JPWO2016079878A1 - Ｌｅｄドライバ回路、ｌｅｄ照明装置、及び、ｌｅｄドライバ回路の制御方法 - Google Patents

Abstract

ＬＥＤドライバ回路は、一端が第１のバッテリ端子に接続されたスイッチング素子と、一端がスイッチング素子の他端に接続され、他端が第２のバッテリ端子に接続された第１のインダクタと、一端が第１のインダクタの一端に接続されたコンデンサと、一端がコンデンサの他端に接続され、他端が出力端子に接続された第２のインダクタと、一端が第２のバッテリ端子に接続され且つ他端がコンデンサの他端に接続され、第２のバッテリ端子からコンデンサの他端に向かう方向が順方向となる整流素子と、第２のインダクタに流れる第１の電流に基づいて、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。

Description

本発明は、ＬＥＤドライバ回路、ＬＥＤ照明装置、及び、ＬＥＤドライバ回路の制御方法に関する。

従来、直流電源であるバッテリ、このバッテリの電力を変換して所定の出力電流を出力する昇降圧方式のＬＥＤドライバ回路（コンバータ、スイッチング電源）、および、直列に接続され且つ出力電流が供給されて点灯する複数のＬＥＤ素子を有するＬＥＤランプを備えるＬＥＤ照明装置がある（例えば、特開２００６−３４０４３２号公報、中国実用新案２０２００５０３４、特開２０１３−０９９０７２号公報、特開２０１３−０９８２９７号公報参照）。

この従来のＬＥＤ照明装置は、例えば、二輪車等の車両のヘッドライト等に用いられる。

ここで、従来のＬＥＤ照明装置１００Ａ（図６）のＬＥＤドライバ回路には、コイルＬ１０１、Ｌ１０２、スイッチング素子Ｓ１０１、ダイオードＤ１０１、コンデンサＣ１０１、及び出力コンデンサＣ１０２を備えるものがある。ＬＥＤドライバ回路において、出力端子間に出力コンデンサＣ１０２が接続されている。

この従来のＬＥＤドライバ回路は、動作中に、出力に接続されたＬＥＤランプX101の点灯させるＬＥＤ素子の数を任意に切り換える場合がある。この場合、出力端子間に出力コンデンサＣ１０２が接続されていることにより、ＬＥＤドライバ回路の制御を外れて点灯しているＬＥＤ素子に流れる電流が急激に増加してしまう。

また、ハイビーム／ロービームの切り替え等を行ってＬＥＤランプＸ１０１内のＬＥＤ素子の直列数（点灯数）が変化した場合でも、１つのＬＥＤ素子の明るさが変化しないように、ＬＥＤドライバ回路は、負荷急変に応じた高速応答が可能であることが求められる。

そこで、本発明は、出力電流の範囲を一定に制御するとともに、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可能なＬＥＤドライバ回路を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る実施例に従ったＬＥＤドライバ回路は、
バッテリの正極に接続される第１のバッテリ端子と、
前記バッテリの負極に接続され且つＬＥＤランプのカソード側が接続される第２のバッテリ端子と、
前記ＬＥＤランプのアノード側に接続される出力端子と、
一端が前記第１のバッテリ端子に接続されたスイッチング素子と、
一端が前記スイッチング素子の他端に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第１のインダクタと、
一端が前記第１のインダクタの一端に接続されたコンデンサと、
一端が前記コンデンサの他端に接続され、他端が前記出力端子に接続された第２のインダクタと、
一端が前記第２のバッテリ端子に接続され且つ他端が前記コンデンサの他端に接続され、前記第２のバッテリ端子から前記コンデンサの他端に向かう方向が順方向となる整流素子と、
前記第２のインダクタに流れる第１の電流に基づいて、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、
前記制御部は、
前記第１の電流が増加して第１の閾値になるまで、前記スイッチング素子をオンし、
前記第１の電流が増加して前記第１の閾値になったとき、前記スイッチング素子をオフし、
前記第１の電流が減少して前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値になるまで、前記スイッチング素子をオフし、
前記第１の電流が減少して前記第２の閾値になったとき、前記スイッチング素子をオンする
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤドライバ回路において、
前記第２のインダクタの他端と接地との間には、出力コンデンサが設けられていないことを特徴とする。

