JP5660490B2

JP5660490B2 - Load drive device

Info

Publication number: JP5660490B2
Application number: JP2010171994A
Authority: JP
Inventors: 高通北野
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: JP2012034493A

Description

本発明は、負荷駆動装置に関し、特に、パルス幅変調モジュールを内蔵するマイクロコンピュータを含む制御回路部を備えた負荷駆動装置に関する。 The present invention relates to a load driving device, and more particularly to a load driving device including a control circuit unit including a microcomputer incorporating a pulse width modulation module.

従来、モータまたは発光ダイオード等の負荷を駆動する負荷駆動装置において、図８に示すような、２つのパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール（ＰＷＭ１モジュール、ＰＷＭ２モジュール）を内蔵するマイクロコンピュータ（以下、マイコンともいう）を含む制御回路が用いられる場合がある（例えば、特許文献１参照）。このような負荷駆動装置は、通常、マイコンに内蔵された２つのＰＷＭモジュール（ＰＷＭ１モジュール、ＰＷＭ２モジュール）によって、図９に示すような異なる２つのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号ＰＷＭ１、ＰＷＭ２をそれぞれ個別に発生させ、それによって負荷を駆動制御するものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a load driving device for driving a load such as a motor or a light emitting diode, a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) incorporating two pulse width modulation (PWM) modules (PWM1 module and PWM2 module) as shown in FIG. (For example, refer to Patent Document 1). In such a load driving device, normally, two different pulse width modulation (PWM) signals PWM1 and PWM2 as shown in FIG. 9 are individually provided by two PWM modules (PWM1 module and PWM2 module) built in the microcomputer. The load is driven and controlled thereby.

特開２００８−３０４３２６号公報JP 2008-304326 A

しかしながら、上述したようなマイコンは、内蔵するＰＷＭモジュール数が多い程高価なものとなるため、そのようなマイコンを含む制御回路を用いた負荷駆動装置のコストが増大するという問題があった。 However, since the microcomputer as described above becomes more expensive as the number of built-in PWM modules increases, there is a problem that the cost of the load driving device using the control circuit including such a microcomputer increases.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、１つのＰＷＭモジュールを内蔵するマイコンを用いて、２つの異なるＰＷＭ信号に基づいて負荷を駆動制御する負荷駆動装置を安価に提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a low-cost load driving device that drives and controls a load based on two different PWM signals using a microcomputer incorporating a single PWM module. Objective.

以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。 The following aspects of the present invention exemplify the configuration of the present invention, and will be described separately for easy understanding of various configurations of the present invention. Each section does not limit the technical scope of the present invention, and some of the components of each section are replaced, deleted, or further, while referring to the best mode for carrying out the invention. Those to which the above components are added can also be included in the technical scope of the present invention.

（１）駆動回路部と、該駆動回路部に制御信号を出力する制御回路部とを備え、前記駆動回路部によって負荷を駆動制御する負荷駆動装置において、前記制御回路部は、１つのパルス幅変調モジュールを内蔵するマイクロコンピュータを含み、前記パルス幅変調モジュールは、ＰＷＭマスター信号を出力するＰＷＭマスター信号出力端子と、前記ＰＷＭマスター信号と同周期かつ同デューティ比の信号であるかまたは相補的な信号であるＰＷＭスレーブ信号を出力するＰＷＭスレーブ信号出力端子とを備えており、前記制御回路部は、前記パルス幅変調モジュールの前記ＰＷＭマスター信号出力端子と接続される第１のスイッチング素子と、前記パルス幅変調モジュールの前記ＰＷＭスレーブ信号出力端子に接続され、前記ＰＷＭスレーブ信号をオン／オフ制御する第１のスイッチとを備え、前記ＰＷＭマスター信号とは周期およびデューティ比が異なるＰＷＭ信号を発生させることを特徴とする負荷駆動装置（請求項１）。 (1) In a load driving device that includes a drive circuit unit and a control circuit unit that outputs a control signal to the drive circuit unit, and controls the drive of the load by the drive circuit unit, the control circuit unit has one pulse width Including a microcomputer incorporating a modulation module, wherein the pulse width modulation module is a PWM master signal output terminal for outputting a PWM master signal, and a signal having the same period and duty ratio as the PWM master signal, or complementary A PWM slave signal output terminal that outputs a PWM slave signal that is a signal, and the control circuit unit includes a first switching element connected to the PWM master signal output terminal of the pulse width modulation module, is connected to the PWM slave signal output terminal of the pulse width modulation module, before Symbol PWM slave Shin The a first switch for turning on / off control, a load driving apparatus period and duty ratio and the PWM master signal is characterized by generating a different PWM signal (claim 1).

（２）（１）項に記載の負荷駆動装置において、前記制御回路部は、第２のスイッチング素子と、前記マイクロコンピュータに内蔵され、それぞれハイ／ロウ信号を出力可能な複数のデジタル信号出力端子を有するＩ／Ｏモジュールとをさらに備えており、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子はバイポーラ型トランジスタであり、前記第１のスイッチング素子のコレクタ端子と前記ＰＷＭマスター信号出力端子とが接続され、前記第１のスイッチング素子のベース端子と前記Ｉ／Ｏモジュールの第１のデジタル信号出力端子とが接続されるとともに、前記第２のスイッチング素子のコレクタ端子に駆動電圧が入力され、前記第２のスイッチング素子のベース端子を、前記第１のスイッチを介して前記ＰＷＭスレーブ信号出力端子と接続するか、あるいは、第２のスイッチを介して前記Ｉ／Ｏモジュールの第２のデジタル信号出力端子と接続するかを選択可能な如く構成したことを特徴とする負荷駆動装置（請求項２）。 (2) In the load driving device according to item (1), the control circuit unit is built in the second switching element and the microcomputer, and a plurality of digital signal output terminals capable of outputting high / low signals, respectively. The first switching element and the second switching element are bipolar transistors, and the collector terminal of the first switching element, the PWM master signal output terminal, Are connected, a base terminal of the first switching element and a first digital signal output terminal of the I / O module are connected, and a drive voltage is input to a collector terminal of the second switching element, The base terminal of the second switching element is connected to the PWM slave signal via the first switch. Be connected to the output terminal, or the second load driving device through the switch, characterized in that the selectable as constituting or connected to the second digital signal output terminals of the I / O modules (according Item 2).

（３）駆動回路部と、該駆動回路部に制御信号を出力する制御回路部とを備え、前記駆動回路部によって負荷を駆動制御する負荷駆動装置において、前記制御回路部は、１つのパルス幅変調モジュールを内蔵するマイクロコンピュータを含み、前記パルス幅変調モジュールは、ＰＷＭマスター信号を出力するＰＷＭマスター信号出力端子と、前記ＰＷＭマスター信号と同周期かつ同デューティ比の信号であるかまたは相補的な信号であるＰＷＭスレーブ信号を出力するＰＷＭスレーブ信号出力端子とを備えており、前記制御回路部は、前記パルス幅変調モジュールの前記ＰＷＭマスター信号出力端子と接続される第１のスイッチング素子と、前記パルス幅変調モジュールの前記ＰＷＭスレーブ信号出力端子に接続され、前記ＰＷＭマスター信号および前記ＰＷＭスレーブ信号をオン／オフ制御する第１のスイッチとを備え、前記ＰＷＭマスター信号とは周期およびデューティ比が異なるＰＷＭ信号を発生させることを特徴とする負荷駆動装置（請求項３）。
（４）（３）項に記載の負荷駆動装置において、前記第１のスイッチング素子はバイポーラ型トランジスタであり、前記第１のスイッチング素子のコレクタ端子と前記ＰＷＭマスター信号出力端子とが接続され、前記第１のスイッチング素子のベース端子と前記ＰＷＭスレーブ信号出力端子とが前記第１のスイッチを介して接続されていることを特徴とする負荷駆動装置（請求項４）。 (3) In a load driving device that includes a drive circuit unit and a control circuit unit that outputs a control signal to the drive circuit unit, and controls the drive of the load by the drive circuit unit, the control circuit unit has one pulse width Including a microcomputer incorporating a modulation module, wherein the pulse width modulation module is a PWM master signal output terminal for outputting a PWM master signal, and a signal having the same period and duty ratio as the PWM master signal, or complementary A PWM slave signal output terminal that outputs a PWM slave signal that is a signal, and the control circuit unit includes a first switching element connected to the PWM master signal output terminal of the pulse width modulation module, The PWM master signal is connected to the PWM slave signal output terminal of the pulse width modulation module. And wherein a first switch for turning on / off control of the PWM slave signal, the load driving device period and duty ratio and the PWM master signal is characterized by generating a different PWM signal (claim 3).
(4) In the load driving device according to item (3), the first switching element is a bipolar transistor, and a collector terminal of the first switching element and the PWM master signal output terminal are connected, and A load driving device characterized in that a base terminal of a first switching element and the PWM slave signal output terminal are connected via the first switch (Claim 4).

