JP5842420B2 - Light control device - Google Patents
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Description
本発明は、直列に接続されたLEDをPWM調光駆動する調光装置に関する。 The present invention relates a LED connected in series with ChohikariSo location to drive PWM dimming.
従来の調光装置として、例えば特許文献1が知られている。特許文献1に記載されたLED駆動回路は、図15に示すように、定電圧源Vccとグランドとの間にLED101と可変抵抗102とスイッチ103との直列回路が接続されている。バースト(PWM)調光信号105によりスイッチ103をオン/オフ制御することにより、LED101に流れる電流を制御して、定電圧源VccからLED101に電力を供給している。
For example,
このLED駆動回路によれば、バースト調光信号のオンデューティが大きくなると、LED101に流れる電流が増大し、LED101の輝度が大きくなる。また、バースト調光信号のオンデューティが小さくなると、LED101に流れる電流が減少し、LED101の輝度が小さくなる。
According to this LED drive circuit, when the on-duty of the burst dimming signal increases, the current flowing through the
また、別の従来の調光装置として、図16に示すようなLED駆動回路が知られている。図16に示されたLED駆動回路は、LED101の電流を電流検出抵抗R101で検出し、検出された電流に対応した検出電圧と基準電圧との誤差電圧を誤差増幅器112で増幅し、得られた誤差増幅電圧をフィードバック制御信号として制御回路110に出力することで、LED101が必要な電圧Vccを供給するコンバータ回路を有する。さらに、バースト調光信号105に同期してスイッチ103及びスイッチFET101をオン/オフ制御することにより、定電圧Vccの安定性を確保するとともにLED101の輝度を制御することができる。
As another conventional light control device, an LED drive circuit as shown in FIG. 16 is known. The LED drive circuit shown in FIG. 16 is obtained by detecting the current of the
ところで、従来の調光装置は、上述のようにLED101の輝度を制御することができるが、特にバースト調光信号105のオンデューティが微小な領域において、LED101の輝度特性の直線性が損なわれる懸念がある。即ち、バースト調光信号105のオンデューティを小さくしたときに、LED101の輝度が十分に小さくならず、所望の明るさ(暗さ)が得られにくい。
By the way, although the conventional light control device can control the brightness | luminance of LED101 as mentioned above, there exists a possibility that the linearity of the brightness | luminance characteristic of LED101 may be impaired especially in the area | region where the ON duty of the burst
本発明によれば、バースト調光信号のオンデューティが微小な領域まで、きめ細やかな明るさ調整が可能な調光装置が提供される。 According to the present invention, to the on-duty is very small region of the burst dimming signal, ChohikariSo location capable meticulous brightness adjustment is provided.
上記課題を解決するために、本発明の調光装置は、第1スイッチング素子を有しLEDに電力を供給するコンバータ回路と、前記LEDに直列接続される第2スイッチング素子とを備え、前記コンバータ回路は、前記LEDに流れる電流に基づくフィードバック制御信号を出力する誤差増幅器と、前記フィードバック制御信号とバースト調光信号とに基づき前記第1スイッチング素子をオン/オフさせる制御回路と、前記誤差増幅器の出力端子と前記制御回路の入力端子とに接続された電荷保持部とを有し、前記第2スイッチング素子は、前記バースト調光信号に同期して前記LEDに流れる電流を制御し、前記コンバータ回路は、前記バースト調光信号に同期して前記誤差増幅器、前記制御回路及び前記電荷保持部を分離/接続するスイッチ部を備え、前記誤差増幅器は、前記LEDに流れる電流と前記バースト調光信号のデューティとに基づくフィードバック制御信号を出力するとともに、前記LEDに流れる電流に基づく検出電圧と基準電圧との誤差電圧を増幅し、前記基準電圧は、前記バースト調光信号のデューティに応じて可変されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a light control device of the present invention includes a converter circuit that has a first switching element and supplies power to an LED, and a second switching element connected in series to the LED, and the converter An error amplifier that outputs a feedback control signal based on a current flowing through the LED; a control circuit that turns on / off the first switching element based on the feedback control signal and a burst dimming signal; and A charge holding unit connected to an output terminal and an input terminal of the control circuit, wherein the second switching element controls a current flowing through the LED in synchronization with the burst dimming signal; A switch for separating / connecting the error amplifier, the control circuit, and the charge holding unit in synchronization with the burst dimming signal. Comprising a part, the error amplifier outputs the feedback control signal based on the duty cycle of the burst dimming signal to the current flowing to the LED, an error voltage between the detection voltage and the reference voltage based on the current flowing in the LED The reference voltage is amplified according to a duty of the burst dimming signal .