前記ＬＥＤドライバ回路において、
前記コンデンサの他端と前記出力端子との間で、前記第２のインダクタと直列に接続された第１の検出用抵抗をさらに備え、
前記制御部は、
前記第１の検出用抵抗に流れる電流を検出することにより、前記第１の電流の値を取得する
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤドライバ回路において、
前記スイッチング素子は、ＭＯＳトランジスタであり、
前記制御部は、
前記第１の検出用抵抗に流れる電流を検出する出力電流検出部と、
前記出力電流検出部が検出した電流に基づいて、制御信号を出力するスイッチ制御部と、
前記制御信号に応じて、前記ＭＯＳトランジスタのゲート電圧を制御するドライバと、を備え、
前記スイッチ制御部は、
前記第１の電流が増加して第１の閾値になるまで、前記スイッチング素子をオンするための制御信号を出力し、
前記第１の電流が増加して前記第１の閾値になったとき、前記スイッチング素子をオフするための制御信号を出力し、
前記第１の電流が減少して前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値になるまで、前記スイッチング素子をオフするための制御信号を出力し、
前記第１の電流が減少して前記第２の閾値になったとき、前記スイッチング素子をオンするための制御信号を出力する
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤドライバ回路において、
前記制御部は、
前記スイッチング素子に流れる第２の電流が前記第１の閾値よりも大きい第３の閾値以上になった場合には、前記スイッチング素子を強制的にオフする
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤドライバ回路において、
前記スイッチング素子の他端と前記第１のインダクタの一端との間に接続された第２の検出用抵抗をさらに備え、
前記制御部は、
前記第２の検出用抵抗に流れる電流を検出することにより、前記スイッチング素子に流れる第２の電流の値を取得し、
前記第２の電流が前記第１の閾値よりも大きい第３の閾値以上になった場合には、前記スイッチング素子を強制的にオフする
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤドライバ回路において、
前記スイッチング素子は、ＭＯＳトランジスタであり、
前記制御部は、
前記第２の検出用抵抗に流れる電流を検出する入力過電流検出部と、
前記入力過電流検出部が検出した電流に基づいて、制御信号を出力するスイッチ制御部と、
前記制御信号に応じて、前記ＭＯＳトランジスタのゲート電圧を制御するドライバと、を備え、
前記スイッチ制御部は、
前記第２の電流が前記第１の閾値よりも大きい第３の閾値以上になった場合には、前記スイッチング素子を強制的にオフする制御信号を出力する
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤドライバ回路において、
前記整流素子は、
アノードが前記第２のバッテリ端子に接続され、カソードが前記コンデンサの他端に接続されたダイオードである
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る実施例に従ったＬＥＤドライバ回路の制御方法は、
バッテリの正極に接続される第１のバッテリ端子と、前記バッテリの負極に接続され且つＬＥＤランプのカソード側が接続される第２のバッテリ端子と、前記ＬＥＤランプのアノード側に接続される出力端子と、一端が前記第１のバッテリ端子に接続されたスイッチング素子と、一端が前記スイッチング素子の他端に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第１のインダクタと、一端が前記第１のインダクタの一端に接続されたコンデンサと、一端が前記コンデンサの他端に接続され、他端が前記出力端子に接続された第２のインダクタと、一端が前記第２のバッテリ端子に接続され且つ他端が前記コンデンサの他端に接続され、前記第２のバッテリ端子から前記コンデンサの他端に向かう方向が順方向となる整流素子と、前記第２のインダクタに流れる第１の電流に基づいて、前記スイッチング素子をオン／オフ制御する制御部と、を備えたＬＥＤドライバ回路の制御方法であって、
前記第１の電流が増加して第１の閾値になるまで、前記スイッチング素子をオンし、
前記第１の電流が増加して前記第１の閾値になったとき、前記スイッチング素子をオフし、
前記第１の電流が減少して前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値になるまで、前記スイッチング素子をオフし、
前記第１の電流が減少して前記第２の閾値になったとき、前記スイッチング素子をオンする
ことを特徴とする。
本発明の一態様に係る実施例に従ったＬＥＤ照明装置は、
バッテリと、
ＬＥＤランプと、
前記ＬＥＤランプに対する前記バッテリの電流の供給を制御するＬＥＤドライバ回路と、を備え、
前記ＬＥＤドライバ回路は、
バッテリの正極に接続される第１のバッテリ端子と、
前記バッテリの負極に接続され且つＬＥＤランプのカソード側が接続される第２のバッテリ端子と、
前記ＬＥＤランプのアノード側に接続される出力端子と、
一端が前記第１のバッテリ端子に接続されたスイッチング素子と、
一端が前記スイッチング素子の他端に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第１のインダクタと、
一端が前記第１のインダクタの一端に接続されたコンデンサと、
一端が前記コンデンサの他端に接続され、他端が前記出力端子に接続された第２のインダクタと、
一端が前記第２のバッテリ端子に接続され且つ他端が前記コンデンサの他端に接続され、前記第２のバッテリ端子から前記コンデンサの他端に向かう方向が順方向となる整流素子と、
前記第２のインダクタに流れる第１の電流に基づいて、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、
を有し、
前記ＬＥＤドライバ回路と前記ＬＥＤランプとは、前記出力端子と、前記ＬＥＤランプのアノード側とを接続する出力線で接続され、前記ＬＥＤランプのカソード側は前記ＬＥＤドライバ回路を介さずに直接接地されている
ことを特徴とする。

