TW201208471A - Light-emitting diode drive device and light-emitting diode drive semiconductor device - Google Patents

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TW201208471A
TW201208471A TW100116829A TW100116829A TW201208471A TW 201208471 A TW201208471 A TW 201208471A TW 100116829 A TW100116829 A TW 100116829A TW 100116829 A TW100116829 A TW 100116829A TW 201208471 A TW201208471 A TW 201208471A
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Taiwan
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voltage
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TW100116829A
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Takashi Kunimatsu
Toshifumi Ishida
Original Assignee
Panasonic Corp
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/50Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/37Converter circuits
    • H05B45/3725Switched mode power supply [SMPS]

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  • Led Devices (AREA)

Description

201208471 六、發明說明: t智?'明所屬·^技袖r領3 發明領域 本發明係有關一種發光二極體驅動裝置、及、一種用 於發光二極體之驅動之半導體裝置,尤其,是有關一種降 壓截波型驅動裝置。 C先前冬好;3 發明背景 近年,有開發並實用化一種驅動發光二極體(以下記載 為LED(Light Emitting Diode))之發光二極體驅動裝置、及、 用於LED驅動之發光二極體驅動用半導體裝置。尤其’盛 行將白色LED作為光源之LED電球等照明裝置之量產化。 又,有提出多種可適當驅動LED之驅動電路。例如,當串 聯有複數LED之情況下有特定的LED啟動時,有輸出電壓 無謂地上昇而使對零件之負荷增加之虞、或對驅動電路施 加過大的電壓之虞。 爰此,有揭示一種具有可檢測此種LED之啟動、並切 換成安全動作模式之功能的發光二極體驅動裝置(照明裝 置)(專利文獻1)。 以第8圖說明專利文獻1中所記載之習知之發光二極體 驅動裝置。第8圖係顯示專利文獻1中所記載之習知之發光 二極體驅動裝置構成之電路圖。 習知之發光二極體驅動裝置11係連接在包含串聯有複 數LED18a之LED光源部18,可控制複數LED18a之點燈。如 201208471 第8圖顯示,習知之發光二極體驅動裝置丨丨具有具備將電源 電壓轉換成預定直流電壓並輸出至LED光源部18之轉換器 的點燈電路部12、及、檢測流入LED光源部18之電流的電 流檢測用電阻13。此外,習知之發光二極體驅動裝置21還 具備電壓檢測電路部19。 點燈電路部12為所謂的昇壓型dc/DC轉換器,具備電 感元件14、二極體15、切換元件丨6、電容元件2〇、及驅動 控制電路17。 電感元件14係其任一端連接在直流電源vE之高電壓 側。二極體15為正極連接在電感元件14之另一端之逆流防 止用二極體。切換元件16為連接在電感元件14之另一端及 直流電源VE之低電壓側之間之FET(Field Effect Transistor :場效型電晶體)等功率元件。電容元件2〇係連接 在二極體15之負極及直流電源ve之低電壓側之間。驅動控 制電路17可控制點燈電路部丨2之輸出電壓v。 驅動控制電路17係藉由電壓檢測電路部19及電流檢測 用電阻13監控點燈電路部12之輸出、並進行切換元件16之 開及關控制。具體而言,驅動控制電路17具備有控制功能 與模式設定功能。控制功能為進行切換元件16之開及關控 制之功能。模式設定功能為藉由LED光源部18之連接狀 態,將點燈電路部12之動作模式設定成一般模式或用於非 連接時(無負荷時)之待機模式(或停止模式)之功能。 電流檢測用電阻13為連接在LED光源部18之負極及直 流電源VE之低電壓側之間之電阻。電流檢測用電阻13可將 201208471 流入哪切、部18之電流增換成電壓資訊、並反饋至驅動 控制電路17之反饋端子FB。 只要由電流檢測用電阻13所檢測之電流ι超過預定間 值,驅動㈣電路17便會騎為錢接LED絲部18。並 且,驅動控制電路17係以—般模柄作調整轉換器 之輸出電壓’以使流人㈣光源如之電流成為預先所設 定之設定值。 又要由電流檢測用電阻13所檢測之電流在上述閾 值以下,驅動控制電路Π便會判斷為纟連接LED光源部 18,並以待機模式或停止模式動作。待機模式係使上述輸 出電壓減少至預定值之模式,停止模式係停止點燈電路部 12之輸出之模式。而,上述預定閾值在有正常連接LED光 源部18時,係設定為流入LED光源部18之電流至少超過上 述閾值之值。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1 :專利第4169008號公報 【明内^3 發明概要 發明欲解決之課題 然而,在上述習知技術中,有下列課題。 首先,在專利文獻1中記載之習知之發光二極體驅動裝 置’需要有電流檢測用電阻,用以檢測流入LED之電流。 又’驅動控制電路需要有用以輸入由電流檢測用電阻所檢 201208471 測之電流檢測資訊之端子,因此有實現驅動裝置之小型 化、節省空間化、點燈電路ic之小型化、及小端子化時之 課題。又,由於LED電流會流入電流檢測用電阻,因此在 電流檢測用電阻之耗電損失很大。 又,為使將以商用交流電源(AC 100V/240V等)為基底所 整流平滑之高電壓作為電源電壓,有效地供給至對輸入電 源電壓而言為低電壓之LED光源,以降壓型驅動電路有 效。使用在降壓型驅動電路時,由於電流檢測用電阻之電 位為高電壓,因此為將所檢測之資訊輸入到驅動控制電 路,驅動控制電路必須有高耐壓元件。 又,在用以功因改善等而於商用交流電源整流後未經 平滑即使用之輸入脈動電壓驅動的情況下,會產生輸入電 壓低於輸出電壓之期間。由於在該期間不會有電流流入 LED光源,因此可能會有誤測為LED呈開路之情況產生。 又,在用以流入LED光源之電流波形之漣波降低及雜 訊對策等,多會在LED光源之附近並聯平滑電容器及仿真 電阻。此時,即使LED呈開路,電流亦可透過平滑電容器 及仿真電阻流動,因此可能會有無法正常檢測驅動控制電 路之情況發生。 爰此,本發明有鑒於上述習知之問題點,以提供一種 無需專用電阻及端子、且即便在低輸入電壓及在LED並聯 有平滑電容器等之情況下,亦可正常檢測LED之開路之發 光二極體驅動裝置、及發光二極體驅動用之半導體裝置為 目的。 6 201208471 用以欲解決課題之機構 為達成上述目的,本發明之一態樣之發光二極體驅動 裝置為可驅動1個以上發光二極體之降壓截波型者,其具 備:串聯環形電路,係具備具有前述1個以上發光二極體之 LED光源部、串聯在前述LED光源部之抗流線圈、及、用 以將產生於前述抗流線圈之反電動勢供給至前述LED光源 部之二極體者;電源部,係連接在前述串聯環形電路、並 用以將輸入電壓供給至前述LED光源部及前述抗流線圈 者;及切換驅動電路,係連接在前述串聯環形電路、並用 以將流至前述LED光源部之電流予以定流控制者。前述切 換驅動電路包含切換元件區塊、及控制電路區塊。前述切 換元件區塊具有切換元件串聯在前述串聯環形電路,可將 由前述電源部供給之輸入電壓斷續地供給至前述LED光源 部及前述抗流線圈。前述控制電路區塊具有下述四元件, 即:SW控制電路,可在第1動作模式控制前述切換元件之 開及關之切換;上限判定電路,係在前述切換元件關閉時, 判定流入前述切換元件之電流之電流值是否在預先所設定 之上限基準值以下者;下限判定電路,係判定流入前述切 換元件之電流之電流值是否在預先所設定之下限基準值以 上者;及計數電路,可計測流入前述切換元件之電流之電 流值由前述上限判定電路判定在前述上限基準值以下、且 由前述下限判定電路判定在前述下限基準值以上之次數。 當由前述計數電路所計測之次數在預先所設定之判定基準 值以上時,前述SW控制電路在異常處理用之第2動作模 201208471 式,係以異於前述第1動作模式之方式進行前述切換元件之 控制。 依據本態樣,係利用流入切換元件之電流來檢測LED 之開路5因此無須專用的電阻及端子。亦即5不需要用以 檢測流入LED光源部之電流之電阻,因此無需顧及在電阻 之損失,並可達成在高效率之情況下的驅動。又,由於會 判定切換元件呈關閉時流入切換元件之電流之電流值是否 在上限基準值以下,因此可檢測因LED之開路(LED光源部 之高負荷阻抗狀態)使流入切換元件之電流變小之情況。因 此,可用流入切換元件之電流進行LED光源部之開路判 定,所以不需要追加之端子,並可實現發光二極體驅動裝 置之小型化、及節省空間化。 此外,依據本態樣,可藉由判定流入切換元件之電流 之電流值是否在下限基準值以上,來防止在LED正常的狀 態下仍將流入切換元件之電流值變低之情況(例如,輸入電 壓很低、或、平滑電容器等並聯在LED之情況)誤測為LED 呈開路之情況。此外,由於可計測判定為流入切換元件之 電流值在上限基準值以下且在下限基準值以上之次數、並 比較所計測之次數與判定基準值,因此可持續檢測LED呈 開路之情況。因此,例如即使有輸入電壓低於輸出電壓、 且電流未流入LED光源部之期間產生,在預先所設定之下 限基準值以上之電流未流入切換元件之期間内都不會進行 計數電路之計測,因此可防止誤測。 如此一來,依據本態樣,不需要專用的電阻及端子, 201208471 且在輸入電壓很低、及、平 卞⑺電谷态專並聯在LED的情況 下,亦可正常地檢測LED之開路 又,則述控制電路區塊還具有檢測流入前述切換元件 之電流之電流值之—j電路。