本発明によれば、スイッチ部は、バースト調光信号に同期して誤差増幅器、制御回路及び電荷保持部を分離/接続するので、誤差増幅器の出力端子と制御回路の入力端子とに接続された電荷保持部にバースト調光信号に同期してフィードバック制御信号に応じた所定の電荷量が保持/蓄積される。このため、スイッチング素子のターンオンのタイミングでのLED電流波形が崩れることなく、バースト調光信号のオンデューティが微小な領域まで、きめ細やかな明るさ調整が可能な調光装置を提供することができる。 According to the present invention, since the switch unit separates / connects the error amplifier, the control circuit, and the charge holding unit in synchronization with the burst dimming signal, the switch unit is connected to the output terminal of the error amplifier and the input terminal of the control circuit. A predetermined charge amount corresponding to the feedback control signal is held / stored in the charge holding unit in synchronization with the burst dimming signal. Thus, without the LED current waveform is disturbed at the timing of turn-on of the switching element, until on-duty is very small region of the burst dimming signal, to provide a ChohikariSo location capable meticulous brightness adjustment it can.
以下、本発明の実施の形態の調光装置を図面を参照しながら詳細に説明する。
Hereinafter, the HikariSo location regulating embodiment of the present invention with reference to the drawings will be described in detail.
図1は本発明の実施例1に係る調光装置の構成図である。図1に示す調光装置は、直列に接続されたLED1〜LEDnの電流を電流検出抵抗R1で検出し、検出された電流に対応した検出電圧と基準電圧との誤差電圧を誤差増幅器12で増幅し、得られた増幅誤差電圧をフィードバック制御信号として制御回路10に出力することで、LED1〜LEDnが必要な電圧を供給するコンバータ回路を有している。
FIG. 1 is a configuration diagram of a light control apparatus according to
図1において、トランスT1の一次巻線Pの一端には入力電圧が印加されるとともに、コンデンサC0の一端が接続されている。一次巻線Pの他端にはMOSFETからなるFET1(第1スイッチング素子)のドレインが接続され、FET1のソースは接地される。
In FIG. 1, an input voltage is applied to one end of a primary winding P of a transformer T1, and one end of a capacitor C0 is connected. The other end of the primary winding P is connected to the drain of an FET 1 (first switching element) made of a MOSFET, and the source of the
トランスTの二次巻線Sの両端には、ダイオードD1とコンデンサC1との直列回路が接続され、ダイオードD1とコンデンサC1との接続点とグランドとの間には、直列接続されたLED1〜LEDnとMOSFETからなるFET2(第2スイッチング素子)と電流検出抵抗R1との直列回路が接続される。FET2は、バースト調光信号BS(S1)によりオン/オフされる。即ち、バースト調光信号BSがローレベルのときには、FET2は、LED1〜LEDnに流れる電流を遮断し、バースト調光信号BSがハイレベルのときには、FET2は、LED1〜LEDnに電流を流す。
A series circuit of a diode D1 and a capacitor C1 is connected to both ends of the secondary winding S of the transformer T, and
半導体集積回路1は、制御回路10、FET1、誤差増幅器12、スイッチQ1(第1スイッチ)及びスイッチQ2(第2スイッチ)を含むスイッチ部13を有し、位相補償コンデンサC2が接続されている。制御回路10は、バースト調光信号BSがローレベルのときには、コンバータ回路からの電力供給をバースト調光信号BS(S2)により遮断する。誤差増幅器12は、LED1〜LEDnに流れる電流に基づくフィードバック信号を制御回路10及び位相補償コンデンサC2に出力する。例えば、誤差増幅器12は、非反転入力端子に入力される基準電圧Vrefと電流検出抵抗R1に発生した検出電圧との誤差電圧を増幅して、誤差増幅電圧をフィードバック制御信号FBCとしてスイッチ部13のスイッチQ1の一端に出力する。
The semiconductor integrated
スイッチQ1は、少なくとも誤差増幅器12と位相補償コンデンサC2との間に接続され、スイッチQ2は、少なくとも制御回路10と位相補償コンデンサC2との間に接続される。スイッチQ1,Q2は、バイポーラトランジスタ、MOSFETなどの半導体スイッチング素子やメカニカルスイッチからなる。
