JP5225919B2 - Led駆動回路 - Google Patents

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本発明は、LEDを駆動するLED駆動回路に関し、より詳しくは、スイッチングレギュレータICを用いた定電流回路によるLED駆動回路に関する。
LEDは、様々な電子機器で用いられている。LED駆動回路は、様々な駆動回路があるが、スイッチングレギュレータICを用いた定電流回路によるものも用いられている(例えば、非特許文献1参照)。
図7に、従来の降圧型のスイッチングレギュレータICを用いたLED駆動回路の回路図を示す。従来の降圧型のスイッチングレギュレータICを用いたLED駆動回路1は、降圧型のスイッチングレギュレータIC2Aと、出力端子VOUTに接続されたLED10の電流を検出する抵抗回路3と、スイッチングレギュレータIC2Aの外付け素子であるスイッチングトランジスタ4とコイル5とダイオード6と容量7及び8とからなる。この回路の場合は、LED10の電流を端子VRET側で検出する構成を例に示した。
図8に、従来の昇圧型のスイッチングレギュレータICを用いて、電源電圧を降圧してLEDを駆動するLED駆動回路の回路図を示す。従来の昇圧型のスイッチングレギュレータICを用いたLED駆動回路1は、昇圧型のスイッチングレギュレータIC2Bと、出力端子VOUTに接続されたLED10の電流を検出する抵抗回路3と、スイッチングレギュレータIC2Bの外付け素子であるスイッチングトランジスタ4とコイル5とダイオード6と容量7及び8とからなる。この回路の場合は、LED10の電流を出力端子VOUT側で検出する構成を例に示した。
上述したようなLED駆動回路1は、以下のように動作してLEDを発光させる。
例えば図7のLED駆動回路1は、スイッチングレギュレータIC2Aがスイッチングトランジスタ4のオンオフを制御して、コイル5に発生した電流を、出力端子VOUTからLED10に流す。この出力端子VOUTの出力電流は、抵抗回路3に流れることによって電圧を発生する。この出力電流に比例した電圧は、スイッチングレギュレータIC2AのFB端子に入力される。スイッチングレギュレータIC2Aは、この電圧が一定になるようにスイッチングトランジスタ4のオンオフを制御する。従って、LED10は一定の輝度で発光する。
図8のLED駆動回路1も、同様の動作をしてLED10を一定の輝度で発光させる。
Dhananjay V Gadre、"白色LEDの出力を光フィードバック回路で安定化"、[online]、EDNJapanNews2008年02月号、[2008年2月8日検索]、インターネット(URL: http://www.ednjapan.com/issue/2008/02/u3eqp3000001m7dx.html)
LED駆動回路は市場において、商用交流電源を直接整流した電源、例えばAC100Vから変換したDC100Vの電源で駆動したい、という要求がある。
しかしながら上述のLED駆動回路1は、電源電圧がスイッチングレギュレータICの電源端子Vddに直接印加されるような回路構成となっている。従って、従来のLED駆動回路1では、ICの耐圧以上の電源電圧でLED10を駆動することは出来ない。例えば、電源電圧100Vで駆動する回路の場合、耐圧5VのスイッチングレギュレータICを使用することは出来ない。この場合は、耐圧の高いスイッチングレギュレータICを使用するか、電源電圧を降圧することになる。前者はスイッチングレギュレータICが高価であり、後者は電力効率が悪くなる、という課題がある。
本発明は、以上のような課題を解決するために考案されたものであり、スイッチングレギュレータICの耐圧を超える電源電圧であっても、電力効率を損なうことなくLEDを駆動することが出来るようにするものである。
従来の課題を解決するために、本発明のスイッチングレギュレータICを用いたLED駆動回路は以下のような構成とした。
電源電圧をスイッチングレギュレータICの動作電圧にクランプする電圧クランプ回路と、LEDに流れる電流を検出し、スイッチングレギュレータICの動作電圧の範囲内の電圧に変換した電圧を出力する電流検出回路と、を備えたことを特徴とするLED駆動回路とした。
