JP6270698B2 - LED driver device - Google Patents

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Description

本発明は、ＬＥＤドライバ装置に関する。   The present invention relates to an LED driver device.

従来、スイッチング電源の一つとして、ＺＥＴＡ型コンバータが知られている（特許文献１，２）。このＺＥＴＡ型コンバータでは、バッテリの正極と負極（接地電位）との間に、直列接続されたスイッチング素子とインダクタを有する。スイッチング素子の一端はバッテリの正極に接続され、インダクタの一端はバッテリの負極に接続される。   Conventionally, a ZETA type converter is known as one of switching power supplies (Patent Documents 1 and 2). This ZETA type converter has a switching element and an inductor connected in series between a positive electrode and a negative electrode (ground potential) of the battery. One end of the switching element is connected to the positive electrode of the battery, and one end of the inductor is connected to the negative electrode of the battery.

上記スイッチング素子は、半導体集積回路で構成される制御部によりオン／オフ制御される。制御部は、動作電圧を入力するＶＣＣ端子と、基準電位を入力するＧＮＤ端子と、スイッチング素子の制御信号を出力する制御端子とを有している。ＧＮＤ端子はバッテリの負極に接続される。   The switching element is on / off controlled by a control unit configured by a semiconductor integrated circuit. The control unit has a VCC terminal for inputting an operating voltage, a GND terminal for inputting a reference potential, and a control terminal for outputting a control signal for the switching element. The GND terminal is connected to the negative electrode of the battery.

スイッチング素子としては、通常、ＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）が用いられ、より詳しくは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴよりも価格およびオン抵抗等の性能に優れるＮ型ＭＯＳＦＥＴが用いられる。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを用いる場合、ドレイン端子がバッテリの正極と接続され、ソース端子がインダクタを介して接地される。   As the switching element, a MOSFET (field effect transistor) is usually used, and more specifically, an N-type MOSFET that is superior in performance such as price and on-resistance than the P-type MOSFET is used. When the N-type MOSFET is used, the drain terminal is connected to the positive electrode of the battery, and the source terminal is grounded via the inductor.

特開２００６−３４０４３２号公報JP 2006-340432 A 中国実用新案２０２００５０３４Chinese utility model 202005034

上記のように、ＺＥＴＡ型コンバータでは、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴとバッテリの負極（接地電位）との間にインダクタが設けられており、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのソース端子の電位とバッテリの負極の電位（接地電位）とが異なる。このため、ハイサイドドライブ方式によりＮ型ＭＯＳＦＥＴを駆動する必要がある。しかしながら、この場合、制御部は、ＧＮＤ端子の他に、ハイサイドドライブ用の基準電位を入力する端子が必要となる。このため、制御部として、２つの基準電位を扱うことが可能なように複雑な製造プロセスにより作製された高価な半導体チップを用いなければならない。よって、ハイサイドドライブ方式を採る場合、制御部のコストが増大するという問題がある。   As described above, in the ZETA type converter, the inductor is provided between the N-type MOSFET and the negative electrode (ground potential) of the battery, and the potential of the source terminal of the N-type MOSFET and the negative electrode potential (ground potential) of the battery. Is different. For this reason, it is necessary to drive the N-type MOSFET by the high side drive method. However, in this case, the control unit needs a terminal for inputting a reference potential for high-side drive in addition to the GND terminal. For this reason, an expensive semiconductor chip manufactured by a complicated manufacturing process so that two reference potentials can be handled must be used as the control unit. Therefore, when the high side drive method is adopted, there is a problem that the cost of the control unit increases.

これに対し、スイッチング素子としてＰ型ＭＯＳＦＥＴを使用する場合は、基準電位を入力するための端子を増やす必要がなく、制御部のコスト増を避けられる。しかしながら、一般的にＰ型ＭＯＳＦＥＴはコストの面からＮ型ＭＯＳＦＥＴに比べて不利である。また、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴはＮ型ＭＯＳＦＥＴに比べてオン抵抗の値が大きく、電力変換効率が低下するという問題もある。   On the other hand, when a P-type MOSFET is used as the switching element, it is not necessary to increase the number of terminals for inputting the reference potential, and an increase in the cost of the control unit can be avoided. However, P-type MOSFETs are generally disadvantageous compared to N-type MOSFETs in terms of cost. Further, the P-type MOSFET has a problem that the value of on-resistance is larger than that of the N-type MOSFET and the power conversion efficiency is lowered.

本発明は、上記の技術的認識に基づいてなされたものであり、その目的は、ハイサイドドライブ方式を採らずにＮ型ＭＯＳＦＥＴを用いて構成することが可能であり、安価なＬＥＤドライバ装置を提供することである。   The present invention has been made based on the above technical recognition, and an object of the present invention is to provide an inexpensive LED driver device that can be configured using an N-type MOSFET without adopting a high-side drive system. Is to provide.

本発明の一態様に係るＬＥＤドライバ装置は、
バッテリの正極に接続される入力端子と、
接地される接地端子と、
ＬＥＤランプの一端に接続される出力端子と、
Ｎ型の電界効果トランジスタからなり、前記入力端子に一端が接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の他端に一端が接続され、前記接地端子に他端が接続された第１のインダクタと、
前記第１のインダクタの一端に一端が接続された第１のコンデンサと、
前記第１のコンデンサの他端に一端が接続され、前記出力端子に他端が接続された第２のインダクタと、
前記接地端子から前記第１のコンデンサの他端に向かう方向が順方向となるように、一端が前記接地端子に接続され他端が前記第１のコンデンサの他端に接続された第１の整流素子と、
基準電位を入力するＧＮＤ端子が前記スイッチング素子の前記他端に接続され、前記出力端子を流れる電流に基づいて前記スイッチング素子をオン／オフ制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。 An LED driver device according to an aspect of the present invention is provided.
An input terminal connected to the positive electrode of the battery;
A ground terminal to be grounded;
An output terminal connected to one end of the LED lamp;
A switching element comprising an N-type field effect transistor and having one end connected to the input terminal;
A first inductor having one end connected to the other end of the switching element and the other end connected to the ground terminal;
A first capacitor having one end connected to one end of the first inductor;
A second inductor having one end connected to the other end of the first capacitor and the other end connected to the output terminal;
A first rectification in which one end is connected to the ground terminal and the other end is connected to the other end of the first capacitor so that a direction from the ground terminal toward the other end of the first capacitor is a forward direction. Elements,
A control unit that connects a GND terminal for inputting a reference potential to the other end of the switching element and controls the switching element on / off based on a current flowing through the output terminal;
It is characterized by providing.