前述上關定電路可判 定由前述電流檢測電路所檢測之電流值是否在前述上限基 準值以下前述下限判定電路可判定由前述電流檢測 電路所_之錢值是Μ前述下限基準值以上。 依據本態樣,與上限基準值之比較(上限判定)及盘下限 基準值之吨(下限狀)雙方皆可利用由電流檢測電路所 檢測之電流值,因此可易於進行料。例如,藉由同時進 行上限判定及下限判定,即可不需要有用以暫時保持任一 判定結果之電路,因此可簡化判定所f之電路構成。 又,前述sw控制電路在前述第1動作模式,係以預先 所設定之週期將前述切減件從關切換到開。前述上限判 定電路可具有最大負載檢測電路,用以設定最大負載期 間,並在前述切料件呈開啟期間達到前述最大負載期間 時’判定流入前述切換元件之電流之電流值在前述上限基 準值以下。又,前述最大負載期間為前述週期内之前述二 換元件呈開啟期間之最大值。 依據本態樣,由於可設定週期内之切換元件呈開啟期 間之最大值之最大負_間,因此,切換元件呈開啟期間 達到最大負載期間(最大負載驅動),表示流人切換元件之電 流在上限基準值以下。所以,不論流入切換元件之電流是 否有達及預先所設定之上限基準值,可藉由計數成為最^ 201208471 負載驅動狀態之次數來進行LED之開路之檢測。此時,無 須為了與上限基準值之比較進行電流檢測且僅需判定是 否為最大負栽驅動即可,因此可提升開路之檢測精度。 >又W述SW控制電路在前述第丨動作模式,係在關閉 前述=換元件且經過預先設定期間後,開啟前述切換元 件二述上限取電路可具有最大開啟期間檢測電路,用 以《又疋最大開啟期間、並在前述切換元件呈開啟期間達到 前述最大開啟期㈣,判定以前述切換元件之電流之電 流值在前述上限鮮㈣τ。又,前述最大開啟期間為前 述切換元件呈開啟期間之最大值。 依據本態樣,由於有設定切換元件呈開啟期間之最大 值之最大開啟期間,因此切換元件呈開啟期間達到最大開 啟期間(最大開啟日桃!_),表示流人切換元件之電流在上 限基準值以下^以,不論流人切換元件之電流是否有達 及預先所設定之上限基準值,可藉由計數成為最大開啟時 間驅動狀態之次數來進行LED之開路之檢測。此時,無須 為了與上限基準值之比較進行電流㈣、且僅需判定是否 為最大開啟時間驅動即可,因此可提升開路之檢測精度。 又’前述控制電路區塊還具有峰值電流檢測電路,可 在流入前述減元件之電流之電流值為預先所妓之峰值 時,將峰值«檢職料赌出。前述sw控制電路在前 述第1動作模式巾,有前述峰值電流檢測信號輸人時,會使 前述切換元件Μ。X,前述上限基準值可為前述峰值以 下之值。 201208471 依據本態樣’可依照LED光源部之電流值任意設定上 限基準值,因此可提升LED開路之檢測精度。 又,前述控制電路區塊還可具有依照從外部輸入之 值,機動地變更前述峰值之電流調整電路。 依據本態樣,可調整流入LED光源部之電流。又’可 進行LED光源部開路之判定。 又,前述電流調整電路還可隨著前述峰值之變更,將 前述上限基準值加以變更。 依據本態樣,可連同峰值之變更來變更上限基準值, 因此可提升LED光源部開路之檢測精度。 又,前述電源部還可具有可生成交流電壓之交流電 源、及、藉由整流前述交流電壓以生成脈動電壓之前述輸 入電壓之整流電路。 依據本態樣,即使輸入電壓變得低於輸出電壓、且有 電流未流入LED光源部之期間產生,在預先所設定之下限 基準值以上之電流未流入切換元件之期間亦不會進行計數 電路之計測,因此不會有誤測。 又’前述控制電路區塊還可具有下述二元件,即:輸 入電壓檢測電路,可判定前述輸入電壓是否在預先所設定 之設定電壓以上;及啟動/停止電路,可於前述輸入電壓在 前述設定電壓以上之情況下,使前述SW控制電路啟動前述 第1動作模式中之前述切換元件之開及關之切換,並在前述 輸入電壓未滿前述設定電塵之情況下’使前述SW控制電路 停止前述第1動作模式中之前述切換元件之開及關之切換。 11 201208471 依據本態樣,可在輸入電壓下降時,使切換元件之切 換動作(開及關之切換控制)停止。因此,可在輸人電壓值與 輸出電壓值相互接近、且切換元件之開啟時間延長達至最 大開啟時間或最大開啟負載之前使切換動作停止,而且誤 測LED開路之可能性很低。 又,前述串聯環形電路還可具有並聯在前述㈣光源 部之電阻。前述下限基準值為至少H@前述發光二極體呈開 路之情況下流入前述電阻之電流之電流值以下之值。 依據本態樣’即使LED光源部呈開路,亦會有電流流 入所並聯之電阻,但仍可藉由下限判定電路檢測因led光 源部呈開路而有電流流通之狀態。因此,可提升led之開 路之檢測精度。 又,則述奉聯環形電路還可具有並聯在前述LED光源 部之電容器。前述下限基準值為至少!個前述發光二極體呈 開路之情況下流人前述電容器之電流之電流值以下之值。
依據本態樣,即使LED光源部呈開路,亦會有電流流 入所並聯之電谷器,但仍可藉由下限判定電路檢測因LED 光源部呈開路而有電流流通之狀態。因此,可提升LED之 開路之檢測精度。 又’前述串聯環形電路還可具有並聯在前述LED光源 部之電阻、及、串聯在前述電阻且並聯在前述LED光源部 之電容器。刖述下限基準值為至少丨個前述發光二極體呈開 路之情況下流入前述電阻及前述電容器之電流之電流值以 下之值。 12 201208471 依據本態樣’喊LED錢,亦會有電流流入 所並聯之科(纽及電容器),但仍可藉由下_定電路檢 測因LED光源部i開路而有電流流通之狀態 升·之開路讀_度。 # 又’每當前述切換元件經開啟時,前述下限判定電路 會重設判定結果。 依據本態樣,可在每_切換元件之切換週期,重設下 限判定電路之判定結果,因此可降低誤測之可能性。 二,前述下限判定電路可判定在前述切換“從開啟 j關閉之期間内,流入前述切換元件之電流之電流值是否 在前述下限基準值以上。 ;丨1疋 因此更可降 藉此,可較自由地變更下限判定之時序, 低誤測之可能性。 ,則述計數魏可麵制之:域未與前述 件關閉之時序同步增加時重設該次數。 、疋 依據本態樣,由於會在計數次數連續增加中★ 換元件之電流在上限基準值以上之情況下、或、在 值之情況下重設計數次數,因此可降低誤測之可能性。峰 又’前述計數電柯在前述_ "。 已停止之料下,纽所計狀錄。^及關之切換 依據本態樣,例如,即使在輸人電壓為脈動電屬 壓係緩下降時㈣計啊數讀,^要停切換 關控制,便可重設計數次數。因此,在下一 開 換元件之_㈣時,並不會簡計數錢,故 13 201208471 誤測之可能性。 以作為 前述控制電路可使前述— 依據本祕’在檢測出led之開路時可防止過大的 電壓施加到周邊零件s切換it件。 —又’前述sw控制電路可進行計時器間歇動作,以作為 前述第2動作模式。前述計時器間歇㈣係在-定間隔反覆 前述切換元件之驅動與停止。 依據本態樣,在檢測出LED之開路時乃成為使切換動 作之能量輸出減低之動作,因此玎防止過大的電壓施加到 周邊零件或切換元件。 又,前述發光二極體驅動裝置還可具有異常處理電 路,可於由前述計數電路所計測之次數在前述判定基準值 以上時,將顯示異常狀態之異常判定訊號予以輸出。 依據本態樣’可在檢測出LED開路時,輸出異常判定 訊號,因此可利用該異常判定訊號停止輸入電壓之供給、 並將LED光源部呈開路之狀態傳達到周邊裝置、或發佈警 報,藉以通知使用者LED光源部為異常之狀態。 又,本發明之一態樣之發光二極體驅動用之半導體带 置為用以驅動發光二極體者,具備上述之前述切換元件區 塊與前述控制電路區塊。前述切換元件區塊與前述 路區塊係形成在同一半導體基板上、或、組裝在同—封带 内。 依據本態樣,可將切換元件與控制電路組裝在 14 201208471 内。因此,只要使用該半導體裝置構成發光二極體驅動裝 置,即可大幅削減發光二極體驅動裝置之零件數,並可輕 易地實現發光二極體驅動裝置之小型化及輕量化、還有低 成本化。 發明效果 依據本發明,不需要專用的電阻及端子,即使在輸入 電壓很低、及平滑電容器等並聯在LED的情況下,亦可正 常地檢測LED之開路。 圖式簡單說明 第1圖係顯示本發明之實施形態1之發光二極體驅動裝 置之一例之電路圖。 第2A圖係顯示本發明之實施形態1之輸入電壓之波形 與發光二極體驅動裝置之動作期間之波形圖。 第2 B圖係顯示本發明之實施形態1之輸入電壓之波形 與發光二極體驅動裝置之動作期間之波形圖。 第3圖係顯示本發明之實施形態1之流入切換元件之電 流之波形一例之波形圖。 第4圖係顯示本發明之實施形態2之發光二極體驅動裝 置之一例之電路圖。 第5圖係顯示本發明之實施形態2之流入切換元件之電 流之波形一例之波形圖。 第6A圖係顯示本發明之實施形態3之串聯環形電路一 例之電路圖。 第6 B圖係顯示本發明之實施形態3之串聯環形電路一 15 201208471 例之電路圖。 第6 C圖係顯示本發明之實施形態3之串聯環形電路一 例之電路圖。 第7圖係顯示本發明之實施形態4之發光二極體驅動裝 置之一例之電路圖。 第8圖係顯示習知發光二極體驅動裝置之構成之電路 圖。 I;實施方式3 用以實施發明之形態 以下,將參考圖式説明本發明之實施形態。而,在各 圖式,就同一構成要素賦予同一符號並省略重複之説明。 以下之實施形態為顯示將本發明予以具體化之一例者,本 發明一例如構成要素之配置等一並非經下述内容而特定 者。本發明在申請專利範圍内可加諸各種變更。 (實施形態1) 本發明之實施形態1之發光二極體驅動裝置為驅動1個 以上發光二極體(LED)之降壓截波型驅動裝置,其特徵在 於:可在預定時序中,判定流入切換元件之電流是否在上 限基準值以下、且下限基準值以上。並且,本發明之實施 形態1之發光二極體驅動裝置可計數已判定出流入切換元 件之電流在上限基準值以下、且下限基準值以上之次數, 並於所計數之次數在預先所設定之判定基準值以上時,進 行異常處理。 第1圖係顯示本發明之實施形態1之發光二極體驅動裝 16 201208471 置100之構成一例之電路圖。本發明之實施形態丨之發光二 極體驅動裴置1〇〇為驅動i個以上led之降壓截波型驅動裝 置。 如第1圖顯示’發光二極體驅動裝置100具備電源部 110、串聯環形電路120 '切換驅動電路2〇〇、電容器130、 及電阻140。而,切換驅動電路2〇〇為本發明之實施形態 半導體裝置之一例。 電源部110係連接在串聯環形電路12〇,可將輸入電壓 供給至含於串聯環形電路120之LED光源部121及抗流線圈 122。如第1圖顯示’電源部11 〇具備交流電源丨丨1、整流電 路112、及平滑電容器113。 交流電源111可生成交流電壓。例如,交流電源111為 商用電源。 整流電路112係連接在交流電源111,可藉由整流交流 電壓來生成脈動電壓。整流電路112例如為全波整流電路, 可從交流電壓生成全波整流電壓。整流電路112之高電位側 係連接在串聯環形電路120,低電位側係連接在切換驅動電 路200之低電位側端子GND。 