The switch Q1 is connected at least between the
スイッチ部13は、制御回路10、誤差増幅器12及び位相補償コンデンサC2に接続され、バースト調光信号BS(S3)に同期して、制御回路10と誤差増幅器12と位相補償コンデンサC2との相互間を接続及び分離する。
The
例えば、スイッチQ1は、バースト調光信号BSがローレベルのときにはオフして、フィードバック信号FBCの制御回路10及び位相補償コンデンサC2への出力を停止し、バースト調光信号BSがハイレベルのときオンして、フィードバック制御信号FBCを制御回路10及び位相補償コンデンサC2へ出力する。
For example, the switch Q1 is turned off when the burst dimming signal BS is at a low level, stops outputting the feedback signal FBC to the
スイッチQ2の一端は、スイッチQ1の他端と制御回路10とに接続され、スイッチQ2の他端は、位相補償コンデンサC2を介して接地されている。位相補償コンデンサC2は、フィードバック制御信号FBCにより所定の電荷量(情報量)を保持する電荷保持部(情報保持部)を構成する。
One end of the switch Q2 is connected to the other end of the switch Q1 and the
スイッチQ2は、バースト調光信号BSがローレベルのときにはオフして、所定の電荷量を蓄えたままの状態で位相補償コンデンサC2を制御回路10及び誤差増幅器12から切り離し、バースト調光信号BSがハイレベルのとき所定の電荷量を蓄えた状態で位相補償コンデンサC2を制御回路10及び誤差増幅器12に接続する。
The switch Q2 is turned off when the burst dimming signal BS is at a low level, and the phase compensation capacitor C2 is disconnected from the
制御回路10は、フィードバック制御信号FBCとバースト調光信号BS(S2)とに基づき、FET1をオン/オフさせることにより、LED1〜LEDnに印加すべき出力電圧Voutを制御するもので、図2に詳細な構成図を示す。制御回路10は、発振器OSC、コンパレータCMP1、アンド回路AND1を有している。
The
発振器OSCは、三角波信号を発生し、三角波信号をコンパレータCMP1の反転入力端子に出力する。コンパレータCMP1は、フィード制御信号FBCと発振器OSCからの三角波信号とを比較することによりパルス信号を生成し、このパルス信号をアンド回路AND1の一方の入力端子に出力する。アンド回路AND1は、コンパレータCMP1からのパルス信号とバースト調光信号BSとのアンドをとって、アンド出力をFET1のゲートに出力する。 The oscillator OSC generates a triangular wave signal and outputs the triangular wave signal to the inverting input terminal of the comparator CMP1. The comparator CMP1 generates a pulse signal by comparing the feed control signal FBC and the triangular wave signal from the oscillator OSC, and outputs this pulse signal to one input terminal of the AND circuit AND1. The AND circuit AND1 takes an AND of the pulse signal from the comparator CMP1 and the burst dimming signal BS, and outputs an AND output to the gate of the FET1.
次にこのように構成された実施例1の調光装置の動作を図3及び図4を参照しながら詳細に説明する。図3及び図4において、BSはバースト調光信号、VgはFET1のゲートに印加されるゲート電圧、FBCはフィードバック制御信号、VoutはLED1〜LEDnに印加される出力電圧、LEDiはLED1〜LEDnに流れる電流を示す。図3(a)及び図4(a)はLEDの輝度を高くするためにバースト調光信号のデューティが大きい場合、図3(b)及び図4(b)はLEDの輝度を低くするためにバースト調光信号のデューティが小さい場合を示す。 Next, the operation of the light control device of the first embodiment configured as described above will be described in detail with reference to FIG. 3 and FIG. 3 and 4, BS is a burst dimming signal, Vg is a gate voltage applied to the gate of FET1, FBC is a feedback control signal, Vout is an output voltage applied to LEDs1 to LEDn, and LEDi is LED1 to LEDn. Indicates the flowing current. 3A and 4A show the case where the duty of the burst dimming signal is large in order to increase the luminance of the LED, and FIGS. 3B and 4B show the case where the luminance of the LED is lowered. The case where the duty of the burst dimming signal is small is shown.