また、前記ＬＥＤドライバ装置において、
前記スイッチング素子の他端に一端が接続された第２のコンデンサと、
前記入力端子から前記第２のコンデンサの他端に向かう方向が順方向となるように、一端が前記入力端子に接続され他端が前記第２のコンデンサの他端に接続された第２の整流素子と、
前記制御部の動作電圧を入力するＶＣＣ端子に一端が接続され前記第２のコンデンサの他端に他端が接続され、前記第２のコンデンサの他端の電圧を前記制御部の動作電圧範囲内の電圧に降圧する降圧部と、
をさらに備えてもよい。 In the LED driver device,
A second capacitor having one end connected to the other end of the switching element;
A second rectifier in which one end is connected to the input terminal and the other end is connected to the other end of the second capacitor so that a direction from the input terminal toward the other end of the second capacitor is a forward direction. Elements,
One end is connected to the VCC terminal for inputting the operating voltage of the control unit, the other end is connected to the other end of the second capacitor, and the voltage at the other end of the second capacitor is within the operating voltage range of the control unit. A step-down unit that steps down to a voltage of
May be further provided.

また、前記ＬＥＤドライバ装置において、
前記スイッチング素子の他端に一端が接続され、前記ＶＣＣ端子に他端が接続された第２のコンデンサと、
前記第１のコンデンサの他端から前記第２のコンデンサの他端に向かう方向が順方向となるように、一端が前記第１のコンデンサの他端に接続され他端が前記第２のコンデンサの他端に接続された第２の整流素子と、
前記入力端子に一端が接続され前記ＶＣＣ端子に他端が接続され、前記ＶＣＣ端子の電圧が所定の閾値に達するまでの間、前記入力端子と前記ＶＣＣ端子を接続する起動部と、をさらに備えてもよい。 In the LED driver device,
A second capacitor having one end connected to the other end of the switching element and the other end connected to the VCC terminal;
One end is connected to the other end of the first capacitor and the other end is connected to the second capacitor so that the direction from the other end of the first capacitor to the other end of the second capacitor is the forward direction. A second rectifying element connected to the other end;
And a start unit for connecting the input terminal and the VCC terminal until one end is connected to the input terminal and the other end is connected to the VCC terminal until the voltage of the VCC terminal reaches a predetermined threshold. May be.

また、前記ＬＥＤドライバ装置において、
前記起動部は、
一端が前記入力端子に接続され、他端が前記ＶＣＣ端子に接続された第１のスイッチング素子と、
一端が抵抗を介して前記入力端子に接続されるとともに前記第１のスイッチング素子のゲート端子に接続され、他端が接地された第２のスイッチング素子と、
前記ＶＣＣ端子の電圧と前記バッテリの電圧を入力し、前記ＶＣＣ端子の電圧が前記バッテリの電圧以上となった場合に前記第２のスイッチング素子のゲート端子にオン信号を出力する比較器と、
を有するようにしてもよい。 In the LED driver device,
The activation unit is
A first switching element having one end connected to the input terminal and the other end connected to the VCC terminal;
A second switching element having one end connected to the input terminal via a resistor and connected to the gate terminal of the first switching element, and the other end grounded;
A comparator that inputs the voltage of the VCC terminal and the voltage of the battery, and outputs an ON signal to the gate terminal of the second switching element when the voltage of the VCC terminal becomes equal to or higher than the voltage of the battery;
You may make it have.

また、前記ＬＥＤドライバ装置において、
前記第１のコンデンサの電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記第１のコンデンサの電圧を、定常動作時における前記出力端子の電圧として前記スイッチング素子の制御を行うようにしてもよい。 In the LED driver device,
A voltage detector for detecting the voltage of the first capacitor;
The control unit may control the switching element using the voltage of the first capacitor as the voltage of the output terminal during steady operation.

また、前記ＬＥＤドライバ装置において、
前記電圧検出部は、直列接続された第１の抵抗および第２の抵抗を有し、前記直列接続された第１および第２の抵抗の一端は前記第１のコンデンサの一端に接続され、前記直列接続された第１および第２の抵抗の他端は前記第１のコンデンサの他端に接続され、前記第１の抵抗および前記第２の抵抗の接続点の電圧を出力するようにしてもよい。 In the LED driver device,
The voltage detection unit includes a first resistor and a second resistor connected in series, and one end of the first and second resistors connected in series is connected to one end of the first capacitor, The other ends of the first and second resistors connected in series are connected to the other end of the first capacitor so as to output the voltage at the connection point of the first resistor and the second resistor. Good.

また、前記ＬＥＤドライバ装置において、
前記第２のインダクタの他端と接地との間には、コンデンサが設けられていないようにしてもよい。 In the LED driver device,
A capacitor may not be provided between the other end of the second inductor and the ground.

本発明に係るＬＥＤドライバ装置では、制御部のＧＮＤ端子がスイッチング素子の他端に接続されているため、スイッチング素子の他端と制御部のＧＮＤ端子が同じ電位となる。このため、制御部はハイサイドドライブ方式を採らずに、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのスイッチング素子を駆動することができる。   In the LED driver device according to the present invention, since the GND terminal of the control unit is connected to the other end of the switching element, the other end of the switching element and the GND terminal of the control unit have the same potential. For this reason, the control unit can drive the switching element of the N-type MOSFET without adopting the high-side drive method.

よって、本発明によれば、ハイサイドドライブ方式を採らずＮ型ＭＯＳＦＥＴを用いて構成することが可能であり、安価なＬＥＤドライバ装置を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an inexpensive LED driver device that can be configured using an N-type MOSFET without adopting the high-side drive method.

本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤドライバ装置１の概略的な構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of LED driver device 1 concerning a 1st embodiment of the present invention. ＬＥＤドライバ装置１の降圧部２３の一例を示す回路図である。3 is a circuit diagram illustrating an example of a step-down unit 23 of the LED driver device 1. FIG. ＬＥＤドライバ装置１の各種電圧の時間波形を示す図である。It is a figure which shows the time waveform of the various voltages of the LED driver apparatus. 本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤドライバ装置１Ａの概略的な構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of 1 A of LED driver apparatuses which concern on the 2nd Embodiment of this invention. ＬＥＤドライバ装置１Ａの起動部３３の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the starting part 33 of 1 A of LED driver apparatuses. ＬＥＤドライバ装置１Ａの各種電圧の時間波形を示す図である。It is a figure which shows the time waveform of the various voltages of LED driver apparatus 1A. 実施形態に係る電圧検出部４０の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the voltage detection part 40 which concerns on embodiment.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態に係るＬＥＤドライバ装置について説明する。なお、各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。   Hereinafter, an LED driver device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the component which has an equivalent function is attached | subjected the same code | symbol, and detailed description of the component of the same code | symbol is not repeated.

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るＬＥＤドライバ装置１は、バッテリＢから入力した直流電力を変換して、複数の直列接続されたＬＥＤ素子を有するＬＥＤランプＬに所定の電流を供給するものである。ＬＥＤドライバ装置１は、ＺＥＴＡ型コンバータをベースとしている。 (First embodiment)
The LED driver device 1 according to the first embodiment converts a DC power input from a battery B and supplies a predetermined current to an LED lamp L having a plurality of LED elements connected in series. The LED driver device 1 is based on a ZETA type converter.