平滑電容器113可藉由將以整流電路112所生成之全波 整流電壓予以平滑來生成輸入電壓Vin。平滑電容器113之 高電位側係連接在串聯環形電路120’低電位側係連接在切 換驅動電路200之低電位側端子GND。所生成之輸入電壓 Vin係供給至LED光源部121及抗流線圈122。 而,輸入電壓Vin之波形係依賴平滑電容器n3之容量 17 201208471 值而予以充分平滑、或、形成脈動電流波形。在本發明之 實施形巾’以輸人電壓波形為如第2A圖之脈動電壓波形 之情況為例進行説明。 串聯環形電路120具備LED光源部121 、抗流線圈122、 及二極體123。如第1圖顯示,LED光源部121係以抗流線圈 122及一極體123來構成迴路。 LED光源部121具備複數個發光二極體(LED)。複數個 LED為串聯。抗流線圈122係串聯在led光源部121。二極 體123係並聯在LED光源部121及抗流線圈122,可將生成於 抗流線圈122之反電動勢供給至LED光源部121。 整流電路112及平滑電容器113之高電位側係連接在 LED光源部121之正極端子側、及二極體123之負極端子 側。又,抗流線圈122與二極體123之正極端子之共用連接 點係連接在切換驅動電路200之高電位側端子drn。 而,在本發明之實施形態1,抗流線圈122雖是連接在 LED光源部121之負極端子側,但亦可連接在正極端子側。 又,雖以串聯複數個發光二極體之LED光源為例加以説 明,但發光二極體只要有1個以上即可。 又,即便具備複數個發光二極體,複數個發光二極體 並非限於串聯’亦可連接呈矩陣狀。該等在以下説明之實 施形態中亦同。 切換驅動電路200為本發明之實施形態1之發光二極體 驅動用之半導體裝置之一例,係用以定流控制流入LED光 源部121之電流之半導體裝置。如第1圖顯示,切換驅動電 18 201208471 路200包含切換元件區塊2i〇及控制電路區塊22〇。又,切換 驅動電路200具有連接在外部之5個端子(整流電壓施加端 子IN、高電位側端子dRN、低電位側端子QND、電源端子 VCC、及外部電流調整端子EX)。 整流電壓施加端子IN係連接在整流電路112之高電位 側’會有脈動電壓波形之輸入電壓Vin輸入。高電位側端子 DRN如上述係連接在串聯環形電路12〇。低電位側端子gnd 係連接在控制電路區塊220之接地電位之接地端子,為基準 電位(接地電位)。又,在電源端子vcc與低電位側端子GND 之間有連接電容器130。外部電流調整端子ex係透過電阻 140連接在電源端子VCC。 切換元件區塊210具備切換元件211、及電流檢測用切 換元件212。 切換元件211係串聯在串聯環形電路12〇,可將由電源 部110供給之輸入電壓Vin斷續地供給至Led光源部121及 抗流線圈122。具體而言,切換元件211係連接在串聯環形 電路120、及經接地之低電位側端子gnd之間。 電流檢測用切換元件212係以小於流入切換元件211之 電流、且流動一定電流比之電流的方式,並聯在切換元件 21卜 切換元件211之高電位側端子、及電流檢測用切換元件 212之南電位侧端子係共用連接,並連接在切換驅動電路 200之兩電位側端子DRN。切換元件211之控制端子、及電 流檢測用切換元件212之控制端子係共用連接,並從控制電 19 201208471 路區塊220施加控制信號vg。 又’切換元件211之低電位側端子係連接在切換驅動電 路200之低電位側端子GND。電流檢測用切換元件212之低 電位側端子係連接在控制電路區塊220所具備之電阻221之 一端。電阻221之另一端係連接在切換驅動電路2〇〇之低電 位側端子GND。 而’由於切換元件211與電流檢測用切換元件212可將 共用的控制信號Vg輸入經共用連接之控制端子,因此可同 時進行切換動作。即,切換元件211與電流檢測用切換元件 212係以同時序開啟或關閉。 控制電路區塊220具備電阻221、接合型FET222、調節 器電路223、輸入電壓檢測電路224、啟動/停止電路225、 電流調整電路226、峰值電流檢測電路227、SW控制電路 228、計數電路229、及電流判定電路230。 電阻2 21與電流檢測用切換元件212為檢測流入切換元 件211之電流之電流值之電流檢測電路一例。如上述,電阻 221係一端連接在電流檢測用切換元件212之低電位側端 子、且另一端連接在低電位側端子GND。電阻221為用以將 流通電流檢測用切換元件212之電流轉換成電壓之電阻。亦 即,在本發明之實施形態中,係將流入切換元件2U之電流 作為電壓資訊加以檢測。 而,在本發明之實施形態中,電阻221並非直接測定流 入切換元件211之電流,而是測定流入電流檢測用切換元件 212之電流《流入電流檢測用切換元件212之電流、與流入 20 201208471 切換元件2U之電流呈比例關係’因此藉由本發明之實施形 態之構成可間接測定流均換元件211之電流之電流值。 接合型FET222之高電位側端子係連接在整流電壓施加 端子IN。接合型FET222之低電位側端子係連接在調節器電 路223與輸入電壓檢測電路224。 調節器電路223係透過電源端子vcc將接合型FET222 之低電位側電壓輸出至電容器130。而且,調節器電路223 係以使電容器130之電壓(電源端子vcc之電壓Vcc)呈—定 狀態而加以動作。 藉此,在使用整流來自於商用電源(交流電源m)之交 W電壓之電壓錯以生成控制電路區塊220之動作電源電壓 之情況下’可將控制電路區塊220之動作中之電壓保持在一 定狀態。因此,可使控制電路區塊220之切換元件211之開 及關之控制(切換控制)予以穩定化。 輸入電壓檢測電路224可判定由電源部11〇所生成之輪 入電壓是否在預先所設定之設定電壓以上。具體而言,係 將接合型FET222之低電位側電壓輸入到輸入電壓檢測電路 224後與内部之基準電壓作比較,藉以檢測輸入電源電壓 Vin是否在設定電壓以上。並且,輸入電壓檢測電路224係 依照檢測結果將狀態變化之檢測信號予以輸出。具體而 言,當輸入電源電壓Vin在設定電壓以上時,信號位準為高 位準,當低於設定電壓時,會將低位準之信號予以輪出。 而,輸入電壓檢測電路224之輸出端子係連接在啟動/停止 電路225之輸入端子。 21 201208471 在此’雖將調節器電路223與輸入電壓檢測電路224作 為白連接在接合型FET222之構成,但並非限於此。將高電 壓之輸入電壓轉換成切換驅動電路200之電源電壓Vcc之電 路’亦有提供其他各種樣式之電路,在熟知此項技藝之人 士之間眾所皆知。 又’輸入電壓檢測電路224之構成亦並非限於此。檢測 輸入電壓位準之方法等’亦可藉由從整流電壓施加端子IN 透過電壓低減用電阻輸入切換驅動電路2〇〇,並在切換驅動 電路200内部進一步將使用電阻分割之分壓與内部基準電 壓作比較來進行。此外,輸至調節器電路223之輸入信號、 及輸至輸入電壓檢測電路224之輸入信號皆無需從整流電 壓施加端子IN施加,可作為各別設有施加端子之構成。 當輸入電壓在設定電壓以上時,啟動/停止電路225會 使第1動作模式之S W控制電路22 8啟動切換元件之開及關 之切換。又,g輸入電壓未滿設定電壓時,啟動/停止電路 225會使SW控制電路228停止切換元件之開及關之切換。 而,SW控制電路228及其動作模式將於後説明。 具體而言,啟動/停止電路225係依照來自輸入電壓檢 測電路224之信號位準,輸出ENABLE信號及DISABLE信號 中任一者。從啟動/停止電路225輸出之信號(ENABLE信號 或DISABLE信號)係輸入SW控制電路228及計數電路229。 ENABLE信號為賦能切換元件211之切換控制(即,切換 元件211之開及關之切換)之信號,例如,為信號位準呈高 位準之信號。DISABLE信號係使切換元件211之切換控制停 22 201208471 止之信號,例如,為信號位準呈低位準之信號。 電流調整電路226係連接在外部電流調整端子EX。電 流調整電路226係連接在峰值電流檢測電路227。電流調整 電路226可將依照從外部電流調整端子Εχ所施加之電流值 之信號’輸入峰值電流檢測電路227。即,電流調整電路226 係依照從外部電流調整端子EX輸入之電流值,調整基準電 壓Vref、並輸出顯示經調整之基準電壓%#之信號。 峰值電流檢測電路2 2 7可檢測流入切換元件211之電流 是否達及預先所設定之峰值。當流入切換元件211之電流有 達及預先所設定之峰值時’峰值電流檢測電路227會輸出顯 示其意旨之峰值電流檢測信號ILIMIT。 例如,峰值電流檢測電路227為具有正輸入端子、負輸 入端子、及輸出端子之比較測定器。於正輸入端子有連接 電流檢測用切換元件212及電阻221之連接部,並有藉由流 入電流檢測用切換元件212之電流而產生於電阻221之檢測 電壓Vsn輸入。於負輸入端子有以電流調整電路226所調整 之基準電壓Vref輸入。輸出端子係連接在sw控制電路228。 一旦施加於正輸入端子之檢測電壓Vsn在基準電壓 Vref以上,峰值電流檢測電路227便會輸出信號位準為高位 準之峰值電流檢測信號ILIMIT。從峰值電流檢測電路227 輸出之峰值電流檢測信號ILIMIT係輸入SW控制電路228。 由於基準電壓Vref係由電源電壓Vcc與電阻14〇之值決定, 因此可藉由變更電阻140之值而變更為任意值。 流入電流檢測用切換元件212及電阻221之電流對流入 23 201208471 切換元件211之電流ID為一定電流比之電流。因此,峰值電 流檢測電路227可藉由比較基準電壓Vref與檢測電壓Vsn, 來檢測流入切換元件211之電流1〇是否有達及預先所設定 之預定峰值1P°又,由於流入電流檢測用切換元件212及電 阻221之電流小於流入切換元件211之電流,因此較以電阻 直接债測流入切換元件211之電流更可減低電力損失。 又,作為檢測流入切換元件211之電流ID之方法,亦有 檢測切換元件211之吸極端子電壓之方法。藉由將切換元件 211呈開啟時產生之開啟電壓作為檢測電壓vSn,可使峰值 電流檢測電路227比較内部之基準電壓Vref與檢測電壓 Vsn。而’檢測流入切換元件211之電流之方法並非限於該 等方法者,其檢測方法並不會加以過問。 而,電流調整電路226亦可依照從外部輸入之值來機動 地變更峰值。亦即,電流調整電路226亦可依照從外部電流 調整端子EX輸入之電流值變更基準電壓Vref,藉以變更蜂 值。又,電流调整電路226亦可隨者峰值之變更來變更後述 之上限基準值。 SW控制電路228可在第1動作模式中控制切換元件211 之開及關之切換。又,如後述,當由計數電路229所計測之 次數在預先所設定之判定基準值以上時,SW控制電路228 在異常處理用之第2動作模式中,係以異於第丨動作模式之 方式進行切換元件211之控制。