まず、図3を参照して、スイッチ部13(スイッチQ1,Q2)が無い場合の動作を説明する。制御回路10がオン/オフすることにより入力電圧が交流電圧に変換され、トランスTの二次巻線Sに発生した交流電圧は、ダイオードD1及びコンデンサC1で整流平滑されて直流の出力電圧Voutが得られる。この出力電圧Voutは、LED1〜LEDnとFET2と電流検出抵抗R1との直列回路に印加される。
First, with reference to FIG. 3, an operation when the switch unit 13 (switches Q1 and Q2) is not provided will be described. When the
このとき、電流検出抵抗R1で検出された検出電圧と基準電圧との誤差電圧が誤差増幅器12で増幅され、誤差増幅電圧がフィードバック信号FBCとして制御回路10に入力される。制御回路10内のコンパレータCMP1は、フィードバック信号FBCと発振器OSCからの三角波信号とによりパルス信号を生成する。
At this time, the error voltage between the detection voltage detected by the current detection resistor R1 and the reference voltage is amplified by the
アンド回路AND1は、コンパレータCMP1からのパルス信号とバースト調光信号BSとのアンドをとって、アンド出力をFET1のゲートに出力する。このため、図3に示すゲート電圧Vgは、バースト調光信号BSがハイレベルの期間のみパルス信号を有する電圧となる。 The AND circuit AND1 takes an AND of the pulse signal from the comparator CMP1 and the burst dimming signal BS, and outputs an AND output to the gate of the FET1. For this reason, the gate voltage Vg shown in FIG. 3 is a voltage having a pulse signal only during a period when the burst dimming signal BS is at a high level.
また、バースト調光信号BSのローレベル期間中は、LED1〜LEDn及び電流検出抵抗R1に電流が流れないため、誤差増幅器12の反転入力端子電圧がゼロとなるため、誤差増幅器12の出力レベルが上昇する。即ち、図3のフィードバック制御信号FBCが上昇する(時刻t0〜t1)。このため、FET1の次のターンオン開始時のフィードバック制御信号FBCのレベルが高いところから開始し、ターンオン開始時にはFET1のスイッチングのオンデューティが広くなり、LED1〜LEDnの電流が過剰に大きくなる(時刻t1〜t2)。
Further, during the low level period of the burst dimming signal BS, no current flows through the
このため、図5に示すように、スイッチ部13(スイッチQ1,Q2)が無い場合においては、バースト調光信号のオンデューティが小さいときには、オンデューティに対してLED電流実効値が直線的に変化せず、所望の明るさ(暗さ)が得られなかった。 Therefore, as shown in FIG. 5, when the switch unit 13 (switches Q1 and Q2) is not provided, when the on-duty of the burst dimming signal is small, the LED current effective value changes linearly with respect to the on-duty. The desired brightness (darkness) could not be obtained.
次に、スイッチ部13(スイッチQ1,Q2)がある場合の動作を図4を参照しながら説明する。まず、バースト調光信号BSがローレベルのときには、スイッチQ1はオフして、誤差増幅器12を制御回路10及び位相補償コンデンサC2から切り離す。このため、LED1〜LEDnに電流が流れず、電流検出抵抗R1で検出された検出電圧がゼロとなり、誤差増幅器出力が上昇しても、スイッチQ1がオフしているため、誤差増幅器出力が制御回路10に出力されない。また、誤差増幅器の出力レベルが上昇しても、位相補償コンデンサC2に蓄積された電荷(情報)は変動しない。従って、FET1のターンオン開始時にLED1〜LEDnの電流が過剰に増大することが抑制される。
Next, the operation when the switch unit 13 (switches Q1 and Q2) is provided will be described with reference to FIG. First, when the burst dimming signal BS is at a low level, the switch Q1 is turned off, and the
また、スイッチQ2は、バースト調光信号BSがローレベルのときには、スイッチQ2はオフして、所定の電荷量を蓄えたままの状態で位相補償コンデンサC2を誤差増幅器12及び制御回路10から切り離す。即ち、位相補償コンデンサC2は主な電荷の移動経路から分離されるので、位相補償コンデンサC2の所定の電荷(情報)は変動しない。
Further, the switch Q2 turns off the switch Q2 when the burst dimming signal BS is at a low level, and disconnects the phase compensation capacitor C2 from the
次に、バースト調光信号BSがハイレベルのときには、スイッチQ1はオンして、誤差増幅器出力を制御回路10に接続する。このとき、スイッチQ2はオンして、所定の電荷量を蓄えたままの状態で位相補償コンデンサC2を誤差増幅器12及び制御回路10に接続する。
Next, when the burst dimming signal BS is at a high level, the switch Q1 is turned on to connect the error amplifier output to the
即ち、次のバースト調光信号BSのターンオン開始時のフィードバック制御信号FBC(スイッチQ1がオン時の誤差増幅器出力)を前回のバースト調光信号FBCのターンオフ直前の時のフィードバック信号FBC(位相補償コンデンサC2の両端電圧)と同じにすることでき、このフィードバック制御信号FBCを制御回路10に供給することができる。
That is, the feedback control signal FBC at the start of turn-on of the next burst dimming signal BS (error amplifier output when the switch Q1 is on) is used as the feedback signal FBC (phase compensation capacitor) immediately before the turn-off of the previous burst dimming signal FBC. The feedback control signal FBC can be supplied to the