ＬＥＤドライバ装置１は、図１に示すように、入力端子１１と、接地端子１２と、出力端子１３と、スイッチング素子２と、インダクタ３と、コンデンサ４と、インダクタ５と、整流素子６と、制御部７とを備えている。以下、各構成要素について詳しく説明する。   As shown in FIG. 1, the LED driver device 1 includes an input terminal 11, a ground terminal 12, an output terminal 13, a switching element 2, an inductor 3, a capacitor 4, an inductor 5, a rectifying element 6, And a control unit 7. Hereinafter, each component will be described in detail.

入力端子１１および接地端子１２はそれぞれバッテリＢの正極および負極に接続される。なお、接地端子１２は接地されてもよい。出力端子１３は、ＬＥＤランプＬのアノード端子Ｌａに接続される。なお、ＬＥＤランプＬのカソード端子Ｌｃは接地される。   Input terminal 11 and ground terminal 12 are connected to the positive electrode and the negative electrode of battery B, respectively. The ground terminal 12 may be grounded. The output terminal 13 is connected to the anode terminal La of the LED lamp L. The cathode terminal Lc of the LED lamp L is grounded.

スイッチング素子２は、Ｎ型の電界効果トランジスタ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）からなり、入力端子１１に一端が接続されている。より詳しくは、スイッチング素子２のドレイン端子が入力端子１１に接続され、ソース端子がインダクタ３およびコンデンサ４に接続されている。   The switching element 2 is composed of an N-type field effect transistor (N-type MOSFET), and one end is connected to the input terminal 11. More specifically, the drain terminal of the switching element 2 is connected to the input terminal 11, and the source terminal is connected to the inductor 3 and the capacitor 4.

インダクタ３は、スイッチング素子２のソース端子に一端が接続され、接地端子１２に他端が接続されている。コンデンサ４は、インダクタ３の一端に一端が接続され、インダクタ５の一端に他端が接続されている。インダクタ５は、コンデンサ４の他端に一端が接続され、出力端子１３に他端が接続されている。   The inductor 3 has one end connected to the source terminal of the switching element 2 and the other end connected to the ground terminal 12. The capacitor 4 has one end connected to one end of the inductor 3 and the other end connected to one end of the inductor 5. The inductor 5 has one end connected to the other end of the capacitor 4 and the other end connected to the output terminal 13.

整流素子６は、例えばダイオードであり、アノードが接地端子１２に接続され、カソードがコンデンサ４の他端およびインダクタ５の一端に接続されている。整流素子６はスイッチング素子であってもよい。したがって、より一般的に言えば、整流素子６は、接地端子１２からコンデンサ４の他端に向かう方向が順方向となるように、一端が接地端子１２に接続され他端がコンデンサ４の他端に接続された素子である。   The rectifying element 6 is, for example, a diode, and has an anode connected to the ground terminal 12 and a cathode connected to the other end of the capacitor 4 and one end of the inductor 5. The rectifying element 6 may be a switching element. Therefore, more generally speaking, the rectifying element 6 has one end connected to the ground terminal 12 and the other end connected to the other end of the capacitor 4 such that the direction from the ground terminal 12 toward the other end of the capacitor 4 is the forward direction. It is an element connected to.

制御部７は、半導体集積回路として構成されており、ＶＣＣ端子７ａ、ＧＮＤ端子７ｂおよび制御端子７ｃを有する。ＶＣＣ端子７ａは動作電圧を入力するための端子であり、降圧部２３に接続されている。ＧＮＤ端子７ｂは、基準電位を入力するための端子であり、スイッチング素子２のソース端子に接続されている。即ち、制御部７のＧＮＤ端子７ｂは、フローティング接続されている。制御端子７ｃは、スイッチング素子２のゲート端子に接続され、スイッチング素子２をオン／オフするための制御信号を出力する。なお、制御部７は、出力電流（出力端子１３を流れる電流）をモニタするための端子（図示せず）も有している。   The control unit 7 is configured as a semiconductor integrated circuit, and has a VCC terminal 7a, a GND terminal 7b, and a control terminal 7c. The VCC terminal 7 a is a terminal for inputting an operating voltage, and is connected to the step-down unit 23. The GND terminal 7 b is a terminal for inputting a reference potential, and is connected to the source terminal of the switching element 2. That is, the GND terminal 7b of the control unit 7 is floating-connected. The control terminal 7c is connected to the gate terminal of the switching element 2 and outputs a control signal for turning on / off the switching element 2. The controller 7 also has a terminal (not shown) for monitoring the output current (current flowing through the output terminal 13).

制御部７は、出力電流に基づいてスイッチング素子２をオン／オフ制御する。例えば、制御部７は出力電流に基づいて、スイッチング素子２をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御する。これにより、所定の直流電流が出力端子１３からＬＥＤランプＬに供給される。   The control unit 7 performs on / off control of the switching element 2 based on the output current. For example, the control unit 7 performs PWM (Pulse Width Modulation) control of the switching element 2 based on the output current. As a result, a predetermined direct current is supplied from the output terminal 13 to the LED lamp L.

なお、ＬＥＤドライバ装置１は、ＺＥＴＡ型コンバータをベースとしているが、図１に示すように、出力コンデンサが設けられていないことが好ましい（出力コンデンサレス構成）。即ち、インダクタ５の他端と接地との間には、コンデンサが設けられていないことが好ましい。これにより、ＬＥＤドライバ装置１は、より高速の応答が可能となる。このため、例えば、ＬＥＤランプＬ内のＬＥＤ素子の直列数（点灯数）が変化した場合（負荷が急変した場合）であっても、負荷急変による影響を受け難く、出力電流を一定に供給することができる。   Although the LED driver device 1 is based on a ZETA type converter, it is preferable that no output capacitor is provided as shown in FIG. 1 (output capacitor-less configuration). That is, it is preferable that no capacitor is provided between the other end of the inductor 5 and the ground. Thereby, the LED driver device 1 can respond at a higher speed. For this reason, for example, even when the number of LED elements in the LED lamp L in series (the number of lighting) changes (when the load changes suddenly), the output current is constantly supplied without being affected by the sudden change in the load. be able to.

上記のように本実施形態では制御部７のＧＮＤ端子７ｂがスイッチング素子２のソース端子に接続されている。このため、従前のように制御部７のＶＣＣ端子７ａを入力端子１１に接続しても、制御部７を動作させることはできない。そこで、ＬＥＤドライバ装置１は制御部７に動作電圧を供給するための構成を有している。次に、この構成について詳しく説明する。なお、本実施形態では、入力端子１１の電圧（以下、「入力電圧」ともいう。）Ｖｉｎは、制御部７の動作電圧範囲の下限値よりも高いものとする。   As described above, in the present embodiment, the GND terminal 7 b of the control unit 7 is connected to the source terminal of the switching element 2. For this reason, even if the VCC terminal 7a of the control unit 7 is connected to the input terminal 11 as before, the control unit 7 cannot be operated. Therefore, the LED driver device 1 has a configuration for supplying an operating voltage to the control unit 7. Next, this configuration will be described in detail. In the present embodiment, the voltage of the input terminal 11 (hereinafter also referred to as “input voltage”) Vin is higher than the lower limit value of the operating voltage range of the control unit 7.