計數次數之判定基準值(次 數)係依賴第1動作模式時之切換元件211之振盪頻率及斷 電時間等,從十數次左右選擇最佳值。 24 201208471 而,第1動作模式為正常動作模式,乃判定LEd光源部 121並非呈開路狀態時執行之模式。即,第1動作模式係依 照預先所設定之控制方式,進行切換元件211之切換控制之 模式。 又’第2動作模式為異於第1動作模式之動作模式,乃 在串聯環形電路120有測出某種異常狀況之下執行之動作 模式。例如’在第2動作模式,可停止切換元件2U之切換 控制。 而,判定基準值係由可防止切換元件211、電流檢測用 切換元件212及其他構成要素因施加過大的電壓而遭受破 壞之程度而決定。具體而言,判定基準值係在切換元件211 之振盪頻率、及LED光源部121呈開路之情況下,依據流入 切換元件211之電流值等而決定。 具體而言’SW控制電路228在從啟動/停止電路225輸入 ENABLE信號之期間,係進行切換元件211之切換控制以作 為第1動作模式中之動作。SW控制電路228係以預先所設定 之時序將切換控制信號Vg輸入切換元件211,藉以開啟切換 元件211使電流流入切換元件211。又,SW控制電路228係 在有輸入從峰值電流檢測電路227輸出之峰值電流檢測信 號ILIMIT之時序’使切換元件211關閉。藉此,sW控制電 路22 8可控制使流入切換元件211之電流ID之峰值電流值一 直呈峰值Ip。 又’ SW控制電路228在從啟動/停止電路225輸入 DISABLE信號之期間,可使切換元件211之動作停止。 25 201208471 而,切換元件211之切換控制方法有控制切換之開啟負 載之PWM(Pulse Width Modulation :脈波寬度調變)方式、 及使流入切換元件211之電流峰值改變之電流模式pWM控 制方式等。又,亦有以預先所設定之值固定切換元件211之 斷電時間之斷電時間固定控制方式、及使振盈頻率改變之 PFM(Pulse Frequency Modulation :脈波頻率調變)控制方式 專’其控制方法並不會加以過問。惟,由於上述之控制方 式所需之電路對熟知此項技藝之人士而言為既知知識,因 此第1圖中未圖示關於以該等控制方式所形成之構成。 電流判定電路2 3 0係連接在電流檢測用切換元件2丨2與 電阻221之共用連接部,可輸入檢測電壓vsn。如第i圖顯 示’電流判定電路230具備積分電路231、2個比較測定器232 及233、以及AND電路234。 於積分電路231有檢測電壓Vsn輸入、並可將檢測電壓 Vsn之最大值輸出。而,一旦關閉切換元件211,便會將積 分電路231之輸出信號加以重設。 比較測定器232為切換元件211呈斷電時’判定流入切 換元件211之電流之電流值是否在預先所設定之上限基準 值以下之上限判定電路之—例。在本實施形g,比較測定 器232可狀由電阻221所檢測之電流值是否在±限基準值 以下。上限基準值為峰值Ip以下之值。 具體而言’比較測定器232係對正輪入端子輸入上限基 準電壓IDH、並對負輸人端子輸人與由電阻221所檢測之電 流值相對應之檢測電壓Vsn之最大值。而’上限基準電壓 26 201208471 IDH係設定為小於相當於峰值Ip之電壓(具體而言為基準電 壓Vref)之值。當檢測電壓Vsn之最大值小於上限基準電壓 IDH時,比較測定器232會將高位準之信號輸出至AND電路 234 ° 比較測定器23 3為判定流入切換元件211之電流之電流 值是否在預先所設定之下限基準值以上之下限判定電路之 一例。在本實施形態,比較測定器233可判定由電阻221所 檢測之電流值是否在下限基準值以上。 具體而言,比較測定器233係對正輸入端子輸入與由電 阻221所檢測之電流值相對應之檢測電壓Vsn之最大值,並 對負輸入端子輸入下限基準電壓IDL。當檢測電壓Vsn之最 大值大於下限基準電壓IDL時,比較測定器233會將高位準 之信號輸出至AND電路234。 而’在本實施形態,比較測定器232及233皆以切換元 件211關閉之時序進行判定。在切換元件211關閉之瞬前, 流入切換元件211之電流會為最大,因此比較測定器232及 233係使用流入切換元件211之電流之最大值(實際上為對 應之檢測電壓Vsn)進行判定。 AND電路234具有2個輸入端子及輸出端子,可運算輸 入到輸入端子之信號之邏輯乘法、並從輸出端子將運算結 果輸出。具體而言,比較測定器232及233之輸出信號會分 別輸入2個輸入端子,且比較測定器232及233之輸出信號之 邏輯乘法係輸出至計數電路229。 上限基準電壓IDH及下限基準電壓idl之值係以成立 27 201208471
Vref>IDH>IDL的方式而預先所設定之任意值。又,雖未圖 示在第1圖中,但亦可為依照由電流調整電路226所調整之 基準電壓Vref之值來調整上限基準電壓IDH之值之構成。藉 此,當檢測電壓Vsn之最大值在IDL以上且IDH以下之關係 時’電流判定電路230會將高位準之信號輸出至計數電路 229。 計數電路229可計測流入切換元件211之電流之電流值 由上限判定電路判定在上限基準值以下、且由下限判定電 路判定在下限基準值以上之次數。具體而言,計數電路229 為計數從電流判定電路230輸出之高位準信號之次數之電 路。只要計數次數達至預先所設定之判定次數(判定基準 值),計數電路229便會將open信號輸出至SW控制電路228。 又,於計數電路229會有來自啟動/停止電路225之輸出 信號(ENABLE信號或DISABLE信號)輸入。當從啟動/停止 電路225輸入DISABLE信號時,會重設計數電路229之計數 次數。 就如以上所構成之本發明之實施形態1之發光二極體 驅動裝置100,說明輸入電源電壓Vin、控制電路區塊220、 及切換元件211之動作開始時序之關係。第2A圖及第2B圖 係顯示本發明之實施形態1之輸入電壓波形與發光二極體 驅動裝置100之動作期間之一例之波形圖。 第2A圖係表示輸入電壓波形與輸入電壓檢測電路224 之檢測電壓Vinuv之關係之圖。當輸入電壓波形為脈動電流 波形時,輸入電壓%11>檢測電壓Vinuv之期間為切換驅動電 28 201208471 路200及控制電路區塊220可動作之期間。在輸入電壓vin< 檢測電壓Vinuv之期間,切換元件211會停止動作。 第2B圖係顯示在輸入電壓為脈動電流波形時輸入電 壓徐緩增加時之波形之圖。在輸入電壓Vin低於檢測電壓 Vinuv之期間τ丨’切換驅動電路2〇〇及控制電路區塊22〇呈停 止動作狀態,因此切換元件211亦呈停止動作狀態。 若將LED光源部121之順方向電壓之合計電壓(即, 光源部121之輸出電壓)表示為輸出電壓¥1?—led,則於電源 輸入電壓Vin低於輸出電壓VF一LED之期間不會有電流流入 LED光源部121。因此,在輸入電壓Vin高於檢測電壓 Vinuv、且低於輸出電壓VF_LED之期間T2,控制電路區塊 220可動作。所以,3冒控制電路228會將切換控制信號Vg 輸入切換元件211,且切換元件211雖會開始切換動作但不 會有電流流入切換元件211。 而且,只要輸入電壓Vin在輸出電壓VF_LED以上,便 會有電流流入LED光源部121,因此於切換元件211亦會有 電流流通。在輸入電壓Vin徐緩降低時,亦會產生同樣的現 象。當輸出電壓VF一LED低於檢測電壓vinuv時,只要輸入 電壓Vm高於檢測電壓Vinuv、且切換驅動電路2〇〇及控制電 路區塊220可動作,便會有電流流入LED光源部121及切換 元件211。 以下,首先將說明LED光源部121在正常狀態之動作。 將正常動作時,流入切換元件211之電流波形顯示為第 3圖之IDS1。此時,電流波形IDS1為具有從抗流線圈122之 29 201208471 電感值L與LED光源部121之兩端子電壓差(νιη_νρ LED)決 定之斜率(Vin_VF一LED)/L之單純增加的電流波形。 而且,一旦流入切換元件211之電流ID達及預先所設定 之峰值Ip,SW控制電路228便會輸出使切換元件211關閉之 控制信號Vg’藉以將流入切換元件211之電流之峰值控制在 一直以Ip呈一定狀態。此時,控制電路區塊220内部之檢測 電壓Vsn(即,由電阻221所檢測之檢測電壓vsn)之最大值與 上限基準電壓IDH及下限基準電壓IDL之關係為「Vsn之最 大值>IDH>IDL」’因此電流判定電路230不會將高位準信號 輸出至計數電路229。 又,如第2B圖中所説明之期間T2,内部之控制電路區 塊220及切換元件211為開始開及關之控制(切換動作)之狀 態。然而’如上述’在期間T2,不會有電流流入切換元件 211。因此,在期間T2,控制電路區塊220内部之檢測電壓 Vsn之最大值與上限基準電壓IDH及下限基準電壓IDL之關 係為「IDH>IDL>Vsn之最大值」,所以電流判定電路230不 會將高位準之信號輸出至計數電路229。 接下來,說明構成LED光源部121之發光二極體元件中 有數個損壞而形成開路缺陷之情況。發光二極體之開路缺 陷可分為完全電絕緣、與殘留有電阻成分之半開路狀態之2 種。如第1圖,在僅以LED光源部121構成負荷之情況下, 一旦將發光二極體予以電絕緣,輸入電壓Vin便不會施加到 抗流線圈122及切換元件211 ^因此,即使LED光源部121呈 開路亦不會有高電壓施加到抗流線圈122及切換元件211之 30 201208471 虞。 另一方面,將LED光源部121呈半開路狀態時流入切換 元件211之電流顯不為第3圖之IDS2。此時,由於led光源 部121僅有殘留電阻成分’因此與正常狀態相較之下,阻抗 會變高且電流增加率會降低。而且,流入切換元件211之電 流ID之最大值不會達及峰值Ip,且切換元件Μ丨會依循sw 控制電路228之控制方式關閉。 此時,控制電路區塊220内部之檢測電壓Vsn之最大值 與上限基準電壓IDH及下限基準電壓IDL之關係為 「IDH>Vsn之最大值>IDL」,因此電流判定電路23〇會將高 位準信號輸出至計數電路229。而且,只要計數次數在預定 判定基準值以上,計數電路229便會判斷負荷之led光源部 121呈開路,並將open信號輸出至SW控制電路228。一旦有 open信號輸入,SW控制電路228便會使切換元件211關閉、 且、保持在停止切換動作之狀態,以作為異常處理用之第2 動作模式。 如以上所構成之本發明之實施形態1之發光二極體驅 動裝置100不需要用以檢測流入LED光源部121之電流之專 用電阻,即可使用流入切換元件211之電流,進行LED光源 部121之開路判定。因此,於切換驅動電路200不需要追加 的端子,故可達成發光二極體驅動裝置100之小型化及節省 空間化。 