従って、図4に示すように、バースト調光信号BSのターンオン時でのLED1〜LEDnの電流LEDiの波形に崩れがなくなり、微小なオンデューティの領域まで、きめ細やかな明るさ調整が可能となる。
Therefore, as shown in FIG. 4, the waveform of the current LEDi of the
また、図3の時刻t1〜t2において示される過剰に大きい電流LEDiが、LED1〜LEDnに流れにくくなるため、LED1〜LEDnが受ける電気的ストレスが軽減され、LED1〜LEDnの長寿命化が達成される。 Moreover, since the excessively large current LEDi shown at time t1 to t2 in FIG. 3 is less likely to flow to LED1 to LEDn, the electrical stress received by LED1 to LEDn is reduced, and the life of LED1 to LEDn is extended. The
図6は、本発明の実施例2に係る調光装置の構成図である。実施例2に係る調光装置は、図1に示す実施例1の調光装置に対して、誤差増幅器12の反転入力端子にスイッチQ3の一端を接続し、スイッチQ3の他端を位相補償コンデンサC2を介してスイッチQ2の他端に接続している。スイッチQ1,Q2,Q3は、バイポーラトランジスタ、MOSFETなどの半導体スイッチング素子やメカニカルスイッチからなる。
FIG. 6 is a configuration diagram of the light control device according to the second embodiment of the present invention. The light control device according to the second embodiment is different from the light control device according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that one end of the switch Q3 is connected to the inverting input terminal of the
スイッチQ2,Q3は、バースト調光信号BSがローレベルのときにはオフして、所定の電荷量を蓄えたままの状態で位相補償コンデンサC2を誤差増幅器12及び制御回路10から切り離し、バースト調光信号BSがハイレベルのときにはオンして、所定の電荷量を蓄えたままの状態で位相補償コンデンサC2を誤差増幅器12及び制御回路10に接続する。
The switches Q2 and Q3 are turned off when the burst dimming signal BS is at a low level, and the phase compensation capacitor C2 is disconnected from the
即ち、バースト調光信号BSがローレベルのときには、スイッチQ1,Q2,Q3はオフするので、位相補償コンデンサC2の所定の電荷量は保持される。また、バースト調光信号BSがハイレベルのときには、スイッチQ1,Q2,Q3はオンするので、実施例1の動作と同様に動作する。従って、実施例2の調光装置においても、実施例2の調光装置の効果と同様な効果が得られる。 That is, when the burst dimming signal BS is at the low level, the switches Q1, Q2, and Q3 are turned off, so that the predetermined charge amount of the phase compensation capacitor C2 is held. When the burst dimming signal BS is at a high level, the switches Q1, Q2, and Q3 are turned on, and thus operate in the same manner as in the first embodiment. Therefore, also in the light control apparatus of Example 2, the effect similar to the effect of the light control apparatus of Example 2 is acquired.
図7は、本発明の実施例3に係る調光装置の構成図である。図7に示す実施例3の調光装置は、図1に示す実施例1の調光装置の構成に対して、積分回路14(基準電圧可変部)を設けたことを特徴とする。積分回路14は、バースト調光信号BSを積分して積分出力を基準電圧Vrefとして誤差増幅器12の非反転入力端子に出力する。
FIG. 7 is a configuration diagram of the light control device according to the third embodiment of the present invention. The light control device of the third embodiment shown in FIG. 7 is characterized in that an integrating circuit 14 (reference voltage variable section) is provided in the configuration of the light control device of the first embodiment shown in FIG. The integrating
このように実施例3の調光装置によれば、積分回路14がバースト調光信号BSを積分した積分出力を用いて、誤差増幅器12の基準電圧Vrefを可変することにより、LED1〜LEDnの電流の波高値を可変させるので、より微発光な領域まできめ細やかな明るさ調整が可能となる。図8に、本発明の実施例3に係る調光装置の各部の動作波形を示す。
As described above, according to the dimming device of the third embodiment, the
次に、図9を参照して、バースト調光信号BS(S3)と同期するスイッチ部13の変形例について説明する。
Next, a modification of the
図9(a)に示す第1の変形例に係るスイッチ部13は、誤差増幅器12と制御回路10及び位相補償コンデンサC2との間に接続されるスイッチQ1と、制御回路10と誤差増幅器12及び位相補償コンデンサC2との間に接続されるスイッチQ2と、を含んで構成される。
The
また、図9(b)に示す第2の変形例に係るスイッチ部13は、制御回路10及び誤差増幅器12と位相補償コンデンサC2との間に接続されるスイッチQ1と、制御回路10と誤差増幅器12及び位相補償コンデンサC2との間に接続されるスイッチQ2と、を含んで構成される。
Further, the
また、図9(c)に示す第3の変形例に係るスイッチ部13は、制御回路10及び誤差増幅器12と位相補償コンデンサC2との間に接続されるスイッチQ1を含んで構成される。
Further, the
図1及び図9に示されるいずれのスイッチ部13を用いても、上記と同様の効果が得られる。