本発明のLED駆動回路は、上述のような構成とすることで、電源の電圧が100Vであったとしても、電圧クランプ回路によってスイッチングレギュレータICの動作電圧の範囲内の電圧にでき、電流検出回路の出力する電圧をスイッチングレギュレータICの動作電圧の範囲内の電圧にできる。従って、LED駆動回路は耐圧の低いスイッチングレギュレータICを用いることが出来るので、低コストで構成することが出来る、という効果がある。
第1の実施形態の降圧型のスイッチングレギュレータICを用いたLED駆動回路の回路図である。 第1の実施形態の図1のLED駆動回路に用いられる電流検出回路の、一例を示した回路図である。 第1の実施形態の降圧型のスイッチングレギュレータICを用いたLED駆動回路の具体例を示した回路図である。 第2の実施形態の昇圧型のスイッチングレギュレータICを用いたLED駆動回路の回路図である。 第2の実施形態の図4のLED駆動回路に用いられる電流検出回路の、一例を示した回路図である。 第2の実施形態の昇圧型のスイッチングレギュレータICを用いたLED駆動回路の具体例を示した回路図である。 従来の降圧型のスイッチングレギュレータICを用いたLED駆動回路の回路図である。 従来の昇圧型のスイッチングレギュレータICを用いたLED駆動回路の回路図である。
図1は、本実施形態の降圧型のスイッチングレギュレータICを用いたLED駆動回路の回路図である。
本実施形態のLED駆動回路1は、電源9と、降圧型のスイッチングレギュレータIC2Aと、スイッチングレギュレータIC2Aの外付け素子であるコイル5とダイオード6とコンデンサ7及び8と、スイッチングトランジスタ4と、LED10と、電圧クランプ回路11と、電流検出回路13Aとを備えている。
電源9は、電源入力端子Vin及びGNDの間に接続されている。スイッチングレギュレータIC2Aは、電源端子Vddが電源入力端子Vinと接続し、電源端子Vssが電圧クランプ回路11の出力端子と接続し、出力端子EXTがスイッチングトランジスタ4のゲートと接続し、FB端子が電流検出回路13Aの出力端子と接続している。スイッチングトランジスタ4とコイル5は、電源入力端子Vinと出力端子VOUTの間に直列に接続されている。LED10は、出力端子VOUTと端子VRETの間に接続されている。電流検出回路13Aは、端子VRETと電源入力端子GNDの間に接続されている。電圧クランプ回路11は、電源入力端子Vin及びGNDの間に接続されている。
スイッチングレギュレータIC2A及び外付け素子は、出力端子VOUTの出力電流に基づいたフィードバック電圧をFB端子に入力し、LED10に流れる電流が一定になるようにスイッチングトランジスタ4を制御する。電圧クランプ回路11は、スイッチングレギュレータIC2Aの電源端子VddとVssの間にかかる電圧をクランプする。すなわち、電源端子VddとVssの間には、ツェナーダイオードによるクランプ電圧しか印加されない。電流検出回路13Aは、ツェナーダイオードによるクランプ電圧で動作するスイッチングレギュレータIC2AのFB端子に、出力電流を制御するための電圧を入力するための機能を有する。
電圧クランプ回路11は、LED駆動回路1の電源9の電源入力端子VinとGND間に直列に接続したツェナーダイオードと抵抗を備えている。例えば、電源9の電圧が100Vで、スイッチングレギュレータIC2Aの動作電圧が5Vであるとする。図1の電圧クランプ回路11の場合、スイッチングレギュレータIC2Aの電源端子Vddには100Vが入力されているが、電源端子Vssには電圧クランプ回路11によってクランプされた電圧95Vが入力される。すなわち、スイッチングレギュレータIC2Aの電源端子VddとVss間には、電圧5Vが掛かることになる。従って、電源電圧が100Vであっても、動作電圧5VのスイッチングレギュレータIC2Aを用いてLED駆動回路1を構成することが出来る。
ここで、電流検出回路13Aは、LED10に流れた電流が戻ってくる端子VRETと電源入力端子GNDの間に設けられている。スイッチングレギュレータIC2Aは電源入力端子Vinの電圧を基準に動作しているので、電流検出回路13AはLED10に流れる電流を検出し、電源入力端子Vinの電圧を基準とした電圧に変換して出力する。
図2に、図1のLED駆動回路に用いられる電流検出回路の一例を示す。電流検出回路13Aは、電流検出抵抗21と、電流検出抵抗21の両端にエミッタとベースが接続されたNPN型のバイポーラトランジスタ22Aと、バイポーラトランジスタ22Aのコレクタと電源入力端子Vinの間に接続された抵抗23を備える。