此外,在電源啟動時或輸入電壓為脈動電壓之情況等 輸入電壓低於輸出電壓之期間,即使有電流未流入LED光 31 201208471 源部121之期間產生,在預先所設定之下限基準值以上之電 流未流入切換元件211之期間内,不會進行計數電路229之 計測。因此,依據本發明之實施形態1之發光二極體驅動裝 置100 ’可防止誤測。 而’本發明之實施形態1之發光二極體驅動裝置1〇〇係 藉由具備計數電路229 ,來複數次判定LED光源部121可能 成為開路之狀態。例如,如上述,當電源啟動時等輸入電 壓报低時,即使LED光源部121呈非開路狀態,亦有判定為 開路之可能。此時,連同輸入電壓之增加,乃判定為非開 路(即正常)狀態。 由於在本發明之實施形態1之發光二極體驅動装置1〇〇 中會進行複數次的判定,因此在僅有預定判定基準值以下 之次數判定為呈開路之情況下,亦是判定為呈非開路狀 態。因此,依據本發明之實施形態1之發光二極體驅動裝置 100 ’可將判定基準值設定成適當值,藉以防止誤測。 又’本發明之實施形態1之發光二極體驅動裝置1〇〇具 備電流調整電路226,可從外部將流入切換元件211之峰值 Ip調整成適當之值。所以,可藉由任意設定上限基準電壓 IDH及下限基準電壓IDL,使LED開路檢測精度提升。 又,本發明之實施形態1之發光二極體驅動裝置1〇〇具 備輸入電壓檢測電路224,可在輸入電壓降低時停止切換元 件211之開及關之控制(切換動作)e因此,可在輸入電壓值 與輸出電壓值彼此接近、且切換元件211之開啟時間延長並 達及最大開啟時間或最大開啟負載期間之前,停止切換動 32 201208471 作,且誤測LED開路之可能性报低。 此外,當輸入電壓為脈動電壓、且電壓徐緩.下降時, 即使在錯誤計财數她之情況下,卩、要藉自輸人電壓檢 測電路224停止切換元件211之切換動作,即可重設計數次 數。即,计數電路229在已停止切換元件2n之開及關之切 換(切換動作)的情況下,可重設所計測之次數 。因此,不會 在接下來藉由輸入電壓檢測電路224重新開啟切換元件211 之切換動作時保持計數次數,故誤測之可能性會降低。 又,藉由構成切換驅動電路2〇〇作為將切換元件區塊 210與控制電路區塊220積體化在同一基板上、或組裝在同 一封裝之半導體裝置,可大幅削減發光二極體驅動裝置(照 明裝置)之零件數。又,本構成並非限於本發明之實施形態 1之發光二極體驅動裝置之構成,亦可適用在以下説明之其 他實施形態之發光二極體驅動裝置。 又,雖使用全波整流電路作為整流交流電壓之整流電 路112,但很明白地,使用半波整流電路亦可獲得同樣的效 果。此外,在使用直流電源替代交流電源lu之情況下,亦 可享有本發明之效果。該等在以下説明之實施形態中亦同。 (實施形態2) 接下來,說明本發明之實施形態2之發光二極體驅動裝 置及發光二極體驅動用之半導體裝置。本發明之實施形態2 之發光二極體驅動裝置之特徵在於:藉由判定是否為最大 負載驅動,來判定流入切換元件之電流是否在上限基準值 以下。最大負載驅動為在以一定週期使切換元件驅動之控 33 201208471 制方法中’切換元件呈開啟之期間達到預先所設定之最大 期間(最大負載)之態樣下關_換元件之情況。即,在本發 明之實施形S2之發光二極體驅練置巾,係在流人切換元 件之電流達及峰值且關_換元件之前,藉由檢測因最大 負載驅動而加以關之狀況,來檢測流人切換元件之電流 在上限基準值以下。 第4圖係顯示本發明之實施形態2之發光二極體驅動裝 置300之一例之電路圖。第4圖中,對與顯示於第丨圖中之構 成要素相當的構成要素,賦予與第lgu目同之符號並省略有 關該等之説明。 若將本發明之實施形態2之發光二極體驅動裝置3_ 實施形態1作比較,切換驅動電路400之控制電路區塊42〇之 構成有所不同。又,電阻140之連接關係亦不同。該等以外 之構成則與實施形態1相同。 在實施形態2中’作為切換元件2]1之控制方式,係以 使流入切換元件211之電流峰值變化之電流模式pwM控制 方式為例加以説明。具體而言,在本發明之實施形綠2中, SW控制電路228在第成作模式(正常動作模式)係以預先所 設疋之週期將切換元件211從關切換到開。又,在流入切換 元件叫之電流達及峰叫-即,有峰值電流^測信號 ILIMIT輸入一的情況下,將切換元件211予以關閉。 如第4圖顯示’控制電路區塊420具備計數電路429、比 較測定器433、正反電路435、及時脈產生器436,以取代計 數電路229及電流判定電路230。 34 201208471 電阻140係連接在整流電路丨12及平滑電容器u3之高 電位側。因此’可在輸入電壓波形如第2八圖為脈動電壓波 形之情況下,從「IEX=Vin/R140」之算式算出依照電陴M0 之電阻值R140與輸入電壓vin之值而施加到外部電流調整 端子EX之電流IEX。所以’電流調整電路226設定之基準電 壓Vref會依照輸入電壓之波形變化。 時脈產生器436為最大負載檢測電路之一例’可設定最 大負載期間(亦記為最大開啟負載)。最大負載期間係將切換 元件211從開切換到關之週期内,切換元件211呈開啟之期 間之最大值。如後述,在切換元件211呈開啟之期間達到最 大負載期間時,時脈產生器436會判定流入切換元件211之 電流之電流值在上述上限基準值(IDh)以下。 例如,時脈產生器436係以振盪器等構成,可輸出決定 切換元件211之每週期之開啟時序之CL〇CK信號、及決定 最大開啟負載之MAXDUTY信號。一旦CL〇CK信號輸入s w 控制電路228,SW控制電路228便會藉由將控制信號Vg輸出 至切換元件211使切換元件211開啟。 而且,一旦流入切換元件211之電流1〇達及預先所設定 之峰值Ip,即,輸入峰值電流檢測電路227之檢測電壓Vsn 達及基準電壓Vref,峰值電流檢測電路227便會將峰值電流 檢測彳§號11^1^1丁輸出至SW控制電路228。藉此,SW控制電 路228可將使切換元件211關閉之控制信號¥§予以輸出。依 據本控制,可將流入切換元件211之電流之峰值控制成一直 以Ip呈一定狀態。 35 201208471 又,在峰值電流檢測電路227將峰值電流檢測信號 ILIMIT輸出至SW控制電路228之前,只要時脈產生器436 將MAXDUTY信號輸出至SW控制電路228,SW控制電路 228便會將使切換元件211關閉之控制信號Vg予以輸出。 而,雖未圖示在第4圖中,但實際上一旦SW控制電路228藉 由峰值電流檢測信號ILIMIT將使切換元件211關閉之控制 信號Vg予以輸出,時脈產生器436便不會輸出MAXDUTY 信號。 比較測定器43 3為判定流入切換元件211之電流之電流 值是否在預先所設定之下限基準值以上之下限判定電路之 一部分。比較測定器433可將檢測電壓Vsn輸入正輸入端 子、並可將下限基準電壓IDL輸入負輸入端子。當檢測電壓 Vsn大於下限基準電壓IDL時,比較測定器433會將高位準之 信號輸出至正反電路435。 在本實施形態,比較測定器433會在切換元件211從開 啟到關閉之間,判定流入切換元件211之電流之電流值是否 在下限基準值以上。而且,會以正反電路435保持判定結果。 正反電路435為下限判定電路之一部分,可保持比較測 定器433之判定結果。而,每當切換元件211 —經開啟,便 會重設判定結果。 例如,正反電路435係具有設定端子、 重設端子、及輸 出端子之RS正反電路。將比較測定器433之輸出信號輸入設 疋端子、並從時脈產生器436wCL〇CK信號輸入重設端 子。輸出端子係連接在計數電路429,會在將信號輸入設定 36 201208471 端子起到將信號輸入重設端子為止之間,將輸出信號輸出 至計數電路429。 在正反電路435,每從時脈產生器436輸出CLOCK信 號,便會重設輸出信號。即,正反電路435之輸出以切換元 件211開啟之時序重設一次之後,便以來自比較測定器433 之輸出信號加以設定。 即’在檢測電壓Vsn大於下限基準電壓IDL—即,流入 切換元件211之電流之電流值大於下限基準值—之情況 下’正反電路435會在直到輸入CLOCK信號之期間内將高 位準之信號輸出至計數電路429。 計數電路42 9可計測判定流入切換元件211之電流之電 流值在上限基準值以下、且在下限基準值以上之次數。在 本發明之實施形態2中,並非直接比較電流值,而是藉由檢 測直到達及峰值之時間來進行流入切換元件211之電流之 電流值與上限基準值之比較。 具體而言’在計數電路429除正反電路435之輸出信號 以外’還會從峰值電流檢測電路227輸入峰值電流檢測信號 ILIMIT、從時脈產生器436輸入MAXDirrY信號、並有來自 啟動/停止電路225之輸出信號(ENABLE信號或DISABLE信 號)輸入。計數電路429在有來自正反電路435之輸出信號、 及來自時脈產生器436之MAXDUTY信號輸入時,會增加一 次計數次數。而且,只要計數次數達至預先所設定之判定 基準值’計數電路429便會將open信號輸出至SW控制電路 228。又旦從啟動/停止電路225輸入DISABLE信號、或、 37 201208471 從峰值電流檢測電路22 7輸入峰值電流檢測信號ILI]V[IT,計 數電路429便會重設計數次數。 接下來針對如以上所構成之本發明之實施形態2之發 光二極體驅動裝置3〇〇 ,說明LED光源部121正常狀態下之 動作。正常動作時流入切換元件211之電流波形及控制電路 區塊420之信號波形係顯示為第5圖之IDS 1。 一旦從時脈產生器436輸出CLOCK信號,從SW控制電 路228輸出之控制信號Vg便會成為高位準使切換元件211開 啟讓電流開始流動。此時的電流波形1〇81為具有由抗流線 圈122之電感值L、及LED光源部121之兩端子電壓差 (Vin-VF_LED)決定之斜率(Vin_VF_LED)/L之單純增加的電 流波形。 而且,只要流入切換元件211之電流id達至預先所設定 之峰值Ip,來自SW控制電路228之控制信號Vg便會成為低 位準使切換元件211關閉。依據本控制,可將流入切換元件 211之電流之峰值控制在一直以ip呈一定狀態。 此時,由於控制電路區塊420内部之檢測電壓Vsn與下 限基準電壓IDL之關係為Vsn>IDL,因此輸出信號會從正反 電路435輸入計數電路429。又,切換元件211之開啟期間在 時脈產生器436所規定之最大開啟負載以内,因此不會輸出 MAXDUTY信號(第5圖t以點線表示MAXDUTY信號)。所 以,計數電路429不會增加計數次數。 又’如第2B圖中所説明之期間T2,内部之控制電路區 塊420及切換元件211在雖有開始開及關之控制但沒有電流 38 201208471 流入切換元件211之期間内,控制電路區塊420内部之檢測 電壓Vsn與下限基準電壓IDL之關係為lDL>Vsn。因此,計 數電路429不會增加計數次數。 