本発明に係る負荷駆動装置は、その制御回路部を、ＰＷＭマスター信号とは位相およびデューティ比の一方または両方が異なるＰＷＭ信号を発生するように構成したため、１つのＰＷＭモジュールを内蔵するマイコンを含む制御回路部を、２つのＰＷＭモジュールを内蔵するマイコンを含む制御回路部と同等に動作させることが可能となり、異なる２つのＰＷＭ信号に基づいて負荷を駆動制御する負荷駆動装置を安価に提供することが可能となる。 The load driving device according to the present invention includes a microcomputer incorporating one PWM module because the control circuit unit is configured to generate a PWM signal having a phase and / or a duty ratio different from those of the PWM master signal. It is possible to operate a control circuit unit in the same manner as a control circuit unit including a microcomputer incorporating two PWM modules, and to provide a load driving device that drives and controls a load based on two different PWM signals at low cost. Is possible.

本発明の第１の実施形態における負荷駆動装置の制御回路部の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the control circuit part of the load drive device in the 1st Embodiment of this invention. 図１に示す制御回路部の動作を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the operation | movement of the control circuit part shown in FIG. 本発明の第１の実施形態における負荷駆動装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the load drive device in the 1st Embodiment of this invention. 図３に示す負荷駆動装置において、調光信号のデューティ比と光出力の関係を示すグラフである。4 is a graph showing a relationship between a duty ratio of a dimming signal and an optical output in the load driving device shown in FIG. 3. 図３に示す負荷駆動装置の要部の動作を示す波形図であり、（ａ）は、調光信号のデューティ比が規定値比以下の場合、（ｂ）は、調光信号のデューティ比が規定値以上の場合をそれぞれ示す図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing the operation of the main part of the load driving device shown in FIG. It is a figure which respectively shows the case where it is beyond a regulation value. 本発明の第２の実施形態における負荷駆動装置の制御回路部の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the control circuit part of the load drive device in the 2nd Embodiment of this invention. 図６に示す制御回路部の動作を示す波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram showing an operation of the control circuit unit shown in FIG. 6. 従来の、２つのＰＷＭモジュールを内蔵するマイクロコンピュータを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conventional microcomputer incorporating two PWM modules. 図８に示すマイクロコンピュータ出力されるＰＷＭ信号の例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the example of the PWM signal output by the microcomputer shown in FIG.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態における負荷駆動装置の制御回路部の基本構成を示す図である。図１に示す制御回路部１０ａは、マイクロコンピュータ（以下、マイコンともいう）１４と、第１のスイッチング素子Ｑ１とを備えており、マイコン１４は、１つのパルス幅変調モジュール（以下、ＰＷＭモジュールともいう）１２と、Ｉ／Ｏモジュール１３とを内蔵し、第１のスイッチング素子Ｑ１は、バイポーラ型トランジスタからなる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration of a control circuit unit of a load driving device according to a first embodiment of the present invention. 1 includes a microcomputer (hereinafter also referred to as a microcomputer) 14 and a first switching element Q1, and the microcomputer 14 includes one pulse width modulation module (hereinafter also referred to as a PWM module). 12) and the I / O module 13 are built in, and the first switching element Q1 is formed of a bipolar transistor.

ＰＷＭモジュール１２は、ＰＷＭマスター信号を出力するＰＷＭマスター信号出力端子ＰＷＭ１Ｈと、ＰＷＭスレーブ信号を出力するＰＷＭスレーブ信号出力端子ＰＷＭ１Ｌを有しており、ＰＷＭマスター信号出力端子ＰＷＭ１Ｈは、マイコン１４の第１の出力端子ＯＵＴ１に接続され、ＰＷＭスレーブ信号出力端子ＰＷＭ１Ｌは、第１のスイッチＳＷ１を介して、マイコン１４の第２の出力端子ＯＵＴ２に接続されている。また、Ｉ／Ｏモジュール１３は、第１、第２のデジタル信号出力端子Ｐｏｒｔ１、Ｐｏｒｔ２を有しており、第１のデジタル信号出力端子Ｐｏｒｔ１は、マイコン１４の第３の出力端子ＯＵＴ３に接続され、第２のデジタル信号出力端子Ｐｏｒｔ２は、第２のスイッチＳＷ２を介して、マイコン１４の第２の出力端子ＯＵＴ２に接続されている。 The PWM module 12 has a PWM master signal output terminal PWM1H that outputs a PWM master signal and a PWM slave signal output terminal PWM1L that outputs a PWM slave signal. The PWM master signal output terminal PWM1H is the first of the microcomputer 14. The PWM slave signal output terminal PWM1L is connected to the second output terminal OUT2 of the microcomputer 14 via the first switch SW1. The I / O module 13 has first and second digital signal output terminals Port1 and Port2. The first digital signal output terminal Port1 is connected to the third output terminal OUT3 of the microcomputer 14. The second digital signal output terminal Port2 is connected to the second output terminal OUT2 of the microcomputer 14 via the second switch SW2.

マイコン１４の第１の出力端子ＯＵＴ１は、第１のスイッチング素子Ｑ１のコレクタ端子に接続されて、制御回路部１０ａの第１の信号ラインＡを構成する。また、マイコン１４の第２の出力端子ＯＵＴ２は、それ自体で制御回路部１０ａの第２の信号ラインＢを構成し、マイコン１４の第３の出力端子ＯＵＴ３は、第１のスイッチング素子Ｑ１のベース端子に接続されている。 The first output terminal OUT1 of the microcomputer 14 is connected to the collector terminal of the first switching element Q1, and constitutes the first signal line A of the control circuit unit 10a. Further, the second output terminal OUT2 of the microcomputer 14 itself constitutes the second signal line B of the control circuit unit 10a, and the third output terminal OUT3 of the microcomputer 14 is the base of the first switching element Q1. Connected to the terminal.

ここで、マイコン１４は、中央演算処理部（ＣＰＵ）、内蔵のプログラムメモリ及びデータメモリ、タイマー等を備えた周知のマイクロコンピュータ（または、マイクロコントローラ）システムとして構成される。マイコン１４において、ＰＷＭモジュール１２は、例えば、専用のレジスタに所定の定数値を設定することによって、それらの定数値に応じた周期及びデューティ比を有するＰＷＭマスター信号ｍ及びＰＷＭスレーブ信号ｓを出力する。ここで、ＰＷＭスレーブ信号ｓは、ＰＷＭマスター信号ｍと同周期かつ同デューティ比の信号であるか、または、ＰＷＭマスター信号ｍとハイ／ロウの論理が反転した相補的な信号であり、マイコン１４は、ＰＷＭスレーブ信号ｓとしていずれの信号を出力するかを設定可能なものであってもよい。また、マイコン１４において、Ｉ／Ｏモジュール１３は、第１、第２のデジタル信号出力端子Ｐｏｒｔ１、Ｐｏｒｔ２の出力のハイ（Ｈｉｇｈ）／ロウ(Ｌｏｗ)のレベルを、ソフトウェアの制御に従って切替えることによって、所定のデジタル信号（ハイ／ロウ信号）Ｐ１、Ｐ２を出力するものである。 Here, the microcomputer 14 is configured as a known microcomputer (or microcontroller) system including a central processing unit (CPU), a built-in program memory and data memory, a timer, and the like. In the microcomputer 14, the PWM module 12 outputs a PWM master signal m and a PWM slave signal s having a period and a duty ratio corresponding to the constant values by setting predetermined constant values in a dedicated register, for example. . Here, the PWM slave signal s is a signal having the same cycle and the same duty ratio as the PWM master signal m, or a complementary signal in which the logic of high / low is inverted from the PWM master signal m. May be configured to set which signal is output as the PWM slave signal s. In the microcomputer 14, the I / O module 13 switches the high / low levels of the outputs of the first and second digital signal output terminals Port1 and Port2 in accordance with software control. Predetermined digital signals (high / low signals) P1 and P2 are output.