前記ＬＥＤ照明装置において、
前記第２のインダクタの他端と接地との間には、出力コンデンサが設けられていないことを特徴とする。

前記ＬＥＤ照明装置において、
前記バッテリの負極と前記接地端子とが接続されていることを特徴とする。

前記ＬＥＤ照明装置において、
前記バッテリの負極、前記ＬＥＤドライバ回路の接地端子および前記ＬＥＤランプの他端はいずれも、導電性材料からなる車両本体に接続されている
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係るＬＥＤドライバ回路の制御部は、第２のインダクタを介して出力端子に流れる第１の電流が増加して第１の閾値になるまでスイッチング素子をオンし、第１の電流が増加して第１の閾値になったときスイッチング素子をオフし、第１の電流が減少して第１の閾値よりも小さい第２の閾値になるまでスイッチング素子をオフし、第１の電流が減少して前記第２の閾値になったときスイッチング素子をオンする。

これにより、本発明に係るＬＥＤドライバ回路は、ＬＥＤランプに供給される電流の範囲が入力電圧や出力電圧によらずに一定（第１の閾値と第２の閾値との間）になるように制御することができる。

特に、本発明の一態様に係るＬＥＤドライバ回路では、第２のバッテリ端子（接地端子）と出力端子との間に、直列接続された整流素子とインダクタ（第２のインダクタ）が設けられた構成を有するため、出力コンデンサが設けられていなくとも、連続的な電流を出力することができる。

そして、本発明の一態様に係るＬＥＤドライバ回路は、出力コンデンサを有しないことで、高速応答が可能であり、例えばＬＥＤランプ内のＬＥＤ素子の直列数（点灯数）が変化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。

図１は、第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００の構成の一例を示す図である。 図２は、図１に示すＬＥＤドライバ回路１０２のスイッチング素子Ｍ１がオンしている場合における、電流経路の一例を示す図である。 図３は、図１に示すＬＥＤドライバ回路１０２のスイッチング素子Ｍ１がオフしている場合における、電流経路の一例を示す図である。 図４は、ＬＥＤドライバ回路１０２に流れる電流波形の一例を示す図である。 図５は、図１に示すＬＥＤ照明装置１００の配線の接続関係の一例を示す図である。 図６は、従来のＬＥＤ照明装置１００Ａの構成の一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。

第１の実施形態

図１は、第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００の構成の一例を示す図である。なお、この図１においては、直流電源（バッテリ）は図示されていない。

第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００は、１つ又は直列に接続された複数のＬＥＤ素子１０１ａを有するＬＥＤランプ１０１と、このＬＥＤランプ１０１を駆動するＬＥＤドライバ回路１０２と、を備える（図１）。

ＬＥＤランプ１０１は、直列に接続された複数のＬＥＤ素子１０１ａと、この複数のＬＥＤ素子１０１ａの何れかと並列に接続されたスイッチ回路１０１ｂと、を含む。

スイッチ回路１０１ｂのオン／オフにより、点灯するＬＥＤ素子１０１ａの数が切り換えられる。また、スイッチ回路１０１ｂは、ユーザによりオン／オフが切り替え可能になっている。

このＬＥＤランプ１０１は、例えば、２輪車のヘッドランプである。スイッチ回路１０１ｂが並列に接続されていないＬＥＤ素子１０１ａは、例えば、ＬｏｗビームのＬＥＤ素子である。また、スイッチ回路１０１ｂに並列に接続されたＬＥＤ素子１０１ａは、例えば、ＨｉビームのＬＥＤ素子である。

そして、スイッチ回路１０１ｂがユーザによりオフに制御されることにより、すべてのＬＥＤ素子１０１ａに電流が流れる状態になる。

一方、スイッチ回路１０１ｂがユーザによりオンに制御されることにより、スイッチ回路１０１ｂに並列に接続されたＬＥＤ素子１０１ａは、電流が流れない状態になる。

このように、スイッチ回路１０１ｂのオン／オフにより、点灯するＬＥＤ素子１０１ａの数が切り換えられる。

このように点灯するＬＥＤ素子１０１ａの数が切り換えられることにより、ＬＥＤランプ１０１の負荷が変化することになる。

また、ＬＥＤドライバ回路１０２は、ＬＥＤランプ１０１に電流を供給して、ＬＥＤランプ１０１を駆動する。

このＬＥＤドライバ回路１０２は、図１に示すように、例えば、第１のバッテリ端子Ｔｘと、第２のバッテリ端子（接地端子）Ｔｙと、出力端子Ｔｚと、スイッチング素子Ｍ１と、第１のインダクタＬ１と、コンデンサＣ１と、第２のインダクタＬ２と、整流素子Ｄ１と、第１の検出用抵抗Ｒ１と、第２の検出用抵抗Ｒ２と、制御部１０３と、端子Ｔ１〜Ｔ６と、を備える。