電流検出回路13Aをこのように構成すると、バイポーラトランジスタ22Aのコレクタとエミッタの間に高い電源電圧が掛かるように出来る。従って、電流検出回路13Aは、出力する電圧を、100Vを基準として、スイッチングレギュレータIC2Aの動作電圧の範囲内の電圧に変換して出力することが出来る。
図3に、本実施形態の、降圧型のスイッチングレギュレータIC2Aを用いた、LED駆動回路1の具体例を示す。図3の電流検出回路13Aは、図2の電流検出回路13Aをより具体的に記載した例である。図3の電流検出回路13Aは、バイアス回路24と電圧設定回路25を有している。バイアス回路24は、ダイオードと抵抗を備え、バイポーラトランジスタ22Aのベースにバイアス電圧を与える。電圧設定回路25は、ダイオードと抵抗を備えている。ダイオードは、アノード端子が電源端子Vssに接続され、電流検出回路13Aの出力する電圧の電圧範囲を正確に設定する機能を有する。
LED駆動回路1は、このような構成とすることで、電源9の電圧が100Vであったとしても、電圧クランプ回路11によってスイッチングレギュレータIC2Aの動作電圧の範囲内の電圧にできる。また、電流検出回路13Aの出力する電圧をスイッチングレギュレータIC2Aの動作電圧の範囲内の電圧にできる。従って、LED駆動回路1は耐圧の低いスイッチングレギュレータIC2Aを用いることが出来るので、低コストで構成することが出来る。
図4は、本実施形態の昇圧型のスイッチングレギュレータICを用いたLED駆動回路の回路図である。
本実施形態のLED駆動回路1は、電源9と、昇圧型のスイッチングレギュレータIC2Bと、スイッチングレギュレータIC2Bの外付け素子であるコイル5とダイオード6とコンデンサ7及び8と、スイッチングトランジスタ4と、LED10と、電圧クランプ回路11と、電流検出回路13Bとを備えている。
電源9は、電源入力端子Vin及びGNDの間に接続されている。スイッチングレギュレータIC2Bは、電源端子Vddが電圧クランプ回路11の出力端子と接続し、電源端子Vssが電源入力端子GNDと接続し、出力端子EXTがスイッチングトランジスタ4のゲートと接続し、FB端子が電流検出回路13Bの出力端子と接続している。ダイオード6とスイッチングトランジスタ4は、電源入力端子Vin及びGNDの間に直列に接続されている。電流検出回路13Bは、電源入力端子Vinと出力端子VOUTの間に接続されている。LED10は、出力端子VOUTと端子VRETの間に接続されている。コイル5は、スイッチングトランジスタ4とダイオード6の接続点と端子VRETの間に接続されている。電圧クランプ回路11は、電源入力端子Vin及びGNDの間に接続されている。
スイッチングレギュレータIC2B及び外付け素子は、出力端子VOUTの出力電流に基づいたフィードバック電圧をFB端子に入力し、LED10に流れる電流が一定になるようにスイッチングトランジスタ4を制御する。電圧クランプ回路11は、スイッチングレギュレータIC2Bの電源端子VddとVssの間にかかる電圧をクランプする。すなわち、電源端子VddとVssの間には、ツェナーダイオードによるクランプ電圧しか印加されない。電流検出回路13Bは、ツェナーダイオードによるクランプ電圧で動作するスイッチングレギュレータIC2BのFB端子に、出力電流を制御するための電圧を入力するための機能を有する。
電圧クランプ回路11は、LED駆動回路1の電源入力端子VinとGND間に直列に接続した抵抗とツェナーダイオードを備えている。例えば、電源9の電圧が100Vで、スイッチングレギュレータIC2Bの動作電圧が5Vであるとする。図4の電圧クランプ回路11の場合、スイッチングレギュレータIC2Bの電源端子Vssには0Vが入力されているが、電源端子Vddには電圧クランプ回路11によってクランプされた電圧5Vが入力される。すなわち、スイッチングレギュレータIC2Bの電源端子VddとVss間には、電圧5Vが掛かることになる。従って、電源電圧が100Vであっても、動作電圧5VのスイッチングレギュレータIC2Bを用いてLED駆動回路1を構成することが出来る。
ここで、電流検出回路13Bは、電源入力端子VinとLED10に電流を出力する出力端子VOUTの間に設けられている。スイッチングレギュレータIC2Bは電源入力端子GNDの電圧を基準に動作しているので、電流検出回路13BはLED10に流れる電流を検出し、電源入力端子GNDの電圧を基準とした電圧に変換して出力する。
