Family

ID=42707608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009014974A Active JP5190390B2 (en) 2009-01-27 2009-01-27 Light-emitting element lighting control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5190390B2 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5533642B2 (en) * 2010-12-27 2014-06-25 Nkワークス株式会社 LED drive circuit
JP5741004B2 (en) * 2011-01-20 2015-07-01 株式会社村田製作所 Switching power supply device and LED lighting device
IN2012DE00358A (en) * 2011-03-07 2015-04-10 O2Micro Inc
JP5857214B2 (en) * 2011-09-21 2016-02-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 LED lighting device and lighting apparatus using the same
JP5957236B2 (en) * 2012-01-31 2016-07-27 ローム株式会社 Light emitting element driving device, light emitting device, vehicle
JP6008277B2 (en) * 2012-07-11 2016-10-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 Solid state light source lighting device, lighting fixture, lighting system
JP2014022067A (en) * 2012-07-12 2014-02-03 Panasonic Corp Lighting device and illuminating fixture
KR101664530B1 (en) * 2013-01-11 2016-10-11 단국대학교 산학협력단 Method of controlling power for increasing lifespan of led and apparatus thereof
WO2015011865A1 (en) * 2013-07-25 2015-01-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 Semiconductor light source drive device
CN110430637B (en) 2015-08-04 2022-03-01 株式会社小糸制作所 Lighting circuit for vehicle lamp and light source
JP2022021467A (en) * 2020-07-22 2022-02-03 スタンレー電気株式会社 Lighting control device, lighting device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003178893A (en) * 2001-12-07 2003-06-27 Yazaki Corp Power supply equipment for vehicle
JP4306657B2 (en) * 2004-10-14 2009-08-05 ソニー株式会社 Light emitting element driving device and display device
KR100638723B1 (en) * 2005-02-04 2006-10-30 삼성전기주식회사 LED array driving apparatus and backlight driving apparatus using the same
WO2007071033A1 (en) * 2005-12-20 2007-06-28 Tir Technology Lp Method and apparatus for controlling current supplied to electronic devices
TW200737066A (en) * 2006-03-22 2007-10-01 Beyond Innovation Tech Co Ltd Driving circuit with protection module for back light module
KR100679410B1 (en) * 2006-04-04 2007-02-06 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Device for driving light emitting diode
JP2008186668A (en) * 2007-01-29 2008-08-14 Sharp Corp Led drive circuit and video image display device using it

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010176853A (en) 2010-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5190390B2 (en) Light-emitting element lighting control device
KR100833247B1 (en) Driving apparatus for lighting light source
US10237938B2 (en) Drive circuit and vehicle lamp
JP5819313B2 (en) Electronic driver dimming control for large area solid state OLED using lamp pulse modulation
KR101284917B1 (en) Semiconductor light source apparatus and semiconductor light source control method
JP2008205357A (en) Light emitting apparatus
EP2519079B1 (en) Solid light-emitting element lighting device and illumination fixture using the same
JP2009277514A (en) Led dimming lighting device, illumination device for vehicle, and luminaire
US20240023216A1 (en) Led lighting circuit, temporal dimmer circuit and control method based on pwm
CN108934108A (en) Light-emitting actuating device, lamps apparatus for vehicle
JP7190451B2 (en) Method and apparatus for driving LEDs
JP5579804B2 (en) Load driving device and control method thereof
US9155150B2 (en) LED driver operating in different modes
US11172556B2 (en) Light emitting element drive device
JP2008047494A (en) Dimming control method, dimming control device and lighting system
JP2017050110A (en) Semiconductor light source driving device, control device and driving method for semiconductor light source driving device
JP2017084723A (en) Lighting device and illuminating fixture
CN112602378B (en) Lighting circuit and vehicle lamp
JP6287429B2 (en) LED lighting device
CA3070831C (en) A pwm dimming circuit with low stand-by power
US10485063B2 (en) Power supply circuit, and related lighting system and method for operating a power supply circuit
JP2011187460A (en) Lighting-up device for led dimming, vehicular lighting system, and lighting fixture
CN113228829B (en) Method for maintaining illuminance when switching input power in automotive lighting device
CN216626114U (en) Drive circuit and smart machine
JP7273356B2 (en) Lighting device and lighting device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111013

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121210

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130128

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160201

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5190390

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250