第１のバッテリ端子Ｔｘは、バッテリの正極ＴＢａに接続されるようになっている。

第２のバッテリ端子Ｔｙは、バッテリの負極ＴＢｂに接続され且つＬＥＤランプ１０１の一端（カソード側）２２が接続されるようになっている。

出力端子Ｔｚは、ＬＥＤランプ１０１の他端（アノード側）２１に接続されるようになっている。

スイッチング素子Ｍ１は、一端（ドレイン）が第１のバッテリ端子Ｔｘに接続され、他端（ソース）が、第２の検出用抵抗Ｒ２を介して、第１のインダクタＬ１の一端に接続されている。このスイッチング素子Ｍ１は、制御部１０３の端子Ｔ１から出力される信号により、オン／オフが制御される。

このスイッチング素子Ｍ１は、例えば、図１に示すように、ＭＯＳトランジスタである。この場合、制御部１０３の端子Ｔ１から出力される信号は、ＭＯＳトランジスタのゲートに供給される。

なお、このスイッチング素子Ｍ１は、バイポーラトランジスタであってもよい。

また、第１のインダクタＬ１は、一端が、第２の検出用抵抗Ｒ２を介して、スイッチング素子Ｍ１の他端に接続され、他端が第２のバッテリ端子Ｔｙに接続されている。

コンデンサＣ１は、一端が第１のインダクタＬ１の一端に接続されている。

第２のインダクタＬ２は、一端が、第１の検出用抵抗Ｒ１を介して、コンデンサＣ１の他端に接続され、他端が出力端子Ｔｚに接続されている。

整流素子Ｄ１は、一端が第２のバッテリ端子Ｔｙに接続され且つ他端がコンデンサＣ１の他端に接続されている。この整流素子Ｄ１は、第２のバッテリ端子ＴｙからコンデンサＣ１の他端に向かう方向が順方向となる。

そして、整流素子Ｄ１は、例えば、図１に示すように、アノードが第２のバッテリ端子Ｔｙに接続され、カソードがコンデンサＣ１の他端に接続されたダイオードである。

なお、整流素子Ｄ１は、スイッチング素子であってもよい。

また、第１の検出用抵抗Ｒ１は、コンデンサＣ１の他端と出力端子Ｔｚとの間で、第２のインダクタＬ２と直列に接続されている。

第２の検出用抵抗Ｒ２は、スイッチング素子Ｍ１の他端と第１のインダクタＬ１の一端との間に接続されている。

制御部１０３は、第２のインダクタＬ２に流れる第１の電流に基づいて、スイッチング素子Ｍ１をオン／オフ制御する。なお、制御部１０３は、例えば、図１に示すように、第１の検出用抵抗Ｒ１に流れる電流を検出することにより、第１の電流の値を取得する。

例えば、制御部１０３は、第１の電流が増加して第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）になるまで、スイッチング素子Ｍ１をオンする。

そして、制御部１０３は、第１の電流が増加して第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）になったとき、スイッチング素子Ｍ１をオフする。

そして、制御部１０３は、第１の電流が減少して第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）よりも小さい第２の閾値（ＬＯＷＥＲ ＬＩＭＩＴ）になるまで、スイッチング素子Ｍ１をオフする。

そして、制御部１０３は、第１の電流が減少して第２の閾値（ＬＯＷＥＲ ＬＩＭＩＴ）になったとき、スイッチング素子Ｍ１をオンする。

このような制御部１０３の制御により、第２のインダクタＬ２に流れる第１の電流が第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）と第２の閾値（ＬＯＷＥＲ ＬＩＭＩＴ）との間で遷移するように制御される。すなわち、出力端子ＴｚからＬＥＤランプ１０１に供給される出力電流が所定範囲内に制御される。

また、制御部１０３は、第２の検出用抵抗Ｒ２に流れる電流を検出することにより、スイッチング素子Ｍ１に流れる第２の電流の値を取得する。そして、制御部１０３は、スイッチング素子Ｍ１に流れる第２の電流が第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）よりも大きい第３の閾値以上になった場合には、スイッチング素子Ｍ１を強制的にオフする。