The same effect as described above can be obtained by using any one of the
図10は本発明の実施例4に係る調光装置の構成図である。まず、実施例1に係る調光装置では、図1において、バースト調光信号S2が制御回路10に入力されるタイミングと、バースト調光信号S3がスイッチQ2に入力されるタイミングとが同時であることが前提であった。
FIG. 10 is a configuration diagram of the light control device according to the fourth embodiment of the present invention. First, in the dimming device according to the first embodiment, in FIG. 1, the timing when the burst dimming signal S2 is input to the
実施例4に係る調光装置は、実施例1に係る調光装置の構成に、さらに、制御回路10の前段にターンオン遅延回路16を設けたことを特徴する。ターンオン遅延回路16は、スイッチQ1とスイッチQ2とをオンさせた後にバースト調光信号を制御回路10に出力するために、バースト調光信号S2を所定時間Tdだけ遅延させた遅延バースト調光信号S4を生成し、遅延バースト調光信号S4を制御回路10に出力する。所定時間Tdは、例えば数100ns〜数μsである。
The light control device according to the fourth embodiment is characterized in that, in addition to the configuration of the light control device according to the first embodiment, a turn-on
図11は本発明の実施例4に係る調光装置内のターンオン遅延回路を示す回路図である。図11に示すターンオン遅延回路は、電源Vregとグランドとの間には、電流源IaとMOSFETからなるスイッチQ4との直列回路が接続される。バースト調光信号S2が入力される入力端子INとスイッチQ4のゲートとの間にはインバータINV1が接続される。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a turn-on delay circuit in the light control apparatus according to
電流源IaとスイッチQ4のドレインとの接続点にはコンデンサC3の一端とインバータINV2の入力端子が接続され、インバータINV2の出力端子は、インバータINV3を介して出力端子OUTに接続される。出力端子OUTは、制御回路10の入力側即ち、アンド回路AND1の入力端子に接続される。コンデンサC3の他端とスイッチQ4のソースとはグランドに接続される。
One end of the capacitor C3 and the input terminal of the inverter INV2 are connected to the connection point between the current source Ia and the drain of the switch Q4, and the output terminal of the inverter INV2 is connected to the output terminal OUT via the inverter INV3. The output terminal OUT is connected to the input side of the
次にこのように構成された実施例4の調光装置の動作を説明する。ここでは、特に、ターンオン遅延回路16の動作を説明する。図12は本発明の実施例4に係る調光装置の各部の動作波形を示す図である。図12において、BS,S1,S2,S3はバースト調光信号であり、同一タイミングであるものとする。S4は遅延バースト調光信号である。
Next, the operation of the light control device according to the fourth embodiment configured as described above will be described. Here, in particular, the operation of the turn-on
図11において、まず、インバータINV1にバースト調光信号S2のHレベルが入力されると、インバータINV1の出力からLレベルがスイッチQ4のゲートに入力されるので、スイッチQ4はオフする。このため、電流源Iaからの定電流によりコンデンサC3が充電されてコンデンサC3の電圧が上昇していく。 In FIG. 11, first, when the H level of the burst dimming signal S2 is input to the inverter INV1, the L level is input from the output of the inverter INV1 to the gate of the switch Q4, so that the switch Q4 is turned off. For this reason, the capacitor C3 is charged by the constant current from the current source Ia, and the voltage of the capacitor C3 increases.
そして、コンデンサC3の電圧がインバータINV2のしきい値Vthを超えたときに、インバータINV2はHレベルを反転させてLレベルとする。即ち、インバータINV2から出力されるLレベルは、電流源IaとコンデンサC3とにより決められる、コンデンサC3の電圧がゼロからしきい値Vthになるまでの所定時間Tdだけ遅延する。このLレベルをインバータINV3は反転させ、Hレベルを遅延バースト調光信号S4として出力端子OUTに出力する。これにより、遅延バースト調光信号S4は、図12に示すように、バースト調光信号S2よりも所定時間Tdだけ遅延される。 When the voltage of the capacitor C3 exceeds the threshold value Vth of the inverter INV2, the inverter INV2 inverts the H level to the L level. That is, the L level output from the inverter INV2 is delayed by a predetermined time Td determined by the current source Ia and the capacitor C3 until the voltage of the capacitor C3 becomes zero to the threshold value Vth. The inverter INV3 inverts this L level and outputs the H level to the output terminal OUT as the delayed burst dimming signal S4. As a result, the delayed burst dimming signal S4 is delayed by a predetermined time Td from the burst dimming signal S2, as shown in FIG.