以上のように構成された制御回路部１０ａの動作について、図２を参照して説明する。尚、以下の説明において、ＰＷＭスレーブ信号ｓは、ＰＷＭマスター信号ｍと同一の信号である（すなわち、ＰＷＭマスター信号ｍと同周期かつ同デューティ比の信号が同位相で出力されている）ものとする。 The operation of the control circuit unit 10a configured as described above will be described with reference to FIG. In the following description, the PWM slave signal s is the same signal as the PWM master signal m (that is, a signal having the same cycle and the same duty ratio as that of the PWM master signal m is output in the same phase). To do.

図２（ａ）に示すように、制御回路部１０ａの第１の信号ラインＡに発生する信号は、Ｉ／Ｏモジュール１３の第１のデジタル信号出力端子Ｐｏｒｔ１から出力されるハイ／ロウ信号Ｐ１によって、次のように制御される。すなわち、ハイ／ロウ信号Ｐ１がロウレベルのとき、第１のスイッチング素子Ｑ１はオフとなり、制御回路部１０ａの第１の信号ラインＡには、ＰＷＭマスター信号ｍが発生する。一方、ハイ／ロウ信号Ｐ１がハイレベルのとき、第１のスイッチング素子Ｑ１はオンとなり、制御回路部１０ａの第１の信号ラインＡは、ロウレベルに固定される。 As shown in FIG. 2A, a signal generated on the first signal line A of the control circuit unit 10a is a high / low signal P1 output from the first digital signal output terminal Port1 of the I / O module 13. Is controlled as follows. That is, when the high / low signal P1 is at the low level, the first switching element Q1 is turned off, and the PWM master signal m is generated on the first signal line A of the control circuit unit 10a. On the other hand, when the high / low signal P1 is at the high level, the first switching element Q1 is turned on, and the first signal line A of the control circuit unit 10a is fixed at the low level.

制御回路部１０ａにおいて、その第２の信号ラインＢに発生する信号は、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１、第２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２のうちのいずれか一方のみをオンにすることによって、次のように選択される。すなわち、第１のスイッチＳＷ１をオンかつ第２のスイッチＳＷ２をオフとした場合、図２（ｂ）に示すように、制御回路部１０ａの第２の信号ラインＢには、ＰＷＭスレーブ信号ｓが発生する。また、第１のスイッチＳＷ１をオフかつ第２のスイッチＳＷ２をオンとした場合、図２（ｃ）に示すように、制御回路部１０ａの第２の信号ラインＢには、Ｉ／Ｏモジュール１３の第２のデジタル信号出力端子Ｐｏｒｔ２から出力されるハイ／ロウ信号Ｐ２が発生する。 In the control circuit unit 10a, the signal generated in the second signal line B is only one of the first and second switches SW1 and SW2, as shown in FIGS. By turning on, the following is selected: That is, when the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off, the PWM slave signal s is present on the second signal line B of the control circuit unit 10a as shown in FIG. Occur. When the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on, the second signal line B of the control circuit unit 10a is connected to the I / O module 13 as shown in FIG. The high / low signal P2 output from the second digital signal output terminal Port2 is generated.

この際、ハイ／ロウ信号Ｐ２の波形は、マイコン１４に組み込まれたソフトウェアの制御に従って任意の波形に設定することができ、例えば、ＰＷＭマスター信号ｍと同一の信号でも相補的な信号ではない、異なるＰＷＭ信号とすることができる。図２（ｃ）に示す例では、ハイ／ロウ信号Ｐ２は、ＰＷＭマスター信号ｍ（この例の場合、ＰＷＭスレーブ信号ｓと同一の信号）とは異なる周期及びデューティ比を有するＰＷＭ信号である。あるいは、ハイ／ロウ信号Ｐ２は、ＰＷＭモジュール１２のマスター信号ｍと、（同周期かつ同デューティ比であっても）、異なる位相を有するＰＷＭ信号となるように設定するものであってもよい。 At this time, the waveform of the high / low signal P2 can be set to an arbitrary waveform according to the control of the software incorporated in the microcomputer 14. For example, the same signal as the PWM master signal m is not a complementary signal. Different PWM signals can be used. In the example shown in FIG. 2C, the high / low signal P2 is a PWM signal having a different period and duty ratio from the PWM master signal m (in this example, the same signal as the PWM slave signal s). Alternatively, the high / low signal P2 may be set to be a PWM signal having a different phase from the master signal m of the PWM module 12 (even if it has the same cycle and the same duty ratio).

図３〜図５を参照して後述するように、制御回路部１０ａは、典型的には、次のような２つの動作状態を有する。第１の動作状態は、第１のスイッチＳＷ１をオンかつ第２のスイッチＳＷ２をオフにして第２の信号ラインＢにＰＷＭスレーブ信号ｓを発生させ、同時に、第１のスイッチング素子Ｑ１をオンにして、第１の信号ラインＡをロウレベルに固定した（言い換えれば、デューティ比が０％のＰＷＭ信号を発生させた）状態である。そして、第２の動作状態は、第１のスイッチング素子Ｑ１をオフにして第１の信号ラインＡにＰＷＭマスター信号ｍを発生させ、同時に、第１のスイッチＳＷ１をオフかつ第２のスイッチＳＷ２をオンにして、第２の信号ラインＢに、ハイ／ロウ信号Ｐ２からなるＰＷＭ信号を発生させた状態である。 As will be described later with reference to FIGS. 3 to 5, the control circuit unit 10 a typically has the following two operation states. In the first operation state, the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off to generate the PWM slave signal s on the second signal line B. At the same time, the first switching element Q1 is turned on. Thus, the first signal line A is fixed at a low level (in other words, a PWM signal having a duty ratio of 0% is generated). In the second operation state, the first switching element Q1 is turned off to generate the PWM master signal m on the first signal line A. At the same time, the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on. In this state, the PWM signal composed of the high / low signal P2 is generated on the second signal line B.

制御回路部１０ａによれば、例えば、上記第１、第２の動作状態のように、第１、第２の出力ラインＡ、Ｂの一方にＰＷＭマスター信号ｍ（または、それと同一のＰＷＭスレーブ信号ｓ）を発生させるとともに、他方に、ＰＷＭマスター信号ｍとは異なるＰＷＭ信号を発生させることにより、１つのＰＷＭモジュール１２を内蔵するマイコン１４を用いて、第１、第２の信号ラインＡ、Ｂに、互いに異なる２つのＰＷＭ信号を発生させることが可能となる。このように、制御回路部１０ａは、２つのＰＷＭモジュールを内蔵するマイコンと比較して安価な１つのＰＷＭモジュール１２を内蔵するマイコン１４を用いて、２つのＰＷＭモジュールを内蔵するマイコンを含む制御回路部と同等の動作を可能としたものである。 According to the control circuit unit 10a, for example, as in the first and second operation states, the PWM master signal m (or the same PWM slave signal) is output to one of the first and second output lines A and B. s) and, on the other hand, by generating a PWM signal different from the PWM master signal m, the first and second signal lines A and B can be obtained using the microcomputer 14 incorporating one PWM module 12. In addition, it is possible to generate two different PWM signals. As described above, the control circuit unit 10a uses the microcomputer 14 including one PWM module 12 which is cheaper than the microcomputer including two PWM modules, and includes a microcomputer including two PWM modules. The operation equivalent to that of the unit is made possible.