これにより、過電流によるスイッチング素子Ｍ１等の素子の破壊を抑制することができる。

なお、制御部１０３は、端子Ｔ６、第１のバッテリ端子Ｔｘを介して、バッテリの正極ＴＢａに接続されている。この制御部１０３は、端子Ｔ６、第１のバッテリ端子Ｔｘを介して、バッテリの電圧Ｖｃｃが供給されるようになっている。

このような制御部１０３は、例えば、図１に示すように、出力電流検出部１０３ａと、入力過電流検出部１０３ｂと、スイッチ制御部１０３ｃと、ドライバ１０３ｄと、を備える。

出力電流検出部１０３ａは、端子Ｔ２、Ｔ３を介して、第１の検出用抵抗Ｒ１に接続されている。この出力電流検出部１０３ａは、第１の検出用抵抗Ｒ１に流れる電流を検出する。

入力過電流検出部１０３ｂは、端子Ｔ４を介して、第２の検出用抵抗Ｒ２の一端に接続されている。この入力過電流検出部１０３ｂは、第２の検出用抵抗Ｒ２に流れる電流を検出する。なお、第２の検出抵抗Ｒ２の他端は、端子Ｔ５を介して、制御部１０３の基準電位に接続されている。また、本実施例は、この基準電位については、接地端子からフローティングされた構成としている。

例えば実施例の様にスイッチング素子Ｍ１がn-chMOSトランジスタの場合、ソース電位が接地電位からフローティングした電位となる為、制御部１０３の基準電位を接地電位とすると、ハイサイドドライバが必要になる。しかし、制御部１０３の基準電位を接地からフローティングされた構成にすることにより、このハイサイドドライバが不要になる。

スイッチ制御部１０３ｃは、入力過電流検出部が検出した電流、及び出力電流検出部１０３ａが検出した電流に基づいて、制御信号を出力する。

例えば、スイッチ制御部１０３ｃは、第１の電流が増加して第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）になるまで、スイッチング素子Ｍ１をオンするための制御信号を出力する。

そして、スイッチ制御部１０３ｃは、第１の電流が増加して第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）になったとき、スイッチング素子Ｍ１をオフするための制御信号を出力する。

そして、スイッチ制御部１０３ｃは、第１の電流が減少して第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）よりも小さい第２の閾値（ＬＯＷＥＲ ＬＩＭＩＴ）になるまで、スイッチング素子Ｍ１をオフするための制御信号を出力する。

そして、スイッチ制御部１０３ｃは、第１の電流が減少して第２の閾値（ＬＯＷＥＲ ＬＩＭＩＴ）になったとき、スイッチング素子Ｍ１をオンするための制御信号を出力する。
一方、スイッチ制御部１０３ｃは、第２の電流が第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）よりも大きい第３の閾値以上になった場合には、スイッチング素子Ｍ１を強制的にオフする制御信号を出力する。

また、ドライバ１０３ｄは、スイッチ制御部１０３ｃが出力した制御信号に応じて、スイッチング素子Ｍ１のゲート電圧を制御する。

ここで、ＬＥＤドライバ回路１０２は、第２のインダクタＬ２の他端と接地との間には、出力コンデンサが設けられていない。

そして、ＬＥＤドライバ回路１０２は、第２のバッテリ端子（接地端子）Ｔｙと出力端子Ｔｚとの間に、直列接続された整流素子Ｄ１と第２のインダクタＬ２が設けられた構成を有する。このため、ＬＥＤドライバ回路１０２は、後述のように、出力コンデンサが設けられていなくとも、連続的な電流を出力することができる。

そして、ＬＥＤドライバ回路１０２は、出力コンデンサを有しないことで、より高速の応答が可能であり、例えばＬＥＤランプ１０１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。

次に、以上のような構成を有するＬＥＤドライバ回路１０２の制御方法の一例について説明する。
図２は、図１に示すＬＥＤドライバ回路１０２のスイッチング素子Ｍ１がオンしている場合における、電流経路の一例を示す図である。また、図３は、図１に示すＬＥＤドライバ回路１０２のスイッチング素子Ｍ１がオフしている場合における、電流経路の一例を示す図である。また、図４は、ＬＥＤドライバ回路１０２に流れる電流波形の一例を示す図である。

既述のように、制御部１０３は、第２のインダクタＬ２に流れる第１の電流に基づいて、スイッチング素子Ｍ１をオン／オフ制御する。

例えば、制御部１０３は、第１の電流（第２のインダクタＬ２に流れる電流Ｉ（Ｌ２））が増加して第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）になるまで（例えば、図４の時刻ｔ０〜ｔ１、時刻ｔ２〜ｔ３）、スイッチング素子Ｍ１をオンする。