図5に、図4のLED駆動回路に用いられる電流検出回路13Bの一例を示す。電流検出回路13Bは、電流検出抵抗21と、電流検出抵抗21の両端にエミッタとベースが接続されたPNP型のバイポーラトランジスタ22Bと、バイポーラトランジスタ22Bのコレクタと電源入力端子GNDの間に接続された抵抗23を備える。
電流検出回路13Bをこのように構成すると、バイポーラトランジスタ22Bのコレクタとエミッタの間に高い電源電圧が掛かるように出来る。従って、電流検出回路13Bは、出力する電圧を、0Vを基準として、スイッチングレギュレータIC2Bの動作電圧の範囲内の電圧に変換して出力することが出来る。
図6に、本実施形態の、昇圧型のスイッチングレギュレータIC2Bを用いた、LED駆動回路1の具体例を示す。図6の電流検出回路13Bは、図5の電流検出回路13Bをより具体的に記載した例である。図6の電流検出回路13Bは、バイアス回路24と電圧設定回路25を有している。バイアス回路24は、ダイオードと抵抗を備え、バイポーラトランジスタ22Bのベースにバイアス電圧を与える。電圧設定回路25は、ダイオードと抵抗を備えている。ダイオードは、カソード端子が電源端子Vddに接続され、電流検出回路13Bの出力する電圧の電圧範囲を正確に設定する機能を有する。
LED駆動回路1は、このような構成とすることで、電源9の電圧が100Vであったとしても、電圧クランプ回路11によってスイッチングレギュレータIC2Bの動作電圧の範囲内の電圧にできる。また、電流検出回路13Bの出力する電圧をスイッチングレギュレータIC2Bの動作電圧の範囲内の電圧にできる。従って、LED駆動回路1は耐圧の低いスイッチングレギュレータIC2Bを用いることが出来るので、低コストで構成することが出来る。
なお、実施例1において、電流検出抵抗21を電源入力端子GNDと端子VRETの間に設けた例を示したが、実施例2のように電源入力端子Vinと出力端子VOUTの間に設けた構成でも同様の効果を得られる。その場合は、電流検出回路13Aを実施例2の構成とすればよい。また、実施例2において、電流検出抵抗21を電源入力端子GNDと端子VRETの間に設けても、同様である。
1 LED駆動回路
2A、2B スイッチングレギュレータIC
10 LED
13A、13B 電流検出回路
23 電圧設定回路
24 バイアス回路

Claims (2)

  1. 電源入力端子に入力される電源電圧よりも耐圧の低いスイッチングレギュレータICを有し、前記スイッチングレギュレータICによって制御される出力電流でLEDを駆動するLED駆動回路であって、
    前記電源電圧を前記スイッチングレギュレータICの動作電圧にクランプする電圧クランプ回路と、
    前記LEDに流れる電流を検出し、前記スイッチングレギュレータICの動作電圧の範囲内の電圧に変換した電圧を出力する電流検出回路と、を備え
    前記スイッチングレギュレータICは、一方の電源端子を同極の前記電源入力端子に接続され、他方の電源端子を前記電圧クランプ回路の出力端子に接続され、フィードバック電圧入力端子を前記電流検出回路の出力端子と接続され
    前記電流検出回路は、電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗の両端にベースとエミッタを接続したバイポーラトランジスタと、前記バイポーラトランジスタのコレクタに接続した電圧設定回路と、前記バイポーラトランジスタのベースに接続したバイアス回路とを備えた
    ことを特徴とするLED駆動回路。
  2. 前記電圧設定回路は、
    前記電圧設定回路の出力端子と前記バイポーラトランジスタのコレクタの間に直列に接続した第1抵抗及び第2抵抗と、
    前記第1抵抗及び第2抵抗の接続端子と前記電圧クランプ回路の出力端子の間に接続されたダイオードと、を備えた
    ことを特徴とする請求項1に記載のLED駆動回路。
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JPH1168161A (ja) * 1997-08-15 1999-03-09 Digital Electron Corp 発光装置
JP2004330819A (ja) * 2003-05-01 2004-11-25 Koito Mfg Co Ltd 車両用灯具
JP4601558B2 (ja) * 2006-02-03 2010-12-22 株式会社小糸製作所 車両用発光装置

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