又,依據來自峰值電流檢測電路227之峰值電流檢測信 號ILIMIT,可重設計數次數。 接下來,說明構成LED光源部121之發光二極體元件中 有數個損壞而形成開路缺陷,使在切換元件211呈開啟之期 間内有微小電流流動之情況。並將此時流入切換元件211之 電流及控制電路區塊420之信號波形顯示為第5圖之IDS2。 此時,由於LED光源部121會殘留有電阻成分之量,因 此阻抗會變得比正常時更高、且電流增加率降低。因此, 流入切換元件211之電流ID之最大值不會達及峰值1?、且切 換元件211之開啟期間會達及以時脈產生器436所規定之最 大開啟負載。此時,時脈產生器436會輸出MAXDUTY信 號、且SW控制電路228會輸出使切換元件211關閉之控制信 號Vg。 此時,控制電路區塊420内部之檢測電壓Vsn與下限基 準電壓IDL之關係乃預先設定為Vsn>IDL,因此可藉由來自 比較測定器433之輸出信號設定正反電路435、並將輸出信 號輸出至計數電路429。又,MAXDUTY信號會從時脈產生 器436輸出至計數電路429。因此,計數電路429會使計數次 數增加一次。 一旦峰值電流檢測電路227將峰值電流檢測信號 ILIMIT予以輸出,計數電路429便會重設計數次數。計數次 39 201208471 數會僅在切換元件21丨之開啟期間為每次最大開啟負載時 增加。 而且 一 U十數次數在預定判定基準值以上,計數電 路429便會判斷負荷之LED光源部121呈開路、並將叩如信 號輸出至SW控制電路228。一旦有〇pen信號輸入,sw控制 電路228便會使切換元件211關閉、且、保持已停止切換動 作之狀態。即,SW控制電路228會使切換元件2n鎖止,以 作為異常處理用之第2動作模式。 接下來,說明構成LED光源部121之發光二極體元件中 有數個損壞而形成開路缺陷、且僅在切換元件211呈開啟之 期間中之期間有尖波電流流動之情況。此時流入切換元件 211之電流及控制電路區塊420之信號波形係顯示為第5圖 之IDS3。 一旦因流入切換元件211之尖波電流使檢測電壓Vsn與 下限基準電壓IDL之關係變成Vsn>IDL,即可依照來自比較 測定器433之輸出信號來設定正反電路435,並將輸出信號 輸出至計數電路429。切換元件211之開啟期間中,即使檢 測電壓Vsn與下限基準電壓IDL之關係變成Vsn<IDL,正反 電路435之輸出信號亦不會有變化。因此,只要MAXDUTY 信號從時脈產生器436輸出至計數電路,計數電路429便有 可能使計數次數增加一次。 只要峰值電流檢測電路227輸出峰值電流檢測信號 ILIMIT,計數電路429便會重設計數次數。計數次數會僅在 切換元件211之開啟期間為每次最大開啟負載時增加。 40 201208471 而且’一旦計數次數在預定判定基準值以上,計數電 路429便會判斷負荷之LED光源部121呈開路,並將open信 號輸出至SW控制電路228。一旦有open信號輸入,sw控制 電路228便會使切換元件211關閉、且、保持在已停止切換 動作之狀態。即,作為異常處理用之第2動作模式,SW控 制電路228會使切換元件211鎖止。 如此所構成之本發明之實施形態2之發光二極體驅動 裝置300 ’在流入切換元件211之電流值未達及峰值之情況 下為最大負載驅動。即,當切換元件211呈開啟之期間達至 預先所設定之最大負載期間時,會將切換元件211予以關 閉。 因此,無需為了檢測流入切換元件211之電流在預先所 s免定之上限基準值以下,而進行直接電流值之比較。相反 地,不論是否有達及預先所設定之上限基準值,都可藉由 計數成為最大負載驅動之次數來判定LED光源部121是否 呈開路,因此可提升LED之開路檢測精度。 而,在本發明之實施形態2中,作為切換元件211之控 制方式,雖以使流入切換元件211之電流之峰值改變的電流 模式PWM控制方式為例加以説明,但並非限於此。在控制 切換之開啟負載的PWM方式中,亦可藉由規定切換元件 211之最大開啟負載來進行同於實施形態2之控制。 又,在以預先所設定之值將切換元件211之斷電時間予 以固定之斷電時間固疋控制方式、或、使振盪頻率改變之 PFM控制方式中,亦可進行同於上述實施形態2之控制。例 41 201208471 ^首先,規定切換元件211在每一脈衝可開啟之最大時 間即,最大開啟期間。並且,藉由將來自正反電路435之 輸出L破、及顯不已經過最大開啟期間之信號(未圖示在第 4圖)連同施加科Μ路4 2 9時料數次數增加 一次,可獲 得同樣的效果。 換言之’本發明之實施形態2之變形例之發光二極體驅 動裝置’可藉由判定是否為最大開啟時間驅動來判定流入 切換元件211之電流是否在上限基準值以下。最大開啟時間 驅動意指在切換元件211呈開啟之期間達到預先所設定之 最大期間(最大開啟期間)之情況下將切換元件211予以關閉 之動作。即,在本發明之實施形態2之變形例之發光二極體 驅動裴置中,係在流入切換元件211之電流達及峰值、且關 閉切換元件211之前,藉由檢測由最大開啟時間驅動所進行 之關閉,來檢測流入切換元件211之電流在上限基準值以 下。 具體而言,SW控制電路228在第1動作模式(正常動作 模式)’係藉由斷電時間固定控制方式,在關閉切換元件2ι 1 且經過預先設定期間後,將切換元件211予以開啟。又,如 上述’在流入切換元件211之電流達及峰值Ip—即,有峰值 電流檢測信號ILIMIT輸入一之情況下,SW控制電路228會 將切換元件211關閉。 時脈產生器436為最大開啟期間檢測電路之一例,可設 定切換元件211呈開啟期間之最大值的最大開啟期間。而 且’會在切換元件211呈開啟之期間達到最大開啟期間之情 42 201208471 況下(即,最大開啟時間驅動),判定流入切換元件211之電 流之電流值在上限基準值以下。 依據本構成,不論流入切換元件211之電流是否有達及 預先所設定之上限基準值,皆可藉由計數成為最大開啟時 間驅動狀態之次數來進行LED之開路之檢測。此時,無須 為了與上限基準值之比較而進行電流檢測、且僅需判定是 否為最大開啟時間驅動即可,因此可提升開路之檢測精度。 又,在本實施形態,由於是將從時脈產生器436使切換 元件211開啟之CLOCK信號’施加到正反電路435之重設端 子,並在每一個切換元件211之切換週期進行檢測,因此誤 測之可能性很低。 又,在本實施形態計數次數連續增加中,流入切換元 件211之電流在上限基準值以上、或達及峰值之情況下,會 重設計數次數。換言之,在本實施形態,當所計測之次數 未與切換元件211關閉時序同步增加時,計數電路429會重 設該次數。藉此,可降低誤測之可能性。 (實施形態3) 接下來,說明本發明之實施形態3之發光二極體驅動裝 置。本發明之實施形態3之發光二極體驅動裂置之特徵在於 有電阻 '電容器、或、彼此經串聯之電阻及電容器並聯在 LED光源部。 貫施形邊3與貫知形1及2相較之下,串聯環形電路 120之構成有所不同。較具體而言,有追加的零件並聯在 LED光源部121。 43 201208471 第6A圖〜第6C圖係顯示本發明之實施形態3之串聯環 形電路之構成一例之電路圖。而,用以驅動該等串聯環形 電路之切換驅動電路(發光二極體驅動用之半導體裝置)及 電源部,可對應到以第1圖表示顯示於實施形態1中之電 路、及、顯示於第4圖中以實施形態2表示之電路兩者。 在此,用以作為具體電路之動作説明,以使用第4圖中 顯示之切換驅動電路400之情況為例加以説明。 第6A圖中顯示之串聯環形電路520a具備LED光源部 121、抗流線圈122、二極體123、及電阻524。如第6A圖顯 示,電阻524係並聯在LED光源部121。 由於LED光源部121呈正常狀態之動作同於實施形態2 之動作,故省略詳細説明。 又,如第2B圖中所説明之期間T2,在輸入電壓Vin低於 輸出電壓VF_LED之期間,不會有電流流入LED光源部 121 〇但,會有微小電流流入電阻524。若將電阻524之電阻 值設為R524、並將流入之電流之最大值設為IRP524,則該 期間内流入電阻524之電流可表示為 IRP524=VF_LED/R524。此時,藉由預先將下限基準電壓 IDL之值設定為「相當於IDL之電流值>IRP524」,在期間 T2,就不會有比相當於下限基準電壓IDL之電流更大的電流 流入切換元件211。 接下來,說明構成LED光源部121之發光二極體元件中 有數個損壞而形成開路缺陷之情況。發光二極體之開路缺 陷可分為完全電絕緣之狀態(完全開路狀態)、及殘留有電阻 44 201208471 成分之半開路狀態2種。在第6A圖中顯示之例中,由於電阻 524係並聯在LED光源部m,因&,在完全開路狀態中為 以電阻524決定之電阻負荷,在半開路狀態中為殘留之高電 阻與電阻524之合成電阻貞荷。在此,以LED光源部i2i呈 完全開路狀態之情況為例加以説明。 此時,LED光源部121會留有電阻成分之量,因此阻抗 會變得比正常時更高、且電流增加率降低。因此,如第5圖 之IDS2之波形顯示,只要流入切換元件211之電流id之最大 值未達至峰值Ip、且切換元件211之開啟期間達至以時脈產 生器436規定之最大開啟負載,時脈產生器436便會將 MAXDUTY信號予以輸出。而且,SW控制電路228會將使 切換元件211關閉之控制信號Vg予以輸出。 此時,在第2B圖中所説明之期間丁3,流入電阻524之電 流IR524之值係由電源輸入電壓vin與電阻值R524以 IR524=Vin/R524決定之值。下限基準電壓IDL之值係預先設 定為「相當於IR524>IDL之電流值」。即,下限基準值係在 含於LED光源部121之至少1發光二極體呈開路之情況下, 預先設定為流入電阻524之電流之電流值以下之值《又,控 制電路區塊420内部之檢測電壓Vsn與下限基準電壓IDL之 關係乃預先設定為Vsn>IDL。 因此,正反電路435係藉由來自比較測定器433之輸出 信號而設定、並將輸出信號輸出至計數電路429。又, MAXDUTY信號係從時脈產生器43ό輸出至計數電路429 〇 因此,計數電路429可使計數次數增加一次。
