JP5930769B2 - 負荷駆動回路 - Google Patents
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Description
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の負荷駆動回路において、前記第1の調光パルス幅変調信号のデューティの最大値は、前記LEDが前記目標輝度で発光する前記負荷電流の平均値に相当するデューティであることを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1又は2に記載の負荷駆動回路において、前記昇圧パルス幅変調信号によって前記半波波形の前記下降領域で昇圧を行うときの昇圧期間は、前記半波波形の前記下降領域の下降開始時刻から、前記LEDが前記目標輝度で発光する平均負荷電流を流す電圧に下降する時刻までの範囲内であることを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項1、2又は3に記載の負荷駆動回路において、前記昇圧パルス幅変調信号によって前記半波波形の前記下降領域で昇圧を行うときの昇圧開始時刻は、前記昇圧パルス幅変調信号のデューティが大きくなるほど、前記下降領域の下降開始時刻に近づくことを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項1、2、3、又は4に記載の負荷駆動回路において、電源投入時は、デューティが順次増大する第2の調光パルス幅変調信号により前記負荷電流をスイッチングし、該第2の調光パルス幅変調信号のデューティが前記第1の調光パルス幅変調信号のデューティを超えた後は、前記第1の調光パルス幅変調信号により前記負荷電流をスイッチングすることを特徴とする。
請求項6にかかる発明は、請求項1、2、3、4又は5に記載の負荷駆動回路において、前記出力コンデンサの電圧が所定値を超えたとき、前記昇圧パルス幅変調信号による昇圧動作および前記第1又は第2の調光パルス幅変調信号による前記負荷電流のスイッチング制御を停止することを特徴とする。
図1に本発明の第1の実施例の負荷駆動回路を示す。10は制御に使用する各種信号を生成する信号生成回路であり、クロック信号CLKを発生する発振回路11と、そのクロック信号CLKをカウントして所定数(フレーム周期分)のカウントで自動リセットされるカウンタ12と、クロック信号CLKとカウンタ12の出力と第1の第1の調光パルス幅変調信号PWM1を入力してその第1の調光パルス幅変調信号PWM1のデューティ信号WIDTHを出力するラッチ回路13と、クロック信号CLKとカウンタ12の出力値とからフレーム信号FLAMEを生成する分周回路14と、そのフレーム信号FLAMEを入力してフレーム信号FLAMEと同じ周期の鋸波を生成する鋸波生成回路15とを備える。
図3にLED負荷回路70の変形例を示す。(a)に示すLED負荷回路70Aは、LED直列回路にインダクタL2を直列接続したものであり、このようにインダクタL2を接続すると、そのインダクタンス成分によってPWM制御される電流をより一定化させることができる。(b)に示すLED負荷回路70Bは、(a)の回路にさらに並列にフライホイールダイオードD2を接続して、インダクタL2の逆起電力吸収を行わせ、LEDに流れる電流をより一定化させたものである。(c)に示すLED負荷回路70Cは、(b)の回路のLED直列回路にコンデンサC3を並列接続して、LED直列回路に印加する電圧の安定化を図ったものである。
図4に第3の実施例の負荷駆動回路を示す。本実施例は、昇圧出力回路50Aの出力トランジスタ51に直列に電流検出抵抗R8を接続して、電源短絡等により大電流が流れて抵抗R8に発生する電圧が所定値を超えたときに、過電流検出回路100から過電流検出信号OCP1を出力して、デジタル処理回路20に入力させ、昇圧パルス幅変調信号PWM4、第2の調光パルス幅変調信号PWM2をハイレベルに固定するとともにセレクタ信号S1によりセレクタ24が第2の調光パルス幅変調信号PWM2を選択するようにして、昇圧出力回路50Aおよび調光回路50Bがオフするようにしたものである。
図5に第4の実施例の負荷駆動回路を示す。本実施例は、調光出力回路50Bの出力トランジスタ52に直列に電流検出抵抗R9を接続して、電源短絡等により大電流が流れて抵抗R9に発生する電圧が所定値を超えたときに、過電流検出回路110から過電流検出信号OCP2を出力して、デジタル処理回路20に入力させ、昇圧パルス幅変調信号PWM4、第2の調光パルス幅変調信号PWM2をハイレベルに固定するとともにセレクタ信号S1によりセレクタ24が第2の調光パルス幅変調信号PWM2を選択するようにして、昇圧出力回路50Aおよび調光回路50Bがオフするようにしたものである。