これにより、スイッチング素子Ｍ１に電流Ｉ（Ｍ１）が流れる（図２）。又、電流I（Ｍ１）は、第２の検出用抵抗Ｒ２に流れる電流と等しい。この電流Ｉ（Ｍ１）は、第１の検出用抵抗Ｒ１に流れる第１の電流Ｉ１ａ（第２のインダクタＬ２に流れる電流Ｉ（Ｌ２））と、第２の電流Ｉ２ａ（第１のインダクタＬ１に流れる電流Ｉ（Ｌ１））との和になる（図２、図４）。

第２のインダクタＬ２に流れる電流Ｉ（Ｌ２）は、出力電流として、ＬＥＤランプ１０１に供給される。これにより、ＬＥＤランプ１０１が点灯する。

このとき、コンデンサＣ１が放電される。

そして、制御部１０３は、第１の電流Ｉ１ａ（第２のインダクタＬ２に流れる電流Ｉ（Ｌ２））が増加して第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）になったとき（例えば、図４の時刻ｔ１、時刻ｔ３）、スイッチング素子Ｍ１をオフする。

これにより、スイッチング素子Ｍ１の電流Ｉ（Ｍ１）が、すなわち第２の検出用抵抗Ｒ２の電流が、遮断される（図３）。

そして、制御部１０３は、第１の検出用抵抗Ｒ１に流れる第１の電流Ｉ１ｂ（第２のインダクタＬ２に流れる電流Ｉ（Ｌ２））が減少して第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）よりも小さい第２の閾値（ＬＯＷＥＲ ＬＩＭＩＴ）になるまで（例えば、図４の時刻ｔ１〜ｔ２）、スイッチング素子Ｍ１をオフする。

このとき、第１の検出用抵抗Ｒ１に流れる第１の電流Ｉ１ｂ（第２のインダクタＬ２に流れる電流Ｉ（Ｌ２））は、出力端子Ｔｚ、ＬＥＤランプ１０１、第２のバッテリ端子Ｔｙ、整流素子Ｄ１を流れる（図３）。

さらに、第１のインダクタＬ１に流れる電流Ｉ（Ｌ１）は、整流素子Ｄ１、コンデンサＣ１を流れ、コンデンサC1が充電される（図３）。

したがって、整流素子Ｄ１に流れる電流Ｉ（Ｄ１）は、電流Ｉ（Ｌ１）と電流Ｉ（Ｌ２）との和になる（図３、図４）。

そして、制御部１０３は、第１の検出用抵抗Ｒ１に流れる第１の電流Ｉ１ｂ（第２のインダクタＬ２に流れる電流Ｉ（Ｌ２））が減少して第２の閾値（ＬＯＷＥＲ ＬＩＭＩＴ）になったとき（例えば、図４の時刻ｔ２）、スイッチング素子Ｍ１をオンする。

以降、同様の動作が繰り返される。

以上のＬＥＤドライバ回路１０２の動作により、第２のインダクタＬ２に流れる電流Ｉ（Ｌ２）が第１の閾値（ＵＰＰＥＲ ＬＩＭＩＴ）と第２の閾値（ＬＯＷＥＲ ＬＩＭＩＴ）との間で遷移するように制御される。

すなわち、出力端子ＴｚからＬＥＤランプ１０１に供給される出力電流が所定範囲内に制御される。

そして、既述のように、ＬＥＤドライバ回路１０２は、第２のバッテリ端子（接地端子）Ｔｙと出力端子Ｔｚとの間に、直列接続された整流素子Ｄ１とインダクタ（第２のインダクタ）が設けられた構成を有するため、出力コンデンサが設けられていなくとも、連続的な電流を出力することができる（図２〜図４）。

そして、ＬＥＤドライバ回路１０２は、出力コンデンサを有しないことで、より高速の応答が可能であり、例えばＬＥＤランプ１０１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（図４）。

すなわち、本発明に係るＬＥＤ照明装置１００によれば、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。

第２の実施形態

ここで、既述のような構成・機能を有するＬＥＤ照明装置１００の配線の接続関係の一例について説明する。図５は、図１に示すＬＥＤ照明装置１００の配線の接続関係の一例を示す図である。

図５に示すように、ＬＥＤ照明装置１００は、バッテリ（直流電源）１０３と、ＬＥＤランプ１０１と、ＬＥＤランプ１０１に対するバッテリ１０３の電流の供給を制御するＬＥＤドライバ回路１０２と、を備える。

そして、ＬＥＤドライバ回路１０２とＬＥＤランプ１０１とは、出力端子Ｔｚと、ＬＥＤランプ１０１の一端（アノード側）２１とを接続する出力線で接続され、ＬＥＤランプ１０１の他端（カソード側）２２はＬＥＤドライバ回路１０２を介さずに直接接地されている。