ここで、制御回路部１０ａにおいて、第１、第２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２は、任意の適切なハードウェアまたはソフトウェア、あるいはその組合せを用いてマイコン１４に実装することが可能である。例えば、マイコン１４は、第２の出力端子ＯＵＴ２の出力信号として、ＰＷＭスレーブ信号ｓまたはハイ／ロウ信号Ｐ２のいずれを出力するかを、ソフトウェアにより選択可能なように構成され、その選択によって実質的に第１、第２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン／オフ機能を実現するものであってもよい。
さらに、第１、第２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２は、マイコン１４に内蔵されるものではなく、任意の適切なスイッチ素子からなる第１、第２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２をマイコン１４に外付けし、そのオン／オフ制御をマイコン１４により実施するものであってもよい。 Here, in the control circuit unit 10a, the first and second switches SW1 and SW2 can be mounted on the microcomputer 14 using any appropriate hardware or software, or a combination thereof. For example, the microcomputer 14 is configured to be able to select by software whether to output the PWM slave signal s or the high / low signal P2 as the output signal of the second output terminal OUT2. In addition, an on / off function of the first and second switches SW1 and SW2 may be realized.
Further, the first and second switches SW1 and SW2 are not built in the microcomputer 14, but the first and second switches SW1 and SW2 made of any appropriate switch elements are externally attached to the microcomputer 14, The on / off control may be performed by the microcomputer 14.

次に、図３〜図５を用いて、本発明の第１の実施形態における負荷駆動装置について説明する。図３に示す負荷駆動装置１は、交流電源Ｖａｃに接続された力率改善（ＰＦＣ）回路部２１、ＰＦＣ回路部２１に接続された降圧コンバータ回路部２２を備え、降圧コンバータ回路部２２には、負荷である発光ダイオード（ＬＥＤ）２３が接続されており、交流電源Ｖａｃの交流入力電圧を所望の直流電圧に変換してＬＥＤ２３に印加することによって、ＬＥＤ２３を点灯駆動するＬＥＤ駆動装置である。そして、負荷駆動装置１は、降圧コンバータ回路部２２にＬＥＤ駆動信号を出力して、ＬＥＤ２３を駆動制御するＬＥＤドライバ（駆動回路部）２４、ＬＥＤドライバ２４に制御信号を出力する制御回路部１０ｂ、制御回路部１０ｂに調光信号を出力する調光信号生成部２５を備えている。 Next, the load driving apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The load driving device 1 shown in FIG. 3 includes a power factor correction (PFC) circuit unit 21 connected to an AC power supply Vac, and a step-down converter circuit unit 22 connected to the PFC circuit unit 21. The LED driving device is connected to a light emitting diode (LED) 23 that is a load, and converts the AC input voltage of the AC power supply Vac into a desired DC voltage and applies it to the LED 23 to drive the LED 23 to light. Then, the load driving device 1 outputs an LED drive signal to the step-down converter circuit unit 22, an LED driver (drive circuit unit) 24 that drives and controls the LED 23, and a control circuit unit 10 b that outputs a control signal to the LED driver 24, A dimming signal generation unit 25 that outputs a dimming signal to the control circuit unit 10b is provided.

負荷駆動装置１の制御回路部１０ｂは、その基本構成として図１に示す制御回路部１０ａ（以下、制御回路部１０ｂに含まれる制御回路部１０ａを基本構成部１０ａともいう）を含むとともに、さらに、バイポーラ型トランジスタからなる第２のスイッチング素子Ｑ２を備えている。第２のスイッチング素子Ｑ２のコレクタ端子には駆動電圧（図示の例では、５Ｖ）が入力され、ベース端子には基本構成部１０ａの第２の信号ラインＢが接続されている。また、第２のスイッチング素子Ｑ２のコレクターエミッタ間には、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１の並列回路と抵抗Ｒ１との直列回路が接続されている。 The control circuit unit 10b of the load driving device 1 includes a control circuit unit 10a shown in FIG. 1 as its basic configuration (hereinafter, the control circuit unit 10a included in the control circuit unit 10b is also referred to as a basic configuration unit 10a). A second switching element Q2 made of a bipolar transistor is provided. A drive voltage (5 V in the illustrated example) is input to the collector terminal of the second switching element Q2, and the second signal line B of the basic component 10a is connected to the base terminal. In addition, a series circuit of a resistor R2 and a parallel circuit of a capacitor C1 and a resistor R1 is connected between the collector and emitter of the second switching element Q2.

制御回路部１０ｂにおいて、基本構成部１０ａの第１の信号ラインＡに発生するＰＷＭ信号は、制御信号ａとしてＬＥＤドライバ２４に出力され、基本構成部１０ａの第２の信号ラインＢに発生するＰＷＭ信号は、制御回路部１０ｂ内で、第２のスイッチング素子Ｑ２のオン／オフ駆動に使用される。そして、制御回路部１０ｂでは、第３の信号ラインＣに発生するコンデンサＣ１の両端間電圧が、制御信号ｂとしてＬＥＤドライバ２４に出力される。 In the control circuit unit 10b, the PWM signal generated on the first signal line A of the basic configuration unit 10a is output to the LED driver 24 as the control signal a, and the PWM signal generated on the second signal line B of the basic configuration unit 10a. The signal is used for on / off driving of the second switching element Q2 in the control circuit unit 10b. In the control circuit unit 10b, the voltage across the capacitor C1 generated in the third signal line C is output to the LED driver 24 as the control signal b.

負荷駆動装置１は、調光信号生成部２５から制御回路部１０ｂに出力されるＰＷＭ信号からなる調光信号のデューティ比に応じてＬＥＤ２３の光出力（輝度）を調整するように構成されている。具体的には、図４に示すように、ＬＥＤ２３の光出力（輝度）は、調光信号のデューティ比が０％から所定の下限値までが最高出力に対応し、調光信号のデューティ比の所定の上限値から１００％までが最低出力に対応し、上記下限値から上限値までの範囲において、調光信号のデューティ比が増大する程低下するように制御される。 The load driving device 1 is configured to adjust the light output (luminance) of the LED 23 according to the duty ratio of the dimming signal composed of the PWM signal output from the dimming signal generation unit 25 to the control circuit unit 10b. . Specifically, as shown in FIG. 4, the light output (luminance) of the LED 23 corresponds to the maximum output when the duty ratio of the dimming signal is from 0% to a predetermined lower limit value. From the predetermined upper limit value to 100% corresponds to the minimum output, and in the range from the lower limit value to the upper limit value, the dimming signal is controlled to decrease as the duty ratio increases.

そして、負荷駆動装置１では、調光信号のデューティ比が規定値よりも小さい（所望のＬＥＤの輝度が比較的高い）場合、降圧コンバータ回路部２２からＬＥＤ２３に印加される駆動電圧（ひいては、ＬＥＤ２３に通電する駆動電流）の増減によりＬＥＤ２３の輝度を調整するＤＣ制御を実施し、調光信号のデューティ比が規定値よりも大きい（所望のＬＥＤの輝度が比較的低い）場合、ＤＣ制御のみによりＬＥＤ２３の輝度を抑制することが難しいため、ＬＥＤ２３を点滅させることによって平均輝度を調整するＰＷＭ制御をＤＣ制御と併用し、ＬＥＤ２３の輝度を調整する。 In the load driving device 1, when the duty ratio of the dimming signal is smaller than the specified value (the desired LED has a relatively high luminance), the drive voltage (and thus the LED 23) applied from the step-down converter circuit unit 22 to the LED 23. When the DC control for adjusting the luminance of the LED 23 is performed by increasing or decreasing the driving current energized to the LED, and the duty ratio of the dimming signal is larger than the specified value (the luminance of the desired LED is relatively low), only the DC control is performed. Since it is difficult to suppress the luminance of the LED 23, PWM control for adjusting the average luminance by blinking the LED 23 is used in combination with the DC control to adjust the luminance of the LED 23.

ＬＥＤ２３の上述したＤＣ制御及びＰＷＭ制御は、ＬＥＤドライバ２４が、制御回路部１０ｂから入力する制御信号ａ、ｂに基づいて、所定のデューティ比を有するＰＷＭ信号からなるＬＥＤドライブ信号を、出力端子Ｄから降圧コンバータ回路部２２に出力し、降圧コンバータ回路部２２が、入力したＬＥＤドライブ信号に基づいて、その出力電圧（すなわち、ＬＥＤ２３に印加される駆動電圧）を調整することによって実行される。 In the above-described DC control and PWM control of the LED 23, the LED driver 24 outputs an LED drive signal including a PWM signal having a predetermined duty ratio based on the control signals a and b input from the control circuit unit 10b. Is output to the step-down converter circuit unit 22, and the step-down converter circuit unit 22 is executed by adjusting the output voltage (that is, the drive voltage applied to the LED 23) based on the input LED drive signal.