また、インバータINV1にバースト調光信号S2のLレベルが入力されると、インバータINV1からのHレベルによりスイッチQ4がオンし、コンデンサC3の電荷が急速に放電されるので、出力端子OUTには遅延されないLレベルの遅延バースト調光信号S4が出力される。 When the L level of the burst dimming signal S2 is input to the inverter INV1, the switch Q4 is turned on by the H level from the inverter INV1, and the charge of the capacitor C3 is rapidly discharged. The L level delayed burst dimming signal S4 is output.
このように、実施例4に係る調光装置によれば、ターンオン遅延回路16は、バースト調光信号S2を所定時間Tdだけ遅延させた遅延バースト調光信号S4を生成し、遅延バースト調光信号S4を制御回路10に出力するので、バースト調光信号S3のオンパルスによりスイッチQ1とスイッチQ2とがオンされた後に、遅延バースト調光信号S4が制御回路10に出力される。このため、コンパレータCMP1の非反転入力端子にフィードバック制御信号と位相補償コンデンサC2からの電荷が入力され、コンパレータCMP1の非反転入力端子電圧の安定後にFET1の発振が再開される。このため、各素子のバラツキ等による影響が軽減され、制御回路10が正常に動作を開始するため、安定した出力電圧制御を実現できる。これにより、より微発光な領域まできめ細やかな明るさ調整が可能となる。
As described above, according to the light control device according to the fourth embodiment, the turn-on
図13は本発明の実施例5に係る調光装置の構成図である。図13に示す実施例5に係る調光装置は、図6に示す実施例2に係る調光装置の構成に、さらに、制御回路10の前段にターンオン遅延回路16を設けたことを特徴とする。
FIG. 13 is a configuration diagram of a light control device according to the fifth embodiment of the present invention. The dimming device according to the fifth embodiment shown in FIG. 13 is characterized in that a turn-on
このような実施例5に係る調光装置によれば、図6に示す実施例2に係る調光装置の効果と図10に示す実施例4に係る調光装置におけるターンオン遅延回路16による効果とが得られる。
According to the light control device according to the fifth embodiment, the effect of the light control device according to the second embodiment shown in FIG. 6 and the effect of the turn-on
図14は本発明の実施例6に係る調光装置の構成図である。図14に示す実施例6に係る調光装置は、図7に示す実施例3に係る調光装置の構成に、さらに、制御回路10の前段にターンオン遅延回路16を設けたことを特徴とする。 FIG. 14 is a configuration diagram of a light control apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. The light control device according to the sixth embodiment illustrated in FIG. 14 is characterized in that, in addition to the configuration of the light control device according to the third embodiment illustrated in FIG. .
このような実施例6に係る調光装置によれば、図7に示す実施例3に係る調光装置の効果と図10に示す実施例4に係る調光装置におけるターンオン遅延回路16による効果とが得られる。
According to the light control device according to the sixth embodiment, the effect of the light control device according to the third embodiment shown in FIG. 7 and the effect of the turn-on
なお、本発明は上述した実施例に係る調光装置に限定されるものではない。実施例1〜6の調光装置では、コンバータ回路がフライバック方式であったが、これに限定されることなく、コンバータ回路は、フォワード方式、チョッパ方式、或いはその他の絶縁型、非絶縁型の回路方式を用いても良い。 In addition, this invention is not limited to the light modulation apparatus which concerns on the Example mentioned above. In the light control devices of the first to sixth embodiments, the converter circuit is a flyback method. However, the converter circuit is not limited to this, and the converter circuit may be a forward method, a chopper method, or other insulation type or non-insulation type. A circuit system may be used.
また、スイッチ部13はバースト調光信号BSに同期して動作する論理ゲート回路で構成されても良く、LED電流を電流検出抵抗R1以外の方法で所望の信号に変換しても良く、フィードバック制御信号FBCをデジタル信号に変換して用いても良い。
Further, the
また、FET1は単一の半導体素子として半導体集積回路1とは個別に設けても良い。
The
本発明は、LED点灯装置、LED駆動回路等に適用可能である。 The present invention is applicable to LED lighting devices, LED drive circuits, and the like.