図6に第5の実施例の負荷駆動回路を示す。本実施例は、負荷駆動回路内の温度が所定値を超えた場合に、温度検出回路120から高温検出信号TPを出力させて、デジタル処理回路20に入力させ、昇圧パルス幅変調信号PWM4、第2の調光パルス幅変調信号PWM2をハイレベルに固定するとともにセレクタ信号S1によりセレクタ24が第2の調光パルス幅変調信号PWM2を選択するようにして、昇圧出力回路50Aおよび調光回路50Bがオフするようにしたものである。
図7に第6の実施例の負荷駆動回路を示す。本実施例は、デジタル処理回路20に外部入出力用のインターフェース端子130を接続したものである。これにより、外部から、この負荷駆動回路の例えばオン/オフを制御したり、この負荷駆動回路の短絡検出、高温検出等の異常発生内容を外部に出力することが可能となっている。
なお、昇圧PWM変調回路30から出力する第1の調光パルス幅変調信号PWM1は、鋸波信号WAVEの周波数に比べてクロック信号CLKの周波数が高いほど、精度が高くなる。よって、高精度が要求される状況では、クロック信号CLKの周波数を高くし、デューティ信号WIDTHの分解能を高くすればよい。例えば、鋸波の周波数が250kHzであるとすると、クロック信号CLKの周波数をその26倍で16MHz、210倍では256MHzにすればよい。これは、PLLを使用してクロック信号CLKの周波数を可変させることで容易に実現できる。
20:デジタル処理回路、21:制御回路、22,23:シフトレジスタ、24:セレクタ
30:調光PWM変調回路、31,32:オペアンプ
40A:昇圧プリバッファ回路、40B:調光プリバッファ回路
50A:昇圧出力回路、50B:調光出力回路
60:比較器
70:LED負荷回路
80:電圧レギュレータ
90:基準電圧生成回路
100,110:過電流検出回路
120:温度検出回路
130:インターフェース端子
Claims (6)
- LED負荷回路に並列接続された出力コンデンサに対して、商用周波電源の全波整流電圧をそのまま又は昇圧パルス幅変調信号により昇圧して充電し、前記LED負荷回路に流れる負荷電流のLEDの目標輝度に相当する平均値からのずれに応じて、第1の調光パルス幅変調信号を生成し、該第1の調光パルス幅変調信号より前記負荷電流をスイッチング制御する負荷駆動回路であって、
前記第1の調光パルス幅変調信号のデューティが最大値を示すとき、前記全波整流電圧の波形の次回の半波波形の下降領域で前記昇圧パルス幅変調信号により昇圧を行う動作を、前記昇圧パルス幅変調信号のデューティを順次大きくしながら繰り返し、
前記第1の調光パルス幅変調信号のデューティが前記最大値よりも低下すると、前記昇圧パルス幅変調信号のそのときのデューティを固定して昇圧を行う動作を繰り返す、
ことを特徴とする負荷駆動回路。
- 請求項1に記載の負荷駆動回路において、
前記第1の調光パルス幅変調信号のデューティの最大値は、前記LEDが前記目標輝度で発光する前記負荷電流の平均値に相当するデューティであることを特徴とする負荷駆動回路。
- 請求項1又は2に記載の負荷駆動回路において、
前記昇圧パルス幅変調信号によって前記半波波形の前記下降領域で昇圧を行うときの昇圧期間は、前記半波波形の前記下降領域の下降開始時刻から、前記LEDが前記目標輝度で発光する平均負荷電流を流す電圧に下降する時刻までの範囲内であることを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項1、2又は3に記載の負荷駆動回路において、
前記昇圧パルス幅変調信号によって前記半波波形の前記下降領域で昇圧を行うときの昇圧開始時刻は、前記昇圧パルス幅変調信号のデューティが大きくなるほど、前記下降領域の下降開始時刻に近づくことを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項1、2、3、又は4に記載の負荷駆動回路において、
電源投入時は、デューティが順次増大する第2の調光パルス幅変調信号により前記負荷電流をスイッチングし、該第2の調光パルス幅変調信号のデューティが前記第1の調光パルス幅変調信号のデューティを超えた後は、前記第1の調光パルス幅変調信号により前記負荷電流をスイッチングすることを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項1、2、3、4又は5に記載の負荷駆動回路において、
前記出力コンデンサの電圧が所定値を超えたとき、前記昇圧パルス幅変調信号による昇圧動作および前記第1又は第2の調光パルス幅変調信号による前記負荷電流のスイッチング制御を停止することを特徴とする負荷駆動回路。
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