この際、制御回路部１０ｂの第３の信号ラインＣに発生する制御信号ｂはＤＣ制御用の信号であり、この例では、ＬＥＤドライバ２４は、制御信号ｂのレベルが低くなる程、ＬＥＤドライブ信号のデューティ比を減少させるように構成され、また、降圧コンバータ回路部２２は、ＬＥＤドライブ信号のデューティ比が減少する程、その出力電圧を低下させるように構成されている。そして、制御回路部１０ｂの第１の信号ラインＡに発生する制御信号ａはＰＷＭ制御用の信号であり、この例では、ＬＥＤドライバ２４は、制御信号ａがハイレベルの期間中、ＬＥＤドライブ信号の出力を停止する（出力端子Ｄをロウレベルに固定する）ように構成され、降圧コンバータ回路部２２は、ＬＥＤドライブ信号が入力されない（ＬＥＤドライブ信号がロウレベルを持続している時間が一定の時間を超えた）場合、その出力電圧が、少なくともＬＥＤ２３が消灯する閾値電圧以下（例えば、０Ｖ）に低下するように構成されている。 At this time, the control signal b generated on the third signal line C of the control circuit unit 10b is a signal for DC control. In this example, the LED driver 24 increases the LED drive as the level of the control signal b decreases. The step-down converter circuit unit 22 is configured to decrease the output voltage as the duty ratio of the LED drive signal decreases. The control signal a generated on the first signal line A of the control circuit unit 10b is a signal for PWM control. In this example, the LED driver 24 transmits the LED drive signal while the control signal a is at a high level. Is stopped (the output terminal D is fixed to the low level), and the step-down converter circuit unit 22 does not receive the LED drive signal (the time during which the LED drive signal is maintained at the low level is constant) When the voltage exceeds the threshold voltage, the output voltage is reduced to at least a threshold voltage (for example, 0 V) at which the LED 23 is turned off.

尚、本発明は、降圧コンバータ回路部２２及びＬＥＤドライブ信号の具体的態様によって限定されるものではないが、例えば、降圧コンバータ回路部２２は、周知のスイッチング方式のＤＣ―ＤＣコンバータからなり、ＬＥＤドライブ信号は、ＤＣ―ＤＣコンバータのスイッチング素子を、ＬＥＤドライブ信号のデューティ比に応じたデューティ比を有するようにオン／オフ動作させる駆動信号として用いられるものであってもよい。 The present invention is not limited by the specific modes of the step-down converter circuit unit 22 and the LED drive signal. For example, the step-down converter circuit unit 22 includes a well-known switching type DC-DC converter, and the LED The drive signal may be used as a drive signal for turning on / off the switching element of the DC-DC converter so as to have a duty ratio corresponding to the duty ratio of the LED drive signal.

以上のように構成された負荷駆動装置１におけるＬＥＤ２３の駆動制御について具体的に説明すれば、次の通りである。
まず、マイコン１４は、調光信号生成部２５から入力される調光信号のデューティ比に応じて、ＰＷＭモジュール１２のＰＷＭマスター信号ｍ（したがって、ＰＷＭスレーブ信号ｓ）のデューティ比を決定する。この例では、マイコン１４は、調光信号のデューティ比が増大する程、ＰＷＭマスター信号ｍ（及びＰＷＭスレーブ信号ｓ）のデューティ比が増大するように、ＰＷＭモジュール１２を設定する。 The drive control of the LED 23 in the load drive device 1 configured as described above will be specifically described as follows.
First, the microcomputer 14 determines the duty ratio of the PWM master signal m (and therefore the PWM slave signal s) of the PWM module 12 according to the duty ratio of the dimming signal input from the dimming signal generation unit 25. In this example, the microcomputer 14 sets the PWM module 12 so that the duty ratio of the PWM master signal m (and the PWM slave signal s) increases as the duty ratio of the dimming signal increases.

そして、マイコン１４は、調光信号のデューティ比と所定の規定値とを比較し、調光信号のデューティ比が規定値よりも小さい場合、制御回路部１０ｂの基本構成部１０ａを、上述した第１の動作状態により動作させる。このとき、図５（ａ）に示すように、第１のスイッチＳＷ１はオンかつ第２のスイッチＳＷ２はオフとなって、制御回路部１０ｂの第２のスイッチング素子Ｑ２のベース端子は、ＰＷＭモジュール１２のＰＷＭスレーブ信号出力端子ＰＷＭ１Ｌに接続される。また、Ｉ／Ｏモジュール１３の第１のデジタル信号出力端子Ｐｏｒｔ１から出力されるハイ／ロウ信号Ｐ１はハイレベルとなり、これにより第１のスイッチング素子Ｑ１がオンとなって、第１の信号ラインＡはロウレベルに固定される。 Then, the microcomputer 14 compares the duty ratio of the dimming signal with a predetermined specified value, and if the duty ratio of the dimming signal is smaller than the specified value, the basic configuration unit 10a of the control circuit unit 10b is It is operated according to the operation state of 1. At this time, as shown in FIG. 5A, the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off, and the base terminal of the second switching element Q2 of the control circuit unit 10b is connected to the PWM module. 12 PWM slave signal output terminals PWM1L. Further, the high / low signal P1 output from the first digital signal output terminal Port1 of the I / O module 13 becomes a high level, whereby the first switching element Q1 is turned on, and the first signal line A Is fixed at a low level.

第１の動作状態では、第２の信号ラインＢにＰＷＭスレーブ信号ｓが発生するため、第２のスイッチング素子Ｑ２は、このＰＷＭスレーブ信号ｓによってオン／オフ駆動される。そして、ＰＷＭスレーブ信号ｓがロウレベルのとき、第２のスイッチング素子Ｑ２がオフとなってコンデンサＣ１が充電され、ＰＷＭスレーブ信号ｓがハイレベルのとき、第２のスイッチング素子Ｑ２がオンとなってコンデンサＣ１が放電される。この充放電動作の繰り返しにより、第３の信号ラインＣに、コンデンサＣ１の両端間電圧であるＤＣ制御用の制御信号ｂが発生し、ＬＥＤドライバ２４に出力される。コンデンサＣ１の両端間電圧（すなわち、制御御信号ｂ）は、ＰＷＭスレーブ信号ｓのデューティ比が増大すると、上記の充放電動作の繰り返しにおける放電時間の割合が増大するため、低下する。 In the first operating state, the PWM slave signal s is generated on the second signal line B, so that the second switching element Q2 is driven on / off by the PWM slave signal s. When the PWM slave signal s is low level, the second switching element Q2 is turned off and the capacitor C1 is charged. When the PWM slave signal s is high level, the second switching element Q2 is turned on and the capacitor C1 is charged. C1 is discharged. By repeating this charging / discharging operation, a control signal b for DC control, which is a voltage across the capacitor C1, is generated on the third signal line C and output to the LED driver 24. When the duty ratio of the PWM slave signal s increases, the voltage between both ends of the capacitor C1 decreases because the ratio of the discharge time in the repetition of the above charge / discharge operation increases.

そして、第１の動作状態では、第１の信号ラインＡ（したがって、ＰＷＭ制御用の制御信号ａ）はロウレベルに固定されているため、ＬＥＤドライバ２４は、ＬＥＤドライブ信号を、その出力端子Ｄから降圧コンバータ回路部２２に、（出力の停止期間を設けることなく）連続して出力する。このとき、上述したように、ＬＥＤドライブ信号のデューティ比は、制御信号ｂが低下するにつれて小さくなるように設定され、また、降圧コンバータ回路部２２は、ＬＥＤドライブ信号のデューティ比が小さくなる程、その出力電圧が低下するように構成されているため、調光信号のデューティ比が増大するにつれて、ＬＥＤ２３に印加される駆動電圧（ひいては、ＬＥＤ２３に通電される駆動電流）が低下し、ＬＥＤ２３の輝度が低下する。負荷駆動装置１では、調光信号のデューティ比が規定値よりも小さい場合、このようにしてＬＥＤ２３の輝度のＤＣ制御が実施される。 In the first operating state, since the first signal line A (and hence the control signal a for PWM control) is fixed at the low level, the LED driver 24 sends the LED drive signal from its output terminal D. The voltage is continuously output to the step-down converter circuit unit 22 (without providing an output stop period). At this time, as described above, the duty ratio of the LED drive signal is set so as to decrease as the control signal b decreases, and the step-down converter circuit unit 22 increases as the duty ratio of the LED drive signal decreases. Since the output voltage is configured to decrease, the drive voltage applied to the LED 23 (and thus the drive current applied to the LED 23) decreases as the duty ratio of the dimming signal increases, and the brightness of the LED 23 Decreases. In the load driving device 1, when the duty ratio of the dimming signal is smaller than the specified value, the DC control of the luminance of the LED 23 is performed in this way.