また、バッテリ１０３の負極ＴＢｂと第２のバッテリ端子（接地端子）Ｔｙとが接続されている。

また、バッテリの負極ＴＢｂ、ＬＥＤドライバ回路１０２の第２のバッテリ端子（接地端子）ＴｙおよびＬＥＤランプ１０１の他端２２は、例えば、導電性材料からなる車両（二輪車）本体に接続されている（接地されている）。
ここで、従来、車両用の照明装置は、電球（バルブ）を用いていた頃から、電球に電流を供給するドライバ回路と、電球の一方の電極とが単線で接続され、電球の他方の電極が接地される接続形態が一般的であった。このため、ＬＥＤ照明装置も同様の接続形態をとることが従来品との互換性等の観点から望ましい。

そこで、本発明に係るＬＥＤ照明装置１００において、第２のバッテリ端子（接地端子）ＴｙとＬＥＤランプ１０１の他端（カソード端子）２２との間には部品が設けられていないため、ＬＥＤランプ１０１の他端（カソード端子）２２はＬＥＤドライバ回路１０２を介さずに直接接地するとともに、ＬＥＤドライバ回路１０２に第２のバッテリ端子（接地端子）Ｔｙを設けて、ＬＥＤドライバ回路１０２の入力側も接地するという構成を可能としている。

よって、本発明に係るＬＥＤ照明装置１００によれば、従来の電球用照明装置の場合と同様に、ＬＥＤドライバ回路１０２とＬＥＤランプ１０１とを１本の出力線で接続することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

図５に示すように、ＬＥＤ照明装置１００は、バッテリ（直流電源）１０３Ｘと、ＬＥＤランプ１０１と、ＬＥＤランプ１０１に対するバッテリ１０３Ｘの電流の供給を制御するＬＥＤドライバ回路１０２と、を備える。

また、バッテリ１０３Ｘの負極ＴＢｂと第２のバッテリ端子（接地端子）Ｔｙとが接続されている。

Claims (13)