1 半導体集積回路
10 制御回路
12 誤差増幅器
13 スイッチ部
14 積分回路
16 ターンオン遅延回路
Q1,Q2,Q3,Q4 スイッチ
C0〜C3 コンデンサ
D1 ダイオード
T トランス
P 一次巻線
S 二次巻線
R1 電流検出抵抗
OSC 発振器
CMP1 コンパレータ
AND1 アンド回路
INV1,INV2 インバータ
Ia 電流源
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記コンバータ回路は、前記LEDに流れる電流に基づくフィードバック制御信号を出力する誤差増幅器と、前記フィードバック制御信号とバースト調光信号とに基づき前記第1スイッチング素子をオン/オフさせる制御回路と、前記誤差増幅器の出力端子と前記制御回路の入力端子とに接続された電荷保持部とを有し、
前記第2スイッチング素子は、前記バースト調光信号に同期して前記LEDに流れる電流を制御し、
前記コンバータ回路は、前記バースト調光信号に同期して前記誤差増幅器、前記制御回路及び前記電荷保持部を分離/接続するスイッチ部を備え、
前記誤差増幅器は、前記LEDに流れる電流と前記バースト調光信号のデューティとに基づくフィードバック制御信号を出力するとともに、前記LEDに流れる電流に基づく検出電圧と基準電圧との誤差電圧を増幅し、
前記基準電圧は、前記バースト調光信号のデューティに応じて可変されることを特徴とする調光装置。 A converter circuit having a first switching element and supplying power to the LED; and a second switching element connected in series to the LED;
The converter circuit includes an error amplifier that outputs a feedback control signal based on a current flowing through the LED, a control circuit that turns on / off the first switching element based on the feedback control signal and a burst dimming signal, and the error A charge holding unit connected to the output terminal of the amplifier and the input terminal of the control circuit;
The second switching element controls a current flowing through the LED in synchronization with the burst dimming signal,
The converter circuit includes a switch unit that separates / connects the error amplifier, the control circuit, and the charge holding unit in synchronization with the burst dimming signal ,
The error amplifier outputs a feedback control signal based on a current flowing through the LED and a duty of the burst dimming signal, and amplifies an error voltage between a detection voltage and a reference voltage based on the current flowing through the LED,
The dimming device according to claim 1, wherein the reference voltage is varied according to a duty of the burst dimming signal .
前記第1スイッチは少なくとも前記誤差増幅器と前記電荷保持部との間に接続され、 The first switch is connected at least between the error amplifier and the charge holding unit;
前記第2スイッチは少なくとも前記制御回路と前記電荷保持部との間に接続されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の調光装置。 4. The light control device according to claim 1, wherein the second switch is connected at least between the control circuit and the charge holding unit. 5.
前記コンバータ回路は、前記LEDに流れる電流に基づくフィードバック制御信号を出力する誤差増幅器と、前記フィードバック制御信号とバースト調光信号とに基づき前記第1スイッチング素子をオン/オフさせる制御回路と、前記誤差増幅器の出力端子と前記制御回路の入力端子とに接続された電荷保持部とを有し、 The converter circuit includes an error amplifier that outputs a feedback control signal based on a current flowing through the LED, a control circuit that turns on / off the first switching element based on the feedback control signal and a burst dimming signal, and the error A charge holding unit connected to the output terminal of the amplifier and the input terminal of the control circuit;
前記第2スイッチング素子は、前記バースト調光信号に同期して前記LEDに流れる電流を制御し、 The second switching element controls a current flowing through the LED in synchronization with the burst dimming signal,
前記コンバータ回路は、前記バースト調光信号に同期して前記誤差増幅器、前記制御回路及び前記電荷保持部を分離/接続するスイッチ部を備え、 The converter circuit includes a switch unit that separates / connects the error amplifier, the control circuit, and the charge holding unit in synchronization with the burst dimming signal,
さらに、前記スイッチ部をオンさせた後に前記バースト調光信号を前記制御回路に出力するために、前記バースト調光信号を所定時間だけ遅延させた後に前記制御回路に出力する遅延回路を備えることを特徴とする調光装置。 Further, in order to output the burst dimming signal to the control circuit after turning on the switch unit, a delay circuit that delays the burst dimming signal by a predetermined time and then outputs the delay dimming signal to the control circuit is provided. A light control device.
前記第1スイッチは少なくとも前記誤差増幅器と前記電荷保持部との間に接続され、 The first switch is connected at least between the error amplifier and the charge holding unit;
前記第2スイッチは少なくとも前記制御回路と前記電荷保持部との間に接続されることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の調光装置。 The dimming device according to claim 6, wherein the second switch is connected at least between the control circuit and the charge holding unit.
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