一方、マイコン１４は、調光信号のデューティ比と所定の規定値とを比較して、調光信号のデューティ比が規定値よりも大きい場合、制御回路部１０ｂの基本構成部１０ａを、上述した第２の動作状態により動作させる。このとき、図５（ｂ）に示すように、第１のスイッチＳＷ１はオフかつ第２のスイッチＳＷ２はオンとなって、制御回路部１０ｂの第２のスイッチング素子Ｑ２のベース端子は、Ｉ／Ｏモジュール１３の第２のデジタル信号出力端子Ｐｏｒｔ２に接続される。また、Ｉ／Ｏモジュール１３の第１のデジタル信号出力端子Ｐｏｒｔ１から出力されるハイ／ロウ信号Ｐ１はロウレベルとなり、これにより第１のスイッチング素子Ｑ１がオフとなって、第１の信号ラインＡにＰＷＭマスター信号ｍが発生する。 On the other hand, the microcomputer 14 compares the duty ratio of the dimming signal with a predetermined specified value, and when the duty ratio of the dimming signal is larger than the specified value, the basic configuration unit 10a of the control circuit unit 10b is described above. Operate according to the second operating state. At this time, as shown in FIG. 5B, the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on, and the base terminal of the second switching element Q2 of the control circuit unit 10b is The O module 13 is connected to the second digital signal output terminal Port2. In addition, the high / low signal P1 output from the first digital signal output terminal Port1 of the I / O module 13 becomes a low level, whereby the first switching element Q1 is turned off and the first signal line A is turned on. A PWM master signal m is generated.

第２の動作状態では、第２の信号ラインＢにハイ／ロウ信号Ｐ２が発生するため、第２のスイッチング素子Ｑ２は、このハイ／ロウ信号Ｐ２によってオン／オフ駆動される。そして、ハイ／ロウ信号Ｐ２がロウレベルのとき、第２のスイッチング素子Ｑ２がオフとなってコンデンサＣ１が充電され、ハイ／ロウ信号Ｐ２がハイレベルのとき、第２のスイッチング素子Ｑ２がオンとなってコンデンサＣ１が放電される。この充放電動作の繰り返しにより、第３の信号ラインＣに、コンデンサＣ１の両端間電圧であるＤＣ制御用の制御信号ｂが発生し、ＬＥＤドライバ２４に出力される。コンデンサＣ１の両端間電圧（すなわち、制御御信号ｂ）は、ハイ／ロウ信号Ｐ２のデューティ比が増大すると、上記の充放電動作の繰り返しにおける放電時間の割合が増大するため、低下する。 In the second operation state, the high / low signal P2 is generated on the second signal line B, so that the second switching element Q2 is driven on / off by the high / low signal P2. When the high / low signal P2 is at a low level, the second switching element Q2 is turned off and the capacitor C1 is charged. When the high / low signal P2 is at a high level, the second switching element Q2 is turned on. The capacitor C1 is discharged. By repeating this charging / discharging operation, a control signal b for DC control, which is a voltage across the capacitor C1, is generated on the third signal line C and output to the LED driver 24. When the duty ratio of the high / low signal P2 increases, the voltage between both ends of the capacitor C1 decreases because the ratio of the discharge time in the repetition of the charge / discharge operation increases.

但し、第２の動作状態では、ハイ／ロウ信号Ｐ２は、マイコン１４に組み込まれたソフトウェアの制御に従って、ＰＷＭモジュール１２の設定に依存することなく設定された波形を有しており、典型的には、ＰＷＭマスター信号ｍとは異なる周期及びデューティ比を有している。例えば、ハイ／ロウ信号Ｐ２は、調光信号のハイレベルへの立ち上がりと同期してハイレベルに立ち上げ、例えばタイマー割込みを用いて、所定の時間経過後にロウレベルに立ち下げる動作を繰り返すことによって、発生させるものであってもよい。このとき、ハイ／ロウ信号Ｐ２のデューティ比は、好ましくは、調光信号のデューティ比の規定値に対応するＰＷＭマスター信号ｍのデューティ比以上のデューティ比を有するように設定され、さらに、この例では、ハイ／ロウ信号Ｐ２のデューティ比は、調光信号のデューティ比に依らずに、一定となるように設定されているものとする。 However, in the second operation state, the high / low signal P2 has a waveform set without depending on the setting of the PWM module 12 according to the control of the software incorporated in the microcomputer 14, and typically Has a different period and duty ratio from the PWM master signal m. For example, the high / low signal P2 rises to the high level in synchronization with the rise of the dimming signal to the high level, for example, by repeating the operation of falling to the low level after a lapse of a predetermined time using a timer interrupt. It may be generated. At this time, the duty ratio of the high / low signal P2 is preferably set to have a duty ratio equal to or higher than the duty ratio of the PWM master signal m corresponding to the specified value of the duty ratio of the dimming signal. Now, it is assumed that the duty ratio of the high / low signal P2 is set to be constant regardless of the duty ratio of the dimming signal.

一方、第２の動作状態において、第１の信号ラインＡにはＰＷＭマスター信号ｍが発生し、この信号がＰＷＭ制御用の制御信号ａとしてＬＥＤドライバ２４に出力される。これによって、ＬＥＤドライバ２４は、ＰＷＭマスター信号ｍがロウレベルである間、その出力端子Ｄから降圧コンバータ回路部２２へ、制御信号ｂのレベルに応じたデューティ比を有するＬＥＤドライブ信号を出力し、ＰＷＭマスター信号ｍがハイレベルである間、ＬＥＤドライブ信号の出力を停止して、その間、ＬＥＤ２３は消灯する。したがって、ＬＥＤ２３は、その全駆動時間にわたって、ハイ／ロウ信号Ｐ２のデューティ比に応じてＤＣ制御された輝度で点灯する点灯時間とＬＥＤ２３を消灯する消灯時間とを、ＰＷＭマスター信号ｍに同期して交互に繰り返することになり、調光信号のデューティ比の増大につれてＰＷＭマスター信号ｍのデューティ比が増大すると、ＬＥＤ２３の全駆動時間における消灯時間の割合が増大するため、ハイ／ロウ信号Ｐ２のデューティ比（したがって、制御信号ｂのレベル）が一定であっても、平均輝度が低下する。 On the other hand, in the second operation state, a PWM master signal m is generated on the first signal line A, and this signal is output to the LED driver 24 as a control signal a for PWM control. As a result, the LED driver 24 outputs an LED drive signal having a duty ratio corresponding to the level of the control signal b from the output terminal D to the step-down converter circuit unit 22 while the PWM master signal m is at the low level. While the master signal m is at the high level, the output of the LED drive signal is stopped, and during this time, the LED 23 is turned off. Therefore, the LED 23 is synchronized with the PWM master signal m between the lighting time for turning on the LED 23 and the turning-off time for turning off the LED 23 according to the duty ratio of the high / low signal P2 over the entire driving time. If the duty ratio of the PWM master signal m increases as the duty ratio of the dimming signal increases, the ratio of the turn-off time in the total drive time of the LED 23 increases, so the duty of the high / low signal P2 increases. Even if the ratio (and hence the level of the control signal b) is constant, the average luminance is lowered.