S 45 201208471 一旦峰值電流檢測電路227輸出峰值電流檢測信號 ILIMIT ’計數電路429便會重設計數次數。計數次數僅在切 換元件211之開啟期間為最大開啟負載時增加。 而且’只要計數次數在預定判定基準值以上,計數電 路429便會判斷負荷之LED光源部121呈開路 、並將open信 號輸出至sw控制電路228。一旦有。pen信號輸入 ,SW控制 電路228便會使城S件211關閉、且 '鋪在已停止切換 動作之狀態。即,作為異常處理用之第2動作模式,SW控 制電路228會使切換元件211鎖止。 下限基準電壓IDL可為預先在内部所設定之固定值,亦 可為可由使用者從外部自由調整之構成。又,使用者係依 照所设定之IDL之值、及連接在LED光源部121之發光二極 體之連接數一即,VF_LED之值一將電阻524之值調整為「相 當於IDL之電流值<VF_LED/R524」之範圍。藉此,在第2B 圖之期間T2,就不會錯誤判定LED光源部121為開路。 接下來’說明尖波電流僅在切換元件211呈開啟之期間 中之某期間流動之情況。此時流入切換元件211之電流及控 制電路區塊420之信號波形與第5圖之IDS3為同樣的波形。 並且在此情況下亦同樣地,由於在第2B圖中所説明之期間 T2,下限基準電壓IDL之值與流入電阻524之電流之最大值 為「相當於IDL之電流值>IRP524(即電流之最大值)」,因此 計數電路429之計數次數不會增加。 此外,在第2B圖中所説明之期間T3,只要因流入切換 元件211之尖波電流使檢測電壓Vsn與下限基準電壓IDL之 46 201208471 關係變成Vsn>IDL,便可藉由來自比較測定器433之輸出信 號設定正反電路435、並將輸出信號輸出至計數電路429。 在切換元件211之開啟期間中,即使檢測電壓Vsn與下限基 準電壓IDL之關係為Vsn<IDL,正反電路435之輸出信號亦 不會有變化。因此,一旦MAXDUTY信號從時脈產生器436 輸出至計數電路429,計數電路429便有可能使計數次數增 加一次。 接著,第6B圖中顯示之串聯環形電路520b具備LED光 源部121、抗流線圈122、二極體123、及平滑電容器525。 如第6B圖顯示,平滑電容器525係並聯在LED光源部121。 此時,如第2B圖中所説明之期間T2,在輸入電壓Vin 低於輸出電壓VF_LED之期間,不會有電流流入LED光源部 121。但’會有微小電流流入平滑電容器525。且在此情況 亦同樣地,若在期間T 2將流入平滑電容器5 2 5之最大電流值 設為ICP525、並將下限基準電壓IDL之值預先設定為「相當 於IDL之電流值>ICP525」,藉此,在期間T2就不會有相當 於下限基準電壓IDL之電流流入切換元件211。 又,當LED光源部121呈開路時,若在第2B圖中所説明 之期間T3將流入平滑電容器525之電流設為IC525,即可將 下限基準電壓IDL之值預先設定為「IC525>相當於IDL之電 流值」。即,在含於LED光源部121之至少1個發光二極體呈 開路之情況下’可將下限基準值預先設定為流入平滑電容 器525之電流之電流值以下之值。又,控制電路區塊420内 部之檢測電壓Vsn與下限基準電壓IDL之關係可預先設定為 47 201208471
Vsn>IDL 〇 因此,可藉由來自比較測定器433之輸出信號設定正反 電路435、並將輸出信號輸出至計數電路429。又,可從時 脈產生器436將MAXDUTY信號輸出至計數電路429。因 此,計數電路429可使計數次數增加一次。 只要峰值電流檢測電路227輸出峰值電流檢測信號 ILIMIT,計數電路429便會重設計數次數。計數次數會僅在 切換元件211之開啟期間為最大開啟負載時增加。而且,只 要計數次數在預定判定基準值以上,計數電路429便會判斷 負荷之LED光源部121為開路、並將open信號輸出至SW控 制電路228。一旦有open信號輸入,SW控制電路228便會使 切換元件211關閉、且、保持在已停止切換動作之狀態。即, 作為異常處理用之第2動作模式,SW控制電路228會使切換 元件211鎖止。 當尖波電流僅在切換元件211呈開啟之期間中之某期 間流動時,亦可藉由與第6A圖之情況同樣的動作來正確檢 測LED光源部121之開路。 接著,第6C圖中顯示之串聯環形電路520c具備LED光 源部121、抗流線圈122、二極體123、電阻524、及平滑電 容器525。如第6C圖顯示’經串聯之平滑電容器525與電阻 524係並聯在LED光源部121。 此時,只要LED光源部121呈開路,電流便會流入平滑 電容器525與電阻524。又,流入之電流值係由電阻524之電 阻值R524控制。因此,如第2B圖中所説明之期間T2,在輸 48 201208471 入電壓Vi η低於輸出電壓VF_L E D之期間流動之電流之最大 值係以IRP524決定。 因此,與第6A圖之情況一樣係以IR524=VF_LED/R524 決定,並預先將下限基準電壓IDL之值設定為「相當於IDL 之電流值>IRP524」。因此,在期間T2,不會有相當於下限 基準電壓IDL之電流流入切換元件211。 又,當LED光源部121呈開路時,在第2B圖所説明之期 間T3,流入電阻524之電流IR524之值係依據輸入電壓Vin 與電阻值R524以IR524=Vin/R524決定之值。下限基準電壓 IDL之值係預先設定為「相當於iR524之電流值>IDL」。即, 在含於LED光源部121之至少1個發光二極體呈開路之情況 下’會將下限基準值預先設定為流入電阻524及平滑電容器 525之電流之電流值以下之值。又,控制電路區塊420内部 之檢測電壓Vsn與下限基準電壓idL之關係乃預先設定為 Vsn>IDL 〇 因此,可依據來自比較測定器433之輸出信號設定正反 電路435,並將輸出信號輸出至計數電路429。又,可將 MAXDUTY信號從時脈產生器436輸出至計數電路429。因 此,計數電路429會使計數次數增加一次。 一旦峰值電流檢測電路227將峰值電流檢測信號 ILIMIT予以輸出’計數電路429便會重設計數次數。計數次 數會僅在切換元件211之開啟期間為最大開啟負載時增加。 而且’只要計數次數在預定判定基準值以上,計數電 路429便會判斷負荷之LED光源部丨21為開路,並將open信 49 201208471 號輸出至sw控制電路228。一旦有open信號輸入,sw控制 電路228便會使切換元件2U關閉、且、保持在已停止切換 動作之狀態。即,作為異常處理用之第2動作模式,SW控 制電路228會使切換元件211鎖止。 在為使流入L E D光源部121之電流波形平滑而將平滑 電容器525予以連接之情況下,可藉由將電阻524與平滑電 容器525串聯’依照使用者所設定之IDL之值、及連接在LED 光源部121之發光二極體之連接數,輕易地防止led光源部 121之誤測。即,可依照VF一LED之值將電阻524之值調整為 「相當於IDL之電流值<乂戸_!^0/11524」之範圍,藉以在第 2B圖之期間T2輕易地調整成不會錯誤判定為LED光源部 121呈開路。 又’即使尖波電流僅在切換元件211呈開啟之期間中之 某期間流通’亦可藉由與第6A圖之情況同樣的動作來正確 地檢測LED光源部121之開路。 如此所構成之本發明之實施形態3之發光二極體驅動 裝置中,雖然當LED光源部121呈開路時亦會有電流流入所 並聯之零件,但,由於可藉由下限判定電路之一例之比較 測定器433進行檢測,因此可提升LED開路之檢測精度。 (實施形態4) 接下來,說明本發明之實施形態4之發光二極體驅動裝 置。本發明之實施形態4之發光二極體驅動裝置之特徵在於 具備異常處理電路,可在計數次數為預定判定基準值以上 之情況下將異常判定訊號予以輸出。 50 201208471 第7圖係顯示本發明之實施形態4之發光二極體驅動裝 置600之一例之電路圖。實施形態4與實施形態2相較之下, 在下述三點有所不同,即:另具備異常處理電路65〇之點、 具備電源部610替代電源部110之點、及具備切換驅動電路 700替帶切換驅動電路4〇〇之點。 切換驅動電路700另具有外部連接端子op,可將從計數 電路429所輸出之open信號透過外部連接端子〇p輸出至異 常處理電路650。 當以計數電路429所計測之次數在判定基準值以上 時’異常處理電路650會將顯示異常之異常判定訊號予以輸 出。具體而言’當異常處理電路650透過外部連接端子〇p 有open信號輸入時,會將異常判定訊號輸出至電源部61〇所 具備之開關614。 電源部610另具備開關614。開關614係串聯在整流電路 與串聯環形電路120之間,可決定是否將輸入電壓Vin施 加到LED光源部121及抗流線圈122。具體而言,開關614會 在異常判定訊號從異常處理電路650輸入之情況下關閉、並 停止輸入電壓Vin之供給。 以第7圖說明實施形態4之動作説明 '以及與實施形態2 不同之處。第7圖中,若計數次數在預定判定基準值以上, 計數電路429便會判斷負荷之LED光源部121為開路、並將 0Pen信號輸出至SW控制電路228。此外’ open信號亦會透 過外部連接端子OP輸出至異常處理電路650。 —旦有open信號輸入,異常處理電路650便會藉由輪出 51 201208471 異韦判疋afl5虎將開關614予以關閉’以使輸入電壓vin不會 被供給至LED光源部121側。因此,可防止過大的電壓施加 到周邊零件及切換元件。 又,一旦有open信號輸入,SW控制電路228亦可使切 換元件211關閉 '且、保持在已停止切換動作之狀態。一檢 測出負荷為開路,便使切換元件211停止、並可進一步藉由 不施加輸入電壓來達成將安全性予以更加提高之可能性。 又,從外部連接端子OP端子輸出之open信號,亦可為 將化號傳達至不同於發光二極體驅動裝置之其他驅動裝置 之構成。亦即,異常處理電路650亦可將異常判定訊號輸出 至外部裝置,以通知使用者LED光源部121為異常狀態。 例如,亦可設為將open信號傳達至其他裝置、並將發 生異常之現象顯示於第三者之構成。具體而言,異常處理 電路650可藉由將異常判定訊號輸出至外部顯示部,以將 LED光源部121呈開路之情況顯示在顯示部。或者,異常處 理電路650亦可藉由將異常判定訊號輸出至外部發聲部,以 利用警報聲等通知使用者LED光源部121呈開路之情況。 如此所構成之本發明之實施形態4之發光二極體驅動 裝置600在檢測出LED之開路時,會將異常判定訊號予以輸 出。因此,可利用該輸出信號來停止輸入電壓之供給、或 可將LED光源呈開路之情況傳達予周邊裝置、亦可拉鳴警 報通知使用者LED光源部之異常。 以上’雖依據實施形態説明本發明之發光二極體驅動 裝置及發光二極體驅動用之半導體裝置,但本發明並非限 52 201208471 定於該等實施形態者。只要未脫離本發明之旨趣,將熟知 此項技藝之人士可思及之各種變形施加在該實施形態者、 或將不同實施形態之構成要素予以組合而構築之形態都包 含在本發明之範圍内。 例如,作為異常處理用之第2動作模式,SW控制電路 228亦可進行計時器間歇動作,以一定間隔反覆切換元件 211之.驅動與停止。藉此’在檢測出lEd之開路時係變成使 切換動作之能量輸出降低之動作,因此可防止過大的電壓 施加到周邊零件或切換元件2U。 又,亦可不進行與下限基準值之比較(下限判定)。即, 藉由上限判定電路所判定之流入切換元件2丨丨之電流之電 值在上限基準值以下之次數,在預定判定基準值以上之 情況下,計數電路229或429亦可將〇pen信號予以輸出。