制御部７に動作電圧を供給するために、ＬＥＤドライバ装置１は、図１に示すように、コンデンサ２１と、整流素子２２と、降圧部２３とをさらに備えている。   In order to supply the operating voltage to the control unit 7, the LED driver device 1 further includes a capacitor 21, a rectifying element 22, and a step-down unit 23 as shown in FIG. 1.

コンデンサ２１は、スイッチング素子２のソース端子に一端が接続され、降圧部２３に他端が接続されている。   The capacitor 21 has one end connected to the source terminal of the switching element 2 and the other end connected to the step-down unit 23.

整流素子２２は、例えばダイオードであり、アノードが入力端子１１に接続され、カソードが降圧部２３およびコンデンサ２１の他端に接続されている。整流素子２２はスイッチング素子であってもよい。したがって、より一般的に言えば、整流素子２２は、入力端子１１からコンデンサ２１の他端に向かう方向が順方向となるように、一端が入力端子１１に接続され、他端がコンデンサ２１の他端に接続された素子である。   The rectifying element 22 is, for example, a diode, and has an anode connected to the input terminal 11 and a cathode connected to the step-down unit 23 and the other end of the capacitor 21. The rectifying element 22 may be a switching element. Therefore, more generally speaking, one end of the rectifying element 22 is connected to the input terminal 11 such that the direction from the input terminal 11 toward the other end of the capacitor 21 is the forward direction, and the other end is the other end of the capacitor 21. It is an element connected to the end.

降圧部２３は、制御部７のＶＣＣ端子７ａに一端が接続され、コンデンサ２１の他端に他端が接続されている。この降圧部２３は、コンデンサ２１の他端の電圧（即ち、接続点Ｎ１の電圧）を制御部７の動作電圧範囲内の電圧に降圧するように構成されている。   The step-down unit 23 has one end connected to the VCC terminal 7 a of the control unit 7 and the other end connected to the other end of the capacitor 21. The step-down unit 23 is configured to step down the voltage at the other end of the capacitor 21 (that is, the voltage at the connection point N1) to a voltage within the operating voltage range of the control unit 7.

ここで、降圧部２３の一例について図２を参照して説明する。降圧部２３は、図２に示すように、バイポーラトランジスタ２４と、ツェナーダイオード２５と、抵抗２６とを有する。バイポーラトランジスタ２４は、接続点Ｎ１に接続されたコレクタ端子と、接続点Ｎ１に抵抗２６を介して接続されたベース端子と、ＶＣＣ端子７ａに接続されたエミッタ端子とを有する。ツェナーダイオード２５は、アノード端子が接地され、カソード端子がバイポーラトランジスタ２４のベース端子に接続されている。   Here, an example of the step-down unit 23 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the step-down unit 23 includes a bipolar transistor 24, a Zener diode 25, and a resistor 26. Bipolar transistor 24 has a collector terminal connected to connection point N1, a base terminal connected to connection point N1 via resistor 26, and an emitter terminal connected to VCC terminal 7a. The Zener diode 25 has an anode terminal grounded and a cathode terminal connected to the base terminal of the bipolar transistor 24.

次に、上記構成のＬＥＤドライバ装置１の動作について説明する。なお、制御部７が動作する前の状態では、スイッチング素子２はオフ状態であり、インダクタ３は単なる導線とみなせる。   Next, the operation of the LED driver device 1 having the above configuration will be described. In a state before the control unit 7 operates, the switching element 2 is in an off state, and the inductor 3 can be regarded as a simple conducting wire.

まず、バッテリＢがＬＥＤドライバ装置１に接続されると、入力電圧Ｖｉｎによりコンデンサ２１が充電され、それに伴って接続点Ｎ１の電圧は上昇する。   First, when the battery B is connected to the LED driver device 1, the capacitor 21 is charged by the input voltage Vin, and the voltage at the connection point N1 increases accordingly.

接続点Ｎ１の電圧が所定値になると、抵抗２６を介してバイポーラトランジスタ２４に所定のベース電流が流れ、バイポーラトランジスタ２４はオン状態となる。ツェナーダイオード２５の両端の電圧は一定に保たれる。その結果、制御部７のＶＣＣ端子７ａの電圧は、入力電圧Ｖｉｎよりも低い、Ｖｚ−Ｖｂｅとなる。ここで、Ｖｚはツェナーダイオード２５の両端の電圧であり、Ｖｂｅはバイポーラトランジスタ２４のベース−エミッタ間の電圧である。電圧Ｖｚ−Ｖｂｅは制御部７の動作電圧範囲内の電圧である。このようにして制御部７に電圧が供給されることで制御部７は動作を開始する。   When the voltage at the node N1 reaches a predetermined value, a predetermined base current flows through the resistor 26 to the bipolar transistor 24, and the bipolar transistor 24 is turned on. The voltage across the Zener diode 25 is kept constant. As a result, the voltage at the VCC terminal 7a of the control unit 7 becomes Vz−Vbe, which is lower than the input voltage Vin. Here, Vz is a voltage across the Zener diode 25, and Vbe is a voltage between the base and the emitter of the bipolar transistor 24. The voltage Vz−Vbe is a voltage within the operating voltage range of the control unit 7. In this way, when the voltage is supplied to the control unit 7, the control unit 7 starts to operate.

その後、制御部７によりスイッチング素子２がオン／オフ制御されるに伴い、接続点Ｎ１の電圧ＶＮ１は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、入力電圧Ｖｉｎよりも高い、Ｖｉｎ＋Ｖｏまで上昇する。ここで、Ｖｏは、出力電圧（出力端子１３の電圧）である。この状態においても、ＶＣＣ端子７ａの電圧はＶｚ−Ｖｂｅである。なお、前述のように接続点Ｎ１と入力端子１１との間には整流素子２２が設けられているため、コンデンサ２１からバッテリＢに電流は逆流しない。 Thereafter, as the switching element 2 is turned on / off by the control unit 7, the voltage V N1 at the connection point N1 is higher than the input voltage Vin as shown in FIGS. 3A and 3B, Vin + Vo To rise. Here, Vo is an output voltage (voltage of the output terminal 13). Even in this state, the voltage at the VCC terminal 7a is Vz-Vbe. Since the rectifying element 22 is provided between the connection point N1 and the input terminal 11 as described above, no current flows backward from the capacitor 21 to the battery B.

制御部７によるスイッチング制御が始まると、ＧＮＤ端子７ｂの電圧ＶＧＮＤは、図３（ｃ）に示すように、スイッチング素子２のオン／オフに合わせてＶｉｎと−Ｖｏの間を振動する。より詳しくは、電圧ＶＧＮＤは、スイッチング素子２がオン状態のときＶｉｎとなり、オフ状態のとき−Ｖｏとなる。 When the switching control by the control unit 7 starts, the voltage V GND of the GND terminal 7b oscillates between Vin and -Vo in accordance with the on / off of the switching element 2, as shown in FIG. More specifically, the voltage V GND is Vin when the switching element 2 is on, and is −Vo when the switching element 2 is off.