負荷駆動装置１では、調光信号のデューティ比が規定値よりも大きい場合、このようにしてＰＷＭ制御とＤＣ制御とを併用し、ＬＥＤ２３の輝度を制御するものである。尚、本例では、ハイ／ロウ信号Ｐ２のデューティ比は、調光信号のデューティ比に依らずに一定となるように設定されているものとしたが、ハイ／ロウ信号Ｐ２のデューティ比も、例えばタイマー割込みの値を、調光信号のデューティ比に応じて設定させることによって、調光信号の増大に伴って増大させるものであってもよい。 In the load driving device 1, when the duty ratio of the dimming signal is larger than the specified value, the luminance of the LED 23 is controlled by using the PWM control and the DC control together in this way. In this example, the duty ratio of the high / low signal P2 is set to be constant regardless of the duty ratio of the dimming signal, but the duty ratio of the high / low signal P2 is also For example, the timer interrupt value may be set in accordance with the duty ratio of the dimming signal so as to increase as the dimming signal increases.

このように、負荷駆動装置１によれば、１つのＰＷＭモジュール１２を内蔵するマイコン１４を含む制御回路部１０ｂを、２つのＰＷＭモジュールを内蔵するマイコンを含む制御回路部と同等に動作させることが可能となり、第１、第２の信号ラインＡ、Ｂに発生する２つの異なるＰＷＭ信号に基づいて負荷（ＬＥＤ２３）を駆動制御する負荷駆動装置を、安価に提供することが可能となる。 Thus, according to the load driving device 1, the control circuit unit 10b including the microcomputer 14 including one PWM module 12 can be operated in the same manner as the control circuit unit including the microcomputer including two PWM modules. This makes it possible to provide a low-cost load driving device that drives and controls the load (LED 23) based on two different PWM signals generated on the first and second signal lines A and B.

次に、図６及び図７を参照して、本発明の第２の実施形態における負荷駆動装置について説明する。但し、本発明に係る負荷駆動装置は、その制御回路部に主要な特徴を有するものであり、制御回路部から出力される制御信号を入力する駆動回路部を備え、駆動回路部によって負荷を駆動制御する負荷駆動装置である限り、その具体的構成には依らないものであるため、以下の説明では、負荷駆動装置の備える制御回路部について詳述する。また、以下の説明において、上述した第１の実施形態における制御回路部１０ａ、１０ｂと同一のまたは対応する構成要素には同一の符号を付して参照する。 Next, with reference to FIG.6 and FIG.7, the load drive device in the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. However, the load driving device according to the present invention has a main feature in its control circuit unit , and includes a drive circuit unit that inputs a control signal output from the control circuit unit, and drives the load by the drive circuit unit. As long as it is a load driving device to be controlled, it does not depend on its specific configuration, and therefore, in the following description, a control circuit unit included in the load driving device will be described in detail. In the following description, the same or corresponding components as those of the control circuit units 10a and 10b in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals.

図６は、本発明の第２の実施形態における負荷駆動装置の制御回路部の基本構成を示す図である。図６に示す制御回路部１０ｃは、１つのＰＷＭモジュール１２を内蔵するマイコン１４と、第１のスイッチング素子Ｑ１とを備えており、第１のスイッチング素子Ｑ１は、バイポーラ型トランジスタからなる。ＰＷＭモジュール１２は、ＰＷＭマスター信号ｍを出力するＰＷＭマスター信号出力端子ＰＷＭ１Ｈと、ＰＷＭスレーブ信号ｓを出力するＰＷＭスレーブ信号出力端子ＰＷＭ１Ｌを有しており、ＰＷＭマスター信号出力端子ＰＷＭ１Ｈは、マイコン１４の第１の出力端子ＯＵＴ１に接続され、ＰＷＭスレーブ信号出力端子ＰＷＭ１Ｌは、第１のスイッチＳＷ１を介して、マイコン１４の第２の出力端子ＯＵＴ２に接続されている。 FIG. 6 is a diagram illustrating a basic configuration of a control circuit unit of the load driving device according to the second embodiment of the present invention. The control circuit unit 10c shown in FIG. 6 includes a microcomputer 14 incorporating one PWM module 12 and a first switching element Q1, and the first switching element Q1 is made of a bipolar transistor. The PWM module 12 has a PWM master signal output terminal PWM1H that outputs a PWM master signal m and a PWM slave signal output terminal PWM1L that outputs a PWM slave signal s. The PWM master signal output terminal PWM1H is connected to the microcomputer 14. The PWM slave signal output terminal PWM1L is connected to the first output terminal OUT1, and is connected to the second output terminal OUT2 of the microcomputer 14 via the first switch SW1.

マイコン１４の第１の出力端子ＯＵＴ１は、第１のスイッチング素子Ｑ１のコレクタ端子に接続されて、制御回路部１０ｃの第１の信号ラインＡを構成する。また、マイコン１４の第２の出力端子ＯＵＴ２は、第１のスイッチング素子Ｑ１のベース端子に接続されて、制御回路部１０ｃの第２の信号ラインＢを構成する。 The first output terminal OUT1 of the microcomputer 14 is connected to the collector terminal of the first switching element Q1, and constitutes the first signal line A of the control circuit unit 10c. Further, the second output terminal OUT2 of the microcomputer 14 is connected to the base terminal of the first switching element Q1, and constitutes the second signal line B of the control circuit unit 10c.

ここで、マイコン１４は、中央演算処理部（ＣＰＵ）、内蔵のプログラムメモリ及びデータメモリ、タイマー等を備えた周知のマイクロコンピュータ（または、マイクロコントローラ）システムとして構成される。マイコン１４において、ＰＷＭモジュール１２は、例えば、専用のレジスタに所定の定数値を設定することによって、それらの定数値に応じた周期及びデューティ比を有するＰＷＭマスター信号ｍ及びＰＷＭスレーブ信号ｓを出力する。 Here, the microcomputer 14 is configured as a known microcomputer (or microcontroller) system including a central processing unit (CPU), a built-in program memory and data memory, a timer, and the like. In the microcomputer 14, the PWM module 12 outputs a PWM master signal m and a PWM slave signal s having a period and a duty ratio corresponding to the constant values by setting predetermined constant values in a dedicated register, for example. .

ここで、図７を参照して、制御回路部１０ｃの動作を説明すれば、次の通りである。図７に示すように、マイコン１４のＰＷＭスレーブ信号出力端子ＰＷＭ１Ｌ端子から出力されるＰＷＭスレーブ信号ｓは、ＰＷＭマスター信号出力端子ＰＷＭ１Ｈから出力されるＰＷＭマスター信号ｍと同一の信号である（すなわち、ＰＷＭマスター信号ｍと同周期かつ同デューティ比の信号が同位相で出力されている）。 Here, the operation of the control circuit unit 10c will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the PWM slave signal s output from the PWM slave signal output terminal PWM1L terminal of the microcomputer 14 is the same signal as the PWM master signal m output from the PWM master signal output terminal PWM1H (ie, A signal having the same cycle and the same duty ratio as the PWM master signal m is output in the same phase).

そして、制御回路部１０ｃでは、第１のスイッチＳＷ１は、ＰＷＭマスター信号ｍ（及びＰＷＭスレーブ信号ｓ）に同期して、それらの２倍の周期でオン／オフされる。これによって、ＰＷＭマスター信号ｍ（及びＰＷＭスレーブ信号ｓ）の２周期間を、次の４つのフェーズに分類することができる。すなわち、（１）ＰＷＭマスター信号ｍがハイレベル、ＰＷＭスレーブ信号ｓがハイレベル、第１のスイッチＳＷ１がオンの第１フェーズ、（２）ＰＷＭマスター信号ｍがロウレベル、ＰＷＭスレーブ信号ｓがロウレベル、第１のスイッチＳＷ１がオンの第２フェーズ、（３）ＰＷＭマスター信号ｍがハイレベル、ＰＷＭスレーブ信号ｓがハイレベル、第１のスイッチＳＷ１がオフの第３フェーズ、（４）ＰＷＭマスター信号ｍがロウレベル、ＰＷＭスレーブ信号ｓがロウレベル、第１のスイッチＳＷ１がオフの第４フェーズである。 In the control circuit unit 10c, the first switch SW1 is turned on / off in synchronization with the PWM master signal m (and the PWM slave signal s) at a cycle twice that of the PWM master signal m (and the PWM slave signal s). Thus, the two periods of the PWM master signal m (and the PWM slave signal s) can be classified into the following four phases. (1) PWM master signal m is high level, PWM slave signal s is high level, first switch SW1 is turned on in the first phase, (2) PWM master signal m is low level, PWM slave signal s is low level, (3) PWM master signal m is high level, PWM slave signal s is high level, first switch SW1 is off third phase, (4) PWM master signal m Is the fourth phase in which the PWM slave signal s is at the low level and the first switch SW1 is off.