1. バッテリの正極に接続される第１のバッテリ端子と、
   前記バッテリの負極に接続され且つＬＥＤランプのカソード側が接続される第２のバッテリ端子と、
   前記ＬＥＤランプのアノード側に接続される出力端子と、
   一端が前記第１のバッテリ端子に接続されたスイッチング素子と、
   一端が前記スイッチング素子の他端に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第１のインダクタと、
   一端が前記第１のインダクタの一端に接続されたコンデンサと、
   一端が前記コンデンサの他端に接続され、他端が前記出力端子に接続された第２のインダクタと、
   一端が前記第２のバッテリ端子に接続され且つ他端が前記コンデンサの他端に接続され、前記第２のバッテリ端子から前記コンデンサの他端に向かう方向が順方向となる整流素子と、
   前記第２のインダクタに流れる第１の電流に基づいて、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、
   前記制御部は、
   前記第１の電流が増加して第１の閾値になるまで、前記スイッチング素子をオンし、
   前記第１の電流が増加して前記第１の閾値になったとき、前記スイッチング素子をオフし、
   前記第１の電流が減少して前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値になるまで、前記スイッチング素子をオフし、
   前記第１の電流が減少して前記第２の閾値になったとき、前記スイッチング素子をオンする
   ことを特徴とするＬＥＤドライバ回路。
2. 前記第２のインダクタの他端と接地との間には、出力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に記載のＬＥＤドライバ回路。
3. 前記コンデンサの他端と前記出力端子との間で、前記第２のインダクタと直列に接続された第１の検出用抵抗をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記第１の検出用抵抗に流れる電流を検出することにより、前記第１の電流の値を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤドライバ回路。
4. 前記スイッチング素子は、ＭＯＳトランジスタであり、
   前記制御部は、
   前記第１の検出用抵抗に流れる電流を検出する出力電流検出部と、
   前記出力電流検出部が検出した電流に基づいて、制御信号を出力するスイッチ制御部と、
   前記制御信号に応じて、前記ＭＯＳトランジスタのゲート電圧を制御するドライバと、を備え、
   前記スイッチ制御部は、
   前記第１の電流が増加して第１の閾値になるまで、前記スイッチング素子をオンするための制御信号を出力し、
   前記第１の電流が増加して前記第１の閾値になったとき、前記スイッチング素子をオフするための制御信号を出力し、
   前記第１の電流が減少して前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値になるまで、前記スイッチング素子をオフするための制御信号を出力し、
   前記第１の電流が減少して前記第２の閾値になったとき、前記スイッチング素子をオンするための制御信号を出力する
   ことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤドライバ回路。
5. 前記制御部は、
   前記スイッチング素子に流れる第２の電流が前記第１の閾値よりも大きい第３の閾値以上になった場合には、前記スイッチング素子を強制的にオフする
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤドライバ回路。
6. 前記スイッチング素子の他端と前記第１のインダクタの一端との間に接続された第２の検出用抵抗をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記第２の検出用抵抗に流れる電流を検出することにより、前記スイッチング素子に流れる第２の電流の値を取得し、
   前記第２の電流が前記第１の閾値よりも大きい第３の閾値以上になった場合には、前記スイッチング素子を強制的にオフする
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤドライバ回路。
7. 前記スイッチング素子は、ＭＯＳトランジスタであり、
   前記制御部は、
   前記第２の検出用抵抗に流れる電流を検出する入力過電流検出部と、
   前記入力過電流検出部が検出した電流に基づいて、制御信号を出力するスイッチ制御部と、
   前記制御信号に応じて、前記ＭＯＳトランジスタのゲート電圧を制御するドライバと、を備え、
   前記スイッチ制御部は、
   前記第２の電流が前記第１の閾値よりも大きい第３の閾値以上になった場合には、前記スイッチング素子を強制的にオフする制御信号を出力する
   ことを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤドライバ回路。
8. 前記整流素子は、
   アノードが前記第２のバッテリ端子に接続され、カソードが前記コンデンサの他端に接続されたダイオードである
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤドライバ回路。
9. バッテリの正極に接続される第１のバッテリ端子と、前記バッテリの負極に接続され且つＬＥＤランプのカソード側が接続される第２のバッテリ端子と、前記ＬＥＤランプのアノード側に接続される出力端子と、一端が前記第１のバッテリ端子に接続されたスイッチング素子と、一端が前記スイッチング素子の他端に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第１のインダクタと、一端が前記第１のインダクタの一端に接続されたコンデンサと、一端が前記コンデンサの他端に接続され、他端が前記出力端子に接続された第２のインダクタと、一端が前記第２のバッテリ端子に接続され且つ他端が前記コンデンサの他端に接続され、前記第２のバッテリ端子から前記コンデンサの他端に向かう方向が順方向となる整流素子と、前記第２のインダクタに流れる第１の電流に基づいて、前記スイッチング素子をオン／オフ制御する制御部と、を備えたＬＥＤドライバ回路の制御方法であって、
   前記第１の電流が増加して第１の閾値になるまで、前記スイッチング素子をオンし、
   前記第１の電流が増加して前記第１の閾値になったとき、前記スイッチング素子をオフし、
   前記第１の電流が減少して前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値になるまで、前記スイッチング素子をオフし、
   前記第１の電流が減少して前記第２の閾値になったとき、前記スイッチング素子をオンする
   ことを特徴とするＬＥＤドライバ回路の制御方法。
10. バッテリと、
    ＬＥＤランプと、
    前記ＬＥＤランプに対する前記バッテリの電流の供給を制御するＬＥＤドライバ回路と、を備え、
    前記ＬＥＤドライバ回路は、
    バッテリの正極に接続される第１のバッテリ端子と、
    前記バッテリの負極に接続され且つＬＥＤランプのカソード側が接続される第２のバッテリ端子と、
    前記ＬＥＤランプのアノード側に接続される出力端子と、
    一端が前記第１のバッテリ端子に接続されたスイッチング素子と、
    一端が前記スイッチング素子の他端に接続され、他端が前記第２のバッテリ端子に接続された第１のインダクタと、
    一端が前記第１のインダクタの一端に接続されたコンデンサと、
    一端が前記コンデンサの他端に接続され、他端が前記出力端子に接続された第２のインダクタと、
    一端が前記第２のバッテリ端子に接続され且つ他端が前記コンデンサの他端に接続され、前記第２のバッテリ端子から前記コンデンサの他端に向かう方向が順方向となる整流素子と、
    前記第２のインダクタに流れる第１の電流に基づいて、前記スイッチング素子をオン／オフ制御する制御部と、
    を有し、
    前記ＬＥＤドライバ回路と前記ＬＥＤランプとは、前記出力端子と、前記ＬＥＤランプのアノード側とを接続する出力線で接続され、前記ＬＥＤランプのカソード側は前記ＬＥＤドライバ回路を介さずに直接接地されている
    ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
11. 前記第２のインダクタの他端と接地との間には、出力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１０に記載のＬＥＤ照明装置。
12. 前記バッテリの負極と前記第２のバッテリ端子とが接続されていることを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤ照明装置。
13. 前記バッテリの負極、前記ＬＥＤドライバ回路の第２のバッテリ端子および前記ＬＥＤランプのカソード側はいずれも、導電性材料からなる車両本体に接続されている
    ことを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤ照明装置。

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