上記のように、ＬＥＤドライバ装置１では、制御部７のＧＮＤ端子７ｂがフローティング接続されている。即ち、制御部７のＧＮＤ端子７ｂは、接地端子１２ではなく、スイッチング素子２のソース端子に接続されている。これにより、スイッチング素子２のソース端子とＧＮＤ端子７ｂが同じ電位となる。このため、制御部７は、ハイサイドドライブ方式を採らずに、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのスイッチング素子２を駆動することができる。また、ハイサイドドライブ方式を採らないため、基準電位を入力する端子を増やす必要がなく、制御部７のコスト増を避けることができる。   As described above, in the LED driver device 1, the GND terminal 7b of the control unit 7 is floating-connected. That is, the GND terminal 7 b of the control unit 7 is connected not to the ground terminal 12 but to the source terminal of the switching element 2. As a result, the source terminal of the switching element 2 and the GND terminal 7b have the same potential. For this reason, the control part 7 can drive the switching element 2 of N-type MOSFET, without taking a high side drive system. Further, since the high-side drive method is not adopted, it is not necessary to increase the number of terminals for inputting the reference potential, and the cost of the control unit 7 can be avoided.

したがって、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴよりも高価なＰ型ＭＯＳＦＥＴや、複数の基準電位を入力可能な高価な制御部を使用しなくとも、ＺＥＴＡ型コンバータベースのＬＥＤドライバ装置を構成することができる。また、スイッチング素子および制御部のコストを抑制することで、安価なＬＥＤドライバ装置を提供することができる。   Therefore, a ZETA converter-based LED driver device can be configured without using a P-type MOSFET that is more expensive than an N-type MOSFET or an expensive control unit that can input a plurality of reference potentials. Moreover, an inexpensive LED driver device can be provided by suppressing the costs of the switching element and the control unit.

上記のように、第１の実施形態によれば、ハイサイドドライブ方式を採らずにＮ型ＭＯＳＦＥＴを用いてＬＥＤドライバ装置を構成することが可能であり、安価なＬＥＤドライバ装置を提供することができる。   As described above, according to the first embodiment, an LED driver device can be configured using an N-type MOSFET without adopting a high-side drive method, and an inexpensive LED driver device can be provided. it can.

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るＬＥＤドライバ装置１Ａについて説明する。第１の実施形態との相違点の一つは、制御部７に動作電圧を供給するための構成である。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第２の実施形態について説明する。 (Second Embodiment)
Next, an LED driver device 1A according to the second embodiment will be described. One of the differences from the first embodiment is a configuration for supplying an operating voltage to the control unit 7. Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment.

なお、第２の実施形態では、ＬＥＤドライバ装置１Ａの入力電圧（入力端子１１の電圧）Ｖｉｎ、および出力電圧（出力端子１３の電圧）Ｖｏの定常値（定常動作時の値）は制御部７の動作電圧範囲の下限値よりも高く、また、出力電圧Ｖｏは入力電圧Ｖｉｎよりも高いものとする。   In the second embodiment, the steady state value (value at the time of steady operation) of the input voltage (voltage of the input terminal 11) Vin and the output voltage (voltage of the output terminal 13) Vo of the LED driver device 1A is the control unit 7. And the output voltage Vo is higher than the input voltage Vin.

ＬＥＤドライバ装置１Ａは、図４に示すように、入力端子１１と、接地端子１２と、出力端子１３と、スイッチング素子２と、インダクタ３と、コンデンサ４と、インダクタ５と、整流素子６と、制御部７とを備えている。これらの構成要素は第１の実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。第２の実施形態においても、制御部７のＧＮＤ端子７ｂはフローティング接続されている。   As shown in FIG. 4, the LED driver device 1A includes an input terminal 11, a ground terminal 12, an output terminal 13, a switching element 2, an inductor 3, a capacitor 4, an inductor 5, a rectifying element 6, And a control unit 7. Since these components are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted. Also in the second embodiment, the GND terminal 7b of the control unit 7 is floating-connected.

制御部７に動作電圧を供給するために、ＬＥＤドライバ装置１Ａは、図４に示すように、コンデンサ３１と、整流素子３２と、起動部３３とをさらに備えている。   In order to supply the operating voltage to the control unit 7, the LED driver device 1A further includes a capacitor 31, a rectifying element 32, and an activation unit 33, as shown in FIG.

コンデンサ３１は、スイッチング素子２のソース端子に一端が接続され、ＶＣＣ端子７ａに他端が接続されている。   The capacitor 31 has one end connected to the source terminal of the switching element 2 and the other end connected to the VCC terminal 7a.

整流素子３２は、例えばダイオードであり、アノードがコンデンサ４の他端（接続点Ｎ２）に接続され、カソードが起動部３３およびコンデンサ３１の他端に接続されている。整流素子３２はスイッチング素子であってもよい。したがって、より一般的に言えば、整流素子３２は、コンデンサ４の他端からコンデンサ３１の他端に向かう方向が順方向となるように、一端がコンデンサ４の他端に接続され他端がコンデンサ３１の他端に接続された素子である。この整流素子３２は、後述するように、コンデンサ３１を充電するために設けられている。   The rectifying element 32 is, for example, a diode, and has an anode connected to the other end (connection point N <b> 2) of the capacitor 4 and a cathode connected to the starting unit 33 and the other end of the capacitor 31. The rectifying element 32 may be a switching element. Therefore, more generally speaking, the rectifying element 32 has one end connected to the other end of the capacitor 4 and the other end connected to the capacitor so that the direction from the other end of the capacitor 4 to the other end of the capacitor 31 is the forward direction. 31 is an element connected to the other end. As will be described later, the rectifying element 32 is provided for charging the capacitor 31.

起動部３３は、入力端子１１に一端が接続され、ＶＣＣ端子７ａに他端が接続されている。この起動部３３は、ＶＣＣ端子７ａの電圧（即ち、接続点Ｎ１の電圧）が所定の閾値（例えばバッテリＢの電圧）に達するまでの間、入力端子１１とＶＣＣ端子７ａを接続することで、ＶＣＣ端子７ａに入力電圧Ｖｉｎを供給するように構成されている。さらに、起動部３３は、接続点Ｎ１の電圧が所定の閾値に達すると、入力端子１１とＶＣＣ端子７ａ間を絶縁するように構成されている。   The starter 33 has one end connected to the input terminal 11 and the other end connected to the VCC terminal 7a. The starter 33 connects the input terminal 11 and the VCC terminal 7a until the voltage at the VCC terminal 7a (that is, the voltage at the connection point N1) reaches a predetermined threshold (for example, the voltage at the battery B). The input voltage Vin is supplied to the VCC terminal 7a. Furthermore, the starting unit 33 is configured to insulate between the input terminal 11 and the VCC terminal 7a when the voltage at the connection point N1 reaches a predetermined threshold value.