第１及び第２フェーズでは、第１のスイッチＳＷ１がオンであるため、第２の信号ラインＢには、ＰＷＭスレーブ信号ｓのハイ／ロウ信号がそのまま発生する。さらに、この間、ＰＷＭモジュール１２のＰＷＭスレーブ信号出力端子ＰＷＭ１Ｌは、第１のスイッチング素子Ｑ１のベース端子に接続される。したがって、第１フェーズにおいて、ＰＷＭスレーブ信号ｓがハイレベルである間、第２のスイッチング素子Ｑ２はオンとなるため、第１の信号ラインＡはロウレベルに固定される。また、第２フェーズにおいて、ＰＷＭスレーブ信号ｓがロウレベルである間、第２のスイッチング素子Ｑ２はオフとなり、第１の信号ラインＡには、ＰＷＭマスター信号ｍのロウレベルが発生する。 In the first and second phases, since the first switch SW1 is on, the high / low signal of the PWM slave signal s is generated in the second signal line B as it is. Further, during this time, the PWM slave signal output terminal PWM1L of the PWM module 12 is connected to the base terminal of the first switching element Q1. Therefore, in the first phase, while the PWM slave signal s is at the high level, the second switching element Q2 is turned on, so that the first signal line A is fixed at the low level. In the second phase, while the PWM slave signal s is at the low level, the second switching element Q2 is turned off, and the low level of the PWM master signal m is generated in the first signal line A.

第３及び第４フェーズでは、第１のスイッチＳＷ１がオフであるため、第２の信号ラインＢはロウレベルに固定される。さらに、この間、第１のスイッチング素子Ｑ１はオフであるため、第１の信号ラインＡには、ＰＷＭマスター信号ｍのハイ／ロウ信号がそのまま発生する。 In the third and fourth phases, since the first switch SW1 is off, the second signal line B is fixed at the low level. Further, during this time, the first switching element Q1 is off, so that the high / low signal of the PWM master signal m is generated as it is in the first signal line A.

このように、制御回路部１０ｃでは、より簡易な構成によって、第１、第２の信号ラインＡ、Ｂに、ＰＷＭマスター信号ｍ（及びＰＷＭスレーブ信号ｓ）とは周期及びデューティ比が異なるとともに、互いに位相が１８０°ずれている点で異なる２つのＰＷＭ信号を発生させることができる。 As described above, in the control circuit unit 10c, the first and second signal lines A and B have different periods and duty ratios from the PWM master signal m (and the PWM slave signal s) with a simpler configuration. Two different PWM signals can be generated in that they are 180 ° out of phase with each other.

以上、本発明を好ましい実施形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、第１、第２のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は、バイポーラ型トランジスタに限定されるものではなく、ＭＯＳＦＥＴ等の他のスイッチング素子であってもよい。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using preferable embodiment, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, the first and second switching elements Q1 and Q2 are not limited to bipolar transistors, and may be other switching elements such as MOSFETs.

１：負荷駆動装置、１０ａ：制御回路部（基本構成部）、１０ｂ、１０ｃ：制御回路部、１２：ＰＷＭモジュール、１３：Ｉ／Ｏモジュール、１４：マイクロコンピュータ（マイコン）、２１：力率改善（ＰＦＣ）回路部、２２：降圧コンバータ回路部、２３：発光ダイオード（ＬＥＤ）、２４：ＬＥＤドライバ（駆動回路部）、２５：調光信号生成部、Ａ:第１の信号ライン、ａ：ＰＷＭ制御用の制御信号、Ｂ：第２の信号ライン、ｂ：ＤＣ制御用の制御信号、Ｃ:第３の信号ライン、Ｃ１:コンデンサ、Ｄ:（ＬＥＤドライバの）出力端子、ｍ：ＰＷＭマスター信号、ＯＵＴ１：（マイコンの）第１の出力端子、ＯＵＴ２：（マイコンの）第２の出力端子、ＯＵＴ３：（マイコンの）第３の出力端子、Ｐ１、Ｐ２：ハイ／ロウ信号、Ｐｏｒｔ１：第１のデジタル信号出力端子、Ｐｏｒｔ２:第２のデジタル信号出力端子、Ｑ１:第１のスイッチング素子、Ｑ２:第２のスイッチング素子、Ｒ１、Ｒ２:抵抗、ｓ：ＰＷＭスレーブ信号、Ｖａｃ：交流電源、ＳＷ１：第１のスイッチ、ＳＷ２：第２のスイッチ 1: load drive device, 10a: control circuit unit (basic configuration unit), 10b, 10c: control circuit unit, 12: PWM module, 13: I / O module, 14: microcomputer (microcomputer), 21: power factor improvement (PFC) circuit unit, 22: step-down converter circuit unit, 23: light emitting diode (LED), 24: LED driver (drive circuit unit), 25: dimming signal generation unit, A: first signal line, a: PWM Control signal for control, B: second signal line, b: control signal for DC control, C: third signal line, C1: capacitor, D: (LED driver) output terminal, m: PWM master signal , OUT1: first output terminal (of the microcomputer), OUT2: second output terminal (of the microcomputer), OUT3: third output terminal (of the microcomputer), P1, P2: high / low signal, Port1 : First digital signal output terminal, Port2: Second digital signal output terminal, Q1: First switching element, Q2: Second switching element, R1, R2: Resistance, s: PWM slave signal, Vac: AC Power supply, SW1: first switch, SW2: second switch

Claims

In a load drive device comprising a drive circuit unit and a control circuit unit that outputs a control signal to the drive circuit unit, and driving and controlling a load by the drive circuit unit
The control circuit unit includes a microcomputer incorporating one pulse width modulation module, and the pulse width modulation module has a PWM master signal output terminal that outputs a PWM master signal, and has the same cycle and duty as the PWM master signal. A PWM slave signal output terminal that outputs a PWM slave signal that is a ratio signal or a complementary signal,
Wherein the control circuit includes a first switching element connected to the PWM master signal output terminal of said pulse width modulation module, connected to the PWM slave signal output terminal of said pulse width modulation module, before Symbol PWM slave Shin And a first switch that controls on / off of the signal, and generates a PWM signal having a period and a duty ratio different from those of the PWM master signal.

The control circuit unit further includes a second switching element and an I / O module built in the microcomputer and having a plurality of digital signal output terminals capable of outputting high / low signals, respectively. The first switching element and the second switching element are bipolar transistors, the collector terminal of the first switching element and the PWM master signal output terminal are connected, the base terminal of the first switching element and the The first digital signal output terminal of the I / O module is connected, and a drive voltage is input to the collector terminal of the second switching element, and the base terminal of the second switching element is connected to the first terminal. It is connected to the PWM slave signal output terminal via a switch, or the second switch Load driving device according to claim 1, characterized in that the selectable as constituting or connected to the second digital signal output terminals of the I / O modules via the switch.

In a load drive device comprising a drive circuit unit and a control circuit unit that outputs a control signal to the drive circuit unit, and driving and controlling a load by the drive circuit unit,
The control circuit unit includes a microcomputer incorporating one pulse width modulation module, and the pulse width modulation module has a PWM master signal output terminal that outputs a PWM master signal, and has the same cycle and duty as the PWM master signal. A PWM slave signal output terminal that outputs a PWM slave signal that is a ratio signal or a complementary signal,
The control circuit unit is connected to the first switching element connected to the PWM master signal output terminal of the pulse width modulation module, to the PWM slave signal output terminal of the pulse width modulation module, and to the PWM master signal and And a first switch that controls on / off of the PWM slave signal, and generates a PWM signal having a cycle and a duty ratio different from those of the PWM master signal.

The first switching element is a bipolar transistor, the collector terminal of the first switching element and the PWM master signal output terminal are connected, and the base terminal of the first switching element and the PWM slave signal output terminal The load driving device according to claim 3 , wherein the two are connected via the first switch.