而 且,SW控制電路228可在持續複數次檢測出流入切換元件 21!之電流在上限基準值以下之情況下,執行異常處理用之 第2動作模式。藉&,可檢測LED光源部121呈開路之情況。 又亦可同時進行與上限基準值之比較(上限判定)、以 ”下限基準值之比較(下限判定)。藉由同時進行上限判定 與下限判定,便無紐時保持其中任—者之判 定結果的魏(鍾㈣為正反電路州),因此可將判定所 需之電路結構予以簡化。 產業上之可利用性 …本&月之發光—極體驅動裝置及發光二極體驅動用之 半導體裳置可湘在使用發先二極體之裝置及機器全面, 53 201208471 例如,作為LED電球、或LED照明機器相當有用。 C圖式簡單說明3 第1圖係顯示本發明之實施形態1之發光二極體驅動裝 置之一例之電路圖。 第2A圖係顯示本發明之實施形態1之輸入電壓之波形 與發光二極體驅動裝置之動作期間之波形圖。 第2B圖係顯示本發明之實施形態1之輸入電壓之波形 與發光二極體驅動裝置之動作期間之波形圖。 第3圖係顯示本發明之實施形態1之流入切換元件之電 流之波形一例之波形圖。 第4圖係顯示本發明之實施形態2之發光二極體驅動裝 置之一例之電路圖。 第5圖係顯示本發明之實施形態2之流入切換元件之電 流之波形一例之波形圖。 第6A圖係顯示本發明之實施形態3之串聯環形電路一 例之電路圖。 第6B圖係顯示本發明之實施形態3之串聯環形電路一 例之電路圖。 第6C圖係顯示本發明之實施形態3之串聯環形電路一 例之電路圖。 第7圖係顯示本發明之實施形態4之發光二極體驅動裝 置之一例之電路圖。 第8圖係顯示習知發光二極體驅動裝置之構成之電路 圖。 54 201208471 【主要元件符號說明】 11、100、300、600^..發光二極 體驅動裝置 12…點燈電路部 13…電流檢測用電阻 14…電感元件 15、 123…二極體 16、 211…切換元件 17…驅動控制電路
18、12卜"LED光源部 18a...LED 19…電壓檢測電路部 20…電容元件 110'610…電源部 111···交流電源 112···整流電路 113、525…平滑電容器 120、520a~520c…串聯環形電路 122…抗流線圈 130···電容器 140、221、524…電阻 200、400、700…切換驅動電路 210···切換元件區塊 212…電流檢測用切換元件 220、420…控制電路區塊
222···接合型FET 223···調節器電路 224···輸入電壓檢測電路 225···啟動/停止電路 226···電流調整電路 227· ··峰值電流檢測電路 228—SW控制電路 229、429…計數電路 230···電流判定電路 231…積分電路 232、233、433…比較測定器 234…AND電路 435…反電路 436···時脈產生器 614…開關 650··.異常處理電路 EX…外部電流調整端子 FB…反饋端子 DRN…高電位側端子 GND…低電位側端子 I、ID、IEX、IR524…電流 IDH…上限基準電壓 55 201208471 IDL···下限基準電壓 IDS1〜IDS3…電流波形 ILIMIT…峰值電流檢測信號 IN…整流電壓施加端子 Ip…峰值 IRP524···電流最大值 L···電感值 OP…外部連接端子 R140、R524".電阻值 T1〜T3…期間 V、VF_LED···輸出電壓 VCC···電源端子 Vcc···(電源)電壓 VE…直流電源 Vg···控制信號 Vin…輸入電壓 Vref···基準電壓 Vinuv、Vsn…檢測電壓 56

Claims (1)

  1. 201208471 七、申請專利範圍: L 一種發光二極體驅動裝置,係可驅動1個以上發光二極 體之降壓截波型者,其具備: 串聯環形電路,係具備具有前述1個以上發光二極 體之LED光源部、串聯在前述LEd光源部之抗流線圈、 及、用以將產生於前述抗流線圈之反電動勢供給至前述 LED光源部之二極體者; 電源部,係連接在前述串聯環形電路、並用以將輸 入電壓供給至前述LED光源部及前述抗流線圈者;及, 切換驅動電路,係連接在前述串聯環形電路、並用 以將流至前述LED光源部之電流予以定流控制者; 前述切換驅動電路包含切換元件區塊、及控制電路 區塊,前述切換元件區塊具有切換元件,該切換元件係 串聯在前述串聯環形電路,可將由前述電源部供給之輸 入電廢斷續地供給至前述LED光源部及前述抗流線圈, 前述控制電路區塊具有: SW控制電路,可在仏動作模式,控制前述切換元 件之開及關之切換; 上限判定電路,㈣⑽元件關_,判定流 入前述切換元件之電流之電岐是否在預先所設定之 上限基準值以下者; 電、、電路’係判定流入前述切換元件之電流之 電机值疋料社所設下限絲值以上者;及, 計數電路,可計職Μ述切換元件之電流之電流 57 201208471 值由前述上限判定電路判定在前述上限基準值以下、且 由前述下限判定電路判定在前述下限基準值以上之次 數; 由前述計數電路所計測之次數在預先所設定之判 定基準值以上時,前述SW控制電路在異常處理用之第2 動作模式,係以異於前述第1動作模式之方式進行前述 切換元件之控制。 2. 如申請專利範圍第1項之發光二極體驅動裝置,其中前 述控制電路區塊還具有檢測流入前述切換元件之電流 之電流值之電流檢測電路, 前述上限判定電路可判定由前述電流檢測電路所 檢測之電流值是否在前述上限基準值以下,且, 前述下限判定電路可判定由前述電流檢測電路所 檢測之電流值是否在前述下限基準值以上。 3. 如申請專利範圍第1項之發光二極體驅動裝置,其中前 述SW控制電路在前述第1動作模式,係以預先所設定之 週期將前述切換元件從關切換到開, 前述上限判定電路具有最大負載檢測電路,用以設 定最大負載期間,並在前述切換元件開啟之期間達到前 述最大負載期間時,判定流入前述切換元件之電流之電 流值在前述上限基準值以下,又,前述最大負載期間為 前述週期内之前述切換元件開啟之期間之最大值。 4. 如申請專利範圍第1項之發光二極體驅動裝置,其中前 述SW控制電路在前述第1動作模式,係在關閉前述切換 58 201208471 元件且經過預先設定期間後,開啟前述切換元件 前述上限料祕具有最大__ 路 以設定最大開啟顧,並在前述切換科電路,用 到前述最大開啟額時,判定“前述吨^間達 之電流值在前述上限基準值以下,又十^牛之電流 間為前述切換元件開啟之期間之最大值述最大開啟期 5.如申請專利範圍第2至4項争任一項 裝置,其中前述控制電路區、 光二極體驅動 路’可在流人前述切換科之電流之電流值 = 設定之峰值時,將峰值電流檢剛信號予以輸出,預先斤 前述SW控制電路在前述第旧作模式 述峰值電流檢職號輸人時,使”减^有刚 又,前述上限基準值為前述峰值以下之值/ 6_ =利範圍第5項之發光二極體驅動裝 述控制電路區塊還具有依照從外 、中月】 更前述峰值之電流調整電路。輪《值’機動地變 7. 如申請專利範圍第6項之發 述電流調整電路還會隨著前體驅減置’其中前 基準值加以變更。 峰值之變更’將前述上限 8. 如申請專利範圍第1至4項中住〜 裝置,其中前述電源部具有之發光二極體驅動 及、藉由整流前述交流電壓^電壓之交流電源、 電壓之整流電路。 、脈動電壓之前述輸入 9. 如申請專利範圍第8項之發光二 極體驅動裝置,其中前 59 201208471 述控制電路區塊還具有: 輸入電壓檢測電路’可判定前述輸入電壓是否在預 先所設定之設定電壓以上;及, 啟動/u電路’可在前述輸人電壓在前述設定電 壓2上時使别述sw控制電路啟動前述第i動作模式中 之月』述切換7L件之開及關之切換,並在前述輸入電壓未 滿前述設定電壓之情況下,使前述SW控制電路停止前 動作模式中之前述切換元件之開及關之切換。 置申請專利,至4項中任-項之發光二極體驅動 、巾〜述㈣鄉轉還具有並聯在前述LED光 體呈門電P且刖述下限基準值為至少1個前述發光二極 時流入前述電阻之電流之電流值以下之值。 裝置,利範圍第1至4項中任-項之發光二極體驅動 源部之=述I:環形電路還具有並聯在前述W光 極體 °則述下限基準值為至少1個前述發光二 @路時"IL入前述電容器之電流之電流值以下之 值。 申°月專利範圍第1至4項中任一項之發光二極體驅動 裝置,並 ^ 、中前述串聯環形電路還具有並聯在前述LED光 原P之電阻 '及、串聯在前述電阻且並聯在前述LED光 原P之電容器,冑述下限基準值為至少1個前述發光二 極體呈開路時流入前述電阻及前述電容器之電流之電 流值以下之值。 士申巧專利範圍第1至4項中任一項之發光二極體驅動 60 201208471 裝置,其中每當前述切換元件經開啟時,前述下限判定 電路會重設判定結果。 14. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之發光二極體驅動 裝置,其中前述下限判定電路可判定在前述切換元件從 開啟到關閉之期間内,流入前述切換元件之電流之電流 值是否在前述下限基準值以上。 15. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之發光二極體驅動 裝置,其中前述計數電路會在所計測之次數未與前述切 換元件關閉之時序同步增加時,重設該次數。 16. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之發光二極體驅動 裝置,其中前述計數電路會在前述切換元件之開及關之 切換已停止時,重設所計測之次數。 17. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之發光二極體驅動 裝置,其中前述SW控制電路係使前述切換元件鎖止, 以作為前述第2動作模式。 18. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之發光二極體驅動 裝置,其中前述SW控制電路係進行計時器間歇動作, 以作為前述第2動作模式,前述計時器間歇動作係在一 定間隔反覆前述切換元件之驅動與停止。 19. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之發光二極體驅動 裝置,其中前述發光二極體驅動裝置還具有異常處理電 路,可於由前述計數電路所計測之次數在前述判定基準 值以上時,將顯示異常狀態之異常判定訊號予以輸出。 20. —種半導體裝置,係用以驅動發光二極體者,具備申請 61 201208471 專利範圍第1至4項中任一項之前述切換元件區塊及前 述控制電路區塊,且前述切換元件區塊及前述控制電路 區塊係形成在同一半導體基板上、或、組裝在同一封裝 内。 62
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