ここで、起動部３３の一例について説明する。起動部３３は、図５に示すように、スイッチング素子３４と、スイッチング素子３５と、比較器３６と、抵抗３７，３８，３９とを有する。   Here, an example of the activation unit 33 will be described. As shown in FIG. 5, the starting unit 33 includes a switching element 34, a switching element 35, a comparator 36, and resistors 37, 38, and 39.

スイッチング素子３４は、例えばＮ型ＭＯＳＦＥＴであり、ドレイン端子が抵抗３８を介して入力端子１１に接続され、ソース端子が接続点Ｎ１（ＶＣＣ端子７ａ）に接続されている。また、スイッチング素子３４のゲート端子は抵抗３７を介して入力端子１１に接続されている。なお、抵抗３８は、ＶＣＣ端子７ａに供給される電圧レベルを調整するためのものであり、必須の構成ではない。   The switching element 34 is, for example, an N-type MOSFET, the drain terminal is connected to the input terminal 11 via the resistor 38, and the source terminal is connected to the connection point N1 (VCC terminal 7a). The gate terminal of the switching element 34 is connected to the input terminal 11 via a resistor 37. The resistor 38 is for adjusting the voltage level supplied to the VCC terminal 7a, and is not an essential component.

スイッチング素子３５は、例えばＮ型ＭＯＳＦＥＴであり、ドレイン端子が抵抗３７を介して入力端子１１に接続されるとともにスイッチング素子３４のゲート端子にも接続されている。スイッチング素子３５のソース端子は接地されている。例えば当該ソース端子は接地端子１２に接続される。また、スイッチング素子３５のゲート端子は比較器３６の出力端子に接続されている。   The switching element 35 is, for example, an N-type MOSFET, and the drain terminal is connected to the input terminal 11 via the resistor 37 and is also connected to the gate terminal of the switching element 34. The source terminal of the switching element 35 is grounded. For example, the source terminal is connected to the ground terminal 12. The gate terminal of the switching element 35 is connected to the output terminal of the comparator 36.

比較器３６は、接続点Ｎ１（ＶＣＣ端子７ａ）に接続された第１の入力端子（＋）と、参照電圧Ｖｒｅｆに接続された第２の入力端子（−）と、スイッチング素子３５のゲート端子に接続された出力端子とを有する。ここで、第２の入力端子に入力される参照電圧は、例えばバッテリＢの電圧である。この場合、比較器３６の第２の入力端子は入力端子１１に接続されてもよい。   The comparator 36 includes a first input terminal (+) connected to the connection point N1 (VCC terminal 7a), a second input terminal (−) connected to the reference voltage Vref, and a gate terminal of the switching element 35. And an output terminal connected to the. Here, the reference voltage input to the second input terminal is, for example, the voltage of the battery B. In this case, the second input terminal of the comparator 36 may be connected to the input terminal 11.

比較器３６は、ＶＣＣ端子７ａの電圧と参照電圧Ｖｒｅｆを入力し、ＶＣＣ端子７ａの電圧が参照電圧以上となった場合にスイッチング素子３５のゲート端子にオン信号を出力する。スイッチング素子３５は比較器３６からオン信号を受けるとオン状態になる。   The comparator 36 receives the voltage at the VCC terminal 7a and the reference voltage Vref, and outputs an ON signal to the gate terminal of the switching element 35 when the voltage at the VCC terminal 7a becomes equal to or higher than the reference voltage. When the switching element 35 receives an ON signal from the comparator 36, the switching element 35 is turned ON.

抵抗３９は、スイッチング素子３５のゲート端子に一端が接続され、他端が接地されている。この抵抗３９を設けることで、ＬＥＤドライバ装置１Ａの起動時にスイッチング素子３５がオフ状態であるようにすることができる。   The resistor 39 has one end connected to the gate terminal of the switching element 35 and the other end grounded. By providing the resistor 39, the switching element 35 can be turned off when the LED driver device 1A is activated.

次に、上記構成のＬＥＤドライバ装置１Ａの動作について説明する。なお、制御部７が動作する前の状態では、スイッチング素子２はオフ状態であり、インダクタ３は単なる導線とみなせる。   Next, the operation of the LED driver device 1A having the above configuration will be described. In a state before the control unit 7 operates, the switching element 2 is in an off state, and the inductor 3 can be regarded as a simple conducting wire.

まず、バッテリＢがＬＥＤドライバ装置１Ａに接続されると、スイッチング素子３４のゲート端子に電圧が印加されてスイッチング素子３４がオン状態となり、入力端子１１と接続点Ｎ１が接続される。コンデンサ３１が入力電圧Ｖｉｎにより充電され、それに伴って接続点Ｎ１の電圧は上昇する。   First, when the battery B is connected to the LED driver device 1A, a voltage is applied to the gate terminal of the switching element 34, the switching element 34 is turned on, and the input terminal 11 and the connection point N1 are connected. The capacitor 31 is charged by the input voltage Vin, and the voltage at the connection point N1 increases accordingly.

その後、接続点Ｎ１の電圧が制御部７の動作電圧範囲の下限値以上になると、制御部７は動作を開始する。制御部７によりスイッチング素子２がオン／オフ制御されるに伴い、接続点Ｎ２の電圧は上昇し、コンデンサ３１は整流素子３２を介して接続点Ｎ２の電圧により充電される。その結果、図６（ａ），（ｂ）に示すように、接続点Ｎ１の電圧ＶＮ１は出力電圧Ｖｏまで上昇する。 Thereafter, when the voltage at the connection point N1 becomes equal to or higher than the lower limit value of the operating voltage range of the control unit 7, the control unit 7 starts operation. As the switching element 2 is turned on / off by the control unit 7, the voltage at the connection point N2 increases, and the capacitor 31 is charged by the voltage at the connection point N2 via the rectifying element 32. As a result, as shown in FIGS. 6A and 6B, the voltage V N1 at the connection point N1 rises to the output voltage Vo.

電圧ＶＮ１の上昇過程において、電圧ＶＮ１が参照電圧Ｖｒｅｆ以上となったとき、比較器３６はオン信号を出力し、スイッチング素子３５はオン状態となる。スイッチング素子３５がオン状態になると、スイッチング素子３４のゲート端子の電圧が低下し、スイッチング素子３４はオフ状態となる。これにより、接続点Ｎ１は入力端子１１から電気的に切り離される。接続点Ｎ１が入力端子１１から電気的に切り離された後は、出力電圧Ｖｏにほぼ等しい電圧がＶＣＣ端子７ａに供給されるため、制御部７は動作を継続することが可能である。電圧ＶＮ１が参照電圧Ｖｒｅｆを下回った場合には、接続点Ｎ１は再度入力端子１１に接続されるため、制御部７は動作を継続することが可能である。 At elevated course of voltage V N1, when the voltage V N1 becomes the reference voltage Vref or higher, the comparator 36 outputs an ON signal, the switching element 35 is turned on. When the switching element 35 is turned on, the voltage at the gate terminal of the switching element 34 is lowered, and the switching element 34 is turned off. As a result, the connection point N1 is electrically disconnected from the input terminal 11. After the connection point N1 is electrically disconnected from the input terminal 11, a voltage substantially equal to the output voltage Vo is supplied to the VCC terminal 7a, so that the control unit 7 can continue the operation. When the voltage V N1 falls below the reference voltage Vref, the connection point N1 is connected to the input terminal 11 again, so that the control unit 7 can continue the operation.

