TWI303952B - Led driving semiconductor circuit and led driving apparatus including the same - Google Patents

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(1) .1303952 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關發光二極體驅動用半導體電路，及具有 此之發光二極體驅動裝置，而本發係特別有關發光二極體 照明裝置。 近年來開發有爲了驅動發光二極體（LED)之發光二極 體驅動用半導體電路，及具有此之發光二極體驅動裝置， • 並被實用化，而於日本特開2001-313423號公報（申請專利 文獻1)，揭示有第1以往例之發光二極體驅動裝置。 【先前技術】 針對在第1以往例之發光二極體驅動裝置，升壓限制 器BUT係具備有感應器L，與感應器L串聯連接之二極 體D(二極體D係可由發光二極體LED來兼用），以及連 接一端於感應器L與二極體D之陽極的連接點之切換元 • 件Q(在以下以往例的說明，記號係爲申請專利文獻1之圖 面中的記號），而對於二極體D之陰極係連接有發光二極 體LED之陽極，發光二極體LED係根據升壓限制器BUT 之直流輸出所驅動，而對於發光二極體LED之陰極係連 接有發光二極體電流回歸電路LFC，第1以往例之發光二 極體驅動裝置係因應發光二極體電流回歸電路LFC之檢 * 測信號，對於在比低頻率交流的週期還長時間範圍來看的 、 情況，如使發光二極體電流作爲平均化地控制升壓限制器 BUT之控制電路CC，而切換元件Q之啓動控制係在感應 (2) J303952 器L釋放能量時進行，切換元件Q之關閉控制係因應切 % 換電流値而進行或，啓動後經過規定時間時進行，而對於 切換元件Q之另一端係設置有切換電流檢測電路SD，對 於發光二極體LED與主要電位之間係設置有感應器電流 檢測電路LD23 1，而根據上述的電路構成，則提供發光二 極體電流的安定度優越之同時，電力損失及輸入電力偏差 少，且比較來說廉價之發光二極體裝置，但，對於第1以 • 往例之發光二極體驅動裝置係有著以下之問題。 (1) 因爲爲升壓限制器BUT，故切換元件在關閉之間 ，電流流動於發光二極體LED，因此，對於發光亮度產生 閃爍。 (2) 因對於流動於切換元件Q，以及發光二極體LED 之電流的檢測，採用電阻S，電阻LD，故根據電阻S，電 阻LD之電力損失則大，特別是針對再LED照明裝置係爲 了提升LED之發光亮度，有必要增加流動於LED之電流 • ，此情況，在根據如以往例所示之電阻SD，LD之直接的 電流檢測方法之中係電力損失則將增加。 (3) 因使用電阻而檢測輸入電壓，故在發光二極體驅 動裝置動作之間，根據此輸入電壓檢測用之電阻，經常產 生電力損失。 (4) 電路零件數量變多，而對於發光二極體驅動裝置 - 之小型化成爲障礙，特別是針對燈泡型LED照明係爲不 、 適合。 本發明係有鑑於上述問題，其目的爲由簡便之構成提 -5- (3) 1303952 ^ 供電力損失小之發光二極體驅動用半導體電路，以及 此之發光二極體驅動裝置，而本發明之目的係提供對 Μ 入電壓之變動，可精確度佳控制流動於發光二極體之 二極體驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體 裝置。 【發明內容】 ^ 爲了解決上述課題，本發明係具有下記之構成根 發明之1個觀點之發光二極體驅動用半導體電路係爲 控制，具有從電壓源施加電源電壓之抗流線圈與，與 之抗流線圈串聯連接之1個以上之發光二極體與，一 接於前述抗流線圈，而另一端連接於前述發光二極體 產生在前述抗流線圈之逆起電力，供給至前述發光二 之二集體的發光二極體方塊之發光二極體驅動用半導 路，其中發光二極體驅動用半導體電路係具有，由與 ® 發光二極體連接之第1輸入端子與，連接一端於前述I 入端子或前述電壓源之第1FET與，連接在前述第1輸 子與主要電位之間的第1切換元件所構成之切換元件 與，與前述第1FET之另一端連接，輸出基準電壓之 電壓端子與，前述基準電壓如爲規定値以上，則輸出 is號’而前述基準電壓如比規定値還小，則輸出停止 • 之起動/停止電路與，檢測從前述第1輸入端子流動方 、 切換元件之電流的電流檢測電路與，流動於前述發光 體之電流則如成爲一定地依據前述起動/停止電路之 具有 於輸 發光 驅動 據本 爲了 前述 端連 ，將 極體 體電 前述 菩1輸 入端 方塊 基準 起動 信號 >第1 二極 輸出 -6 - (4) 1303952 ^ 信號與前述電流檢測電路的輸出信號，將前述第1切 件，以規定之振盪頻率數，間歇性進行ON/OFF控制 m 制電路。 根據如以上構成，第1切換元件爲起動之狀態時 流動於抗流線圈—發光二極體—第1切換元件之方向 第1切換元件爲關閉之狀態時係將由抗流線圈與發光 體與二極體所構成之電路線圈，朝抗流線圈—發光二 • 之方向流動電流，而本發明係進行如降壓限制器之動 如根據此發明，將可實現電力變換效率高之發光 體驅動用半導體電路，另如根據此發明，將可實現零 量少，且小型之發光二極體驅動用半導體電路，而如 此發明，即使輸入電壓產生變動，亦可實現由定電流 流動於發光二極體之電流的發光二極體驅動用半導體 〇 針對在由本發明之其他觀點之上述發光二極體驅 • 半導體電路，前述切換元件方塊，係由串聯連接前 1FET與前述第1切換元件於前述第1輸入端子與主要 之間所構成。 