なお、比較器３６としてヒステリシス特性を有する比較器を用いることにより、電圧ＶＮ１が制御部７の動作電圧範囲の下限値を下回らない限り、スイッチング素子３５にオフ信号を出力せず、接続点Ｎ１と入力端子１１の絶縁状態を維持するようにしてもよい。 Note that by using a comparator having hysteresis characteristics as the comparator 36, unless the voltage V N1 falls below the lower limit value of the operating voltage range of the control unit 7, no off signal is output to the switching element 35, and the connection point N1 And the insulation state of the input terminal 11 may be maintained.

制御部７によるスイッチング制御が始まると、ＧＮＤ端子７ｂの電圧ＶＧＮＤは第１の実施形態のときと同様、図６（ｃ）に示すように、スイッチング素子２のオン／オフに合わせてＶｉｎと−Ｖｏの間を振動する。図６（ｄ）は、接続点Ｎ２の電圧ＶＮ２の時間波形を示している。この図からわかるように、接続点Ｎ２の電圧ＶＮ２は、スイッチング素子２のオン／オフに合わせてＶｉｎ＋Ｖｏと−ＶＦの間を振動する。ここで、ＶＦは整流素子６の順方向降下電圧である。 When switching control by the control unit 7 is started, the voltage V GND of the GND terminal 7b is set to Vin in accordance with ON / OFF of the switching element 2 as shown in FIG. 6C, as in the first embodiment. -Vibrates between Vo. FIG. 6D shows a time waveform of the voltage V N2 at the connection point N2. As can be seen from this figure, the voltage V N2 at the connection point N2 oscillates between Vin + Vo and -V F in accordance with the ON / OFF switching element 2. Here, V F is the forward voltage drop of the rectifying element 6.

上記のように、第２の実施形態に係るＬＥＤドライバ装置１Ａでは、制御部７のＧＮＤ端子７ｂは、スイッチング素子２のソース端子に接続されている。このため、第１の実施形態において述べたように、ハイサイドドライブ方式を採らずにＮ型ＭＯＳＦＥＴを用いて構成することが可能であり、安価なＬＥＤドライバ装置を提供することができる。   As described above, in the LED driver device 1 </ b> A according to the second embodiment, the GND terminal 7 b of the control unit 7 is connected to the source terminal of the switching element 2. For this reason, as described in the first embodiment, an N-type MOSFET can be used without adopting the high-side drive method, and an inexpensive LED driver device can be provided.

（出力電圧の検出）
ＬＥＤドライバ装置の制御においては、過電圧保護等のために出力電圧Ｖｏをモニタする必要がある。しかしながら、上述の第１および第２の実施形態においては、ＧＮＤ端子７ｂの電位がフローティングとなるため、制御部７により出力電圧を検出することは容易でない。一方、ＺＥＴＡ型コンバータにおいては定常動作時、コンデンサ４の電圧が出力電圧Ｖｏにほぼ等しくなるという特性を有する。 (Output voltage detection)
In the control of the LED driver device, it is necessary to monitor the output voltage Vo for overvoltage protection or the like. However, in the first and second embodiments described above, since the potential of the GND terminal 7b is floating, it is not easy to detect the output voltage by the control unit 7. On the other hand, the ZETA converter has a characteristic that the voltage of the capacitor 4 becomes substantially equal to the output voltage Vo during steady operation.

そこで、図７に示すように、ＬＥＤドライバ装置１，１Ａは、コンデンサ４の電圧を検出する電圧検出部４０をさらに備えるようにしてもよい。この電圧検出部４０は、例えば直列接続された抵抗により構成される。この場合、電圧検出部４０は、図７に示すように、直列接続された抵抗４１および抵抗４２を有する。直列接続された抵抗４１，４２の一端はコンデンサ４の一端に接続され、他端はコンデンサ４の他端に接続される。電圧検出部４０は、コンデンサ４の電圧を示す値として、抵抗４１および抵抗４２の接続点Ｎ３の電圧を制御部７の電圧検出端子７ｄに出力する。   Therefore, as shown in FIG. 7, the LED driver devices 1, 1 </ b> A may further include a voltage detection unit 40 that detects the voltage of the capacitor 4. The voltage detection unit 40 is configured by a resistor connected in series, for example. In this case, the voltage detection unit 40 includes a resistor 41 and a resistor 42 connected in series as shown in FIG. One end of the resistors 41 and 42 connected in series is connected to one end of the capacitor 4, and the other end is connected to the other end of the capacitor 4. The voltage detection unit 40 outputs the voltage at the connection point N3 of the resistor 41 and the resistor 42 to the voltage detection terminal 7d of the control unit 7 as a value indicating the voltage of the capacitor 4.

制御部７は、電圧検出端子７ｄを介して電圧検出部４０から受信した電圧に基づいてコンデンサ４の電圧を把握する。そして、制御部７は、コンデンサ４の電圧を、定常動作時における出力端子１３の電圧Ｖｏとしてスイッチング素子２の制御を行う。これにより、ＺＥＴＡ型コンバータの特性を利用して、定常動作時における出力電圧Ｖｏを簡易に検出することができる。   The control unit 7 grasps the voltage of the capacitor 4 based on the voltage received from the voltage detection unit 40 via the voltage detection terminal 7d. Then, the control unit 7 controls the switching element 2 using the voltage of the capacitor 4 as the voltage Vo of the output terminal 13 during steady operation. Thereby, the output voltage Vo at the time of steady operation can be easily detected using the characteristics of the ZETA type converter.

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。   Based on the above description, those skilled in the art may be able to conceive additional effects and various modifications of the present invention, but the aspects of the present invention are not limited to the individual embodiments described above. . You may combine suitably the component covering different embodiment. Various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.

１，１Ａ ＬＥＤドライバ装置
２ スイッチング素子
３ インダクタ
４ コンデンサ
５ インダクタ
６ 整流素子
７ 制御部
７ａ ＶＣＣ端子
７ｂ ＧＮＤ端子
７ｃ 制御端子
７ｄ 電圧検出端子
１１ 入力端子
１２ 接地端子
１３ 出力端子
２１ コンデンサ
２２ 整流素子
２３ 降圧部
２４ バイポーラトランジスタ
２５ ツェナーダイオード
２６ 抵抗
３１ コンデンサ
３２ 整流素子
３３ 起動部
３４，３５ スイッチング素子
３６ 比較器
３７，３８，３９ 抵抗
４０ 電圧検出部
４１，４２ 抵抗
Ｂ バッテリ
Ｌ ＬＥＤランプ
Ｌａ アノード端子
Ｌｃ カソード端子
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３ 接続点
Ｖｒｅｆ 参照電圧 1, 1A LED driver device 2 Switching element 3 Inductor 4 Capacitor 5 Inductor 6 Rectifier element 7 Controller 7a VCC terminal 7b GND terminal 7c Control terminal 7d Voltage detection terminal 11 Input terminal 12 Ground terminal 13 Output terminal 21 Capacitor 22 Rectifier element 23 Step-down Unit 24 Bipolar transistor 25 Zener diode 26 Resistor 31 Capacitor 32 Rectifier 33 Starter 34, 35 Switching element 36 Comparator 37, 38, 39 Resistor 40 Voltage detector 41, 42 Resistor B Battery L LED lamp La Anode terminal Lc Cathode terminal N1, N2, N3 Connection point Vref Reference voltage

Claims (7)

バッテリの正極に接続される入力端子と、
接地される接地端子と、
ＬＥＤランプの一端に接続される出力端子と、
Ｎ型の電界効果トランジスタからなり、前記入力端子に一端が接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の他端に一端が接続され、前記接地端子に他端が接続された第１のインダクタと、
前記第１のインダクタの一端に一端が接続された第１のコンデンサと、
前記第１のコンデンサの他端に一端が接続され、前記出力端子に他端が接続された第２のインダクタと、
前記接地端子から前記第１のコンデンサの他端に向かう方向が順方向となるように、一端が前記接地端子に接続され他端が前記第１のコンデンサの他端に接続された第１の整流素子と、
基準電位を入力するＧＮＤ端子が前記スイッチング素子の前記他端に接続され、前記出力端子を流れる電流に基づいて前記スイッチング素子をオン／オフ制御する制御部と、
を備えることを特徴とするＬＥＤドライバ装置。 An input terminal connected to the positive electrode of the battery;
A ground terminal to be grounded;
An output terminal connected to one end of the LED lamp;
A switching element comprising an N-type field effect transistor and having one end connected to the input terminal;
A first inductor having one end connected to the other end of the switching element and the other end connected to the ground terminal;
A first capacitor having one end connected to one end of the first inductor;
A second inductor having one end connected to the other end of the first capacitor and the other end connected to the output terminal;
A first rectification in which one end is connected to the ground terminal and the other end is connected to the other end of the first capacitor so that a direction from the ground terminal toward the other end of the first capacitor is a forward direction. Elements,
A control unit that connects a GND terminal for inputting a reference potential to the other end of the switching element and controls the switching element on / off based on a current flowing through the output terminal;
An LED driver device comprising: 前記スイッチング素子の他端に一端が接続された第２のコンデンサと、
前記入力端子から前記第２のコンデンサの他端に向かう方向が順方向となるように、一端が前記入力端子に接続され他端が前記第２のコンデンサの他端に接続された第２の整流素子と、
前記制御部の動作電圧を入力するＶＣＣ端子に一端が接続され前記第２のコンデンサの他端に他端が接続され、前記第２のコンデンサの他端の電圧を前記制御部の動作電圧範囲内の電圧に降圧する降圧部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤドライバ装置。 A second capacitor having one end connected to the other end of the switching element;
A second rectifier in which one end is connected to the input terminal and the other end is connected to the other end of the second capacitor so that a direction from the input terminal toward the other end of the second capacitor is a forward direction. Elements,
One end is connected to the VCC terminal for inputting the operating voltage of the control unit, the other end is connected to the other end of the second capacitor, and the voltage at the other end of the second capacitor is within the operating voltage range of the control unit. A step-down unit that steps down to a voltage of
The LED driver device according to claim 1, further comprising: 前記スイッチング素子の他端に一端が接続され、前記ＶＣＣ端子に他端が接続された第２のコンデンサと、
前記第１のコンデンサの他端から前記第２のコンデンサの他端に向かう方向が順方向となるように、一端が前記第１のコンデンサの他端に接続され他端が前記第２のコンデンサの他端に接続された第２の整流素子と、
前記入力端子に一端が接続され前記ＶＣＣ端子に他端が接続され、前記ＶＣＣ端子の電圧が所定の閾値に達するまでの間、前記入力端子と前記ＶＣＣ端子を接続する起動部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤドライバ装置。 A second capacitor having one end connected to the other end of the switching element and the other end connected to the VCC terminal;
One end is connected to the other end of the first capacitor and the other end is connected to the second capacitor so that the direction from the other end of the first capacitor to the other end of the second capacitor is the forward direction. A second rectifying element connected to the other end;
And a start unit for connecting the input terminal and the VCC terminal until one end is connected to the input terminal and the other end is connected to the VCC terminal, and the voltage of the VCC terminal reaches a predetermined threshold. The LED driver device according to claim 1. 前記起動部は、
一端が前記入力端子に接続され、他端が前記ＶＣＣ端子に接続された第１のスイッチング素子と、
一端が抵抗を介して前記入力端子に接続されるとともに前記第１のスイッチング素子のゲート端子に接続され、他端が接地された第２のスイッチング素子と、
前記ＶＣＣ端子の電圧と前記バッテリの電圧を入力し、前記ＶＣＣ端子の電圧が前記バッテリの電圧以上となった場合に前記第２のスイッチング素子のゲート端子にオン信号を出力する比較器と、
を有することを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤドライバ装置。 The activation unit is
A first switching element having one end connected to the input terminal and the other end connected to the VCC terminal;
A second switching element having one end connected to the input terminal via a resistor and connected to the gate terminal of the first switching element, and the other end grounded;
A comparator that inputs the voltage of the VCC terminal and the voltage of the battery, and outputs an ON signal to the gate terminal of the second switching element when the voltage of the VCC terminal becomes equal to or higher than the voltage of the battery;
The LED driver device according to claim 3, comprising: 前記第１のコンデンサの電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記第１のコンデンサの電圧を、定常動作時における前記出力端子の電圧として前記スイッチング素子の制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤドライバ装置。 A voltage detector for detecting the voltage of the first capacitor;
5. The LED driver device according to claim 1, wherein the control unit controls the switching element by using the voltage of the first capacitor as the voltage of the output terminal during steady operation. 6. . 前記電圧検出部は、直列接続された第１の抵抗および第２の抵抗を有し、前記直列接続された第１および第２の抵抗の一端は前記第１のコンデンサの一端に接続され、前記直列接続された第１および第２の抵抗の他端は前記第１のコンデンサの他端に接続され、前記第１の抵抗および前記第２の抵抗の接続点の電圧を出力することを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤドライバ装置。   The voltage detection unit includes a first resistor and a second resistor connected in series, and one end of the first and second resistors connected in series is connected to one end of the first capacitor, The other end of the first and second resistors connected in series is connected to the other end of the first capacitor, and outputs a voltage at a connection point of the first resistor and the second resistor. The LED driver device according to claim 5. 前記第２のインダクタの他端と接地との間には、コンデンサが設けられていないことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＬＥＤドライバ装置。   The LED driver device according to claim 1, wherein no capacitor is provided between the other end of the second inductor and the ground.
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