此發明係適合於，由共通之封裝構成第1FET與| 換元件之情況，而如根據此發明，因成爲可從切換元 塊供給電力於控制電路，故根據起動電阻等之電力損 _ 變少，進而可實現電力變換效率高之發光二極體驅動 、 導體電路。 針對在根據本發明之另外觀點的上述發光二極體 換元 之控 係電 ，而 二極 極體 作。 二極 件數 根據 控制 電路 動用 述第 電位 _ 1切 件方 失則 用半 驅動 (§) (5) .1303952 ^ 用半導體電路，前述切換元件方塊，係由連接在前述第1 輸入端子與前述基準電壓端子之間之前述第1FET與，連 接在前述第1輸入端子與主要電位之間之前述第1切換元件 所構成。 此發明係適合於，由各別之封裝構成第1FET與第1切 換元件之情況，而如根據此發明，因成爲可從切換元件方 塊供給電力於控制電路，故根據啓動電阻等之電力損失則 • 變少，進而可實現電力變換效率高之發光二極體驅動用半 導體電路。 根據本發明之又另外觀點的上述發光二極體驅動用半 導體電路係更具有輸入前述電壓源之電源電壓之第2輸入 端子，並前述切換元件方塊係由連接在前述第2輸入端子 與前述基準電壓端子之間的前述第1FET與，連接在第1輸 入端子與主要電位之間的前述第1切換元件所構成。 根據由第1FET之夾斷效果，施加於第1FET之高電位 • 側之高電壓則在第1FET之低電位側係由低的電壓所夾斷 ，如根據此發明，因成爲可從切換元件方塊電力供給至控 制電路，故根據起動電阻等之電力損失則變少，進而可實 現電力變換效率高之發光二極體驅動用半導體電路，如根 據此發明，使第1切換元件之動作停止之間（保持關閉狀態 )，將可防止發光二極體進行微弱發光之情況。 • 根據本發明之又另外觀點的上述發光二極體驅動用半 、 導體電路係於前述第1FET與前述基準電壓端子之間具有 調節器，如根據此發明，因可將控制電路動作中之基準電 -8- (6) 1303952 . 壓維持爲一定情況，故可安定實現第1切換元件之控制。 針對再根據本發明之又另外觀點的上述發光二極體驅 動用半導體電路，前述電流檢測電路係根據檢測出前述第 1切換元件之起動電壓之情況，檢測出前述第1切換元件之 電流。 此發明係根據檢測出第1切換元件之起動電壓之情況 ，而可實現降低電力損失之切換元件之電流檢測，即，流 • 動於發光二極體之電流最大値之檢測，如根據此發明，將 可實現電力變換效率高之發光二極體驅動用半導體電路。 根據本發明之又另外觀點的上述發光二極體驅動用半 導體電路係將對於流動於前述第1切換元件之電流具有一 定小的電流比之第2切換元件與，與前述第2切換元件串聯 連接之電阻，與前述第1切換元件並聯地連接於前述第1輸 入端子與主要電位之間，而前述電流檢測電路係根據檢測 前述電阻兩端之電壓的情況·，檢測出前述第1切換元件之 Φ 電流。 本發明係即使第1切換元件從關閉狀態轉移至關閉狀 態，亦可正確地檢測出流動至第1切換元件之電流，而本 發明係因無根據電阻檢測出直接大電流，故可實現降低電 力損失之切換元件之電流檢測，即，流動於發光二極體之 電流最大値之檢測，如根據此發明，將可實現電力變換效 - 率高之發光二極體驅動用半導體電路。 、 根據本發明之又另外觀點的上述發光二極體驅動用半 導體電路之特徵係更加具有輸入檢測基準電壓之第3輸入 -9- (7) 1303952 ^ 端子，並前述控制電路係根據從外部，因應 3輸入端子之前述檢測基準電壓，改變前述| % 啓動期間情況，前述發光二極體之發光亮度 可實現具有調光機能之電力變換效率高之發 用半導體電路。 根據本發明之又另外觀點的上述發光二 導體電路之特徵係更加地具有連接在前述第 # 位側的輸入電壓檢測電路，並前述控制電路 壓檢測電路之檢測電壓，則只針對在規定値 地將前述第1切換元件進行啓動關閉控制情 此發明，將可降低控制電路之啓動關閉控制 壓的不均，此發明係因非爲根據電阻之直接 的檢測，故可實現具有電力變換率高之輸入 的發光二極體驅動用半導體電路。 根據本發明之又另外觀點的上述發光二 • 導體電路之特徵係更加地具有藉由電阻輸入 或前述發光二極體之輸出電壓的第4輸入端 第1FET之高電位側與前述第4輸入端子連接 阻，調整連接在前述第1FET低電位側之前 測電路之檢測電壓之情況，如根據此發明， 整對於針對在切換元件方塊之第1FET的高 • 低電位側電壓之夾斷電壓，如根據此發明， . 單調整輸入電壓檢測値之發光二極體驅動用 另如根據此發明，將可實現電力變換效率高 輸入至前述第 I 1切換元件之 ，而本發明係 光二極體驅動 極體驅動用半 1FET之低電 係前述輸入電 以上，間歇性 況，而如根據 之起動開始電 性的輸入電壓 電壓檢測機能 極體驅動用半 前述電源電壓 子，並將前述 ，再由前述電 述輸入電壓檢 可由電阻，調 電位側電壓之 將可實現可簡 半導體電路， ，且具有輸入 -10- (8) .1303952 _ 電壓檢測機能之發光二極體驅動用半導體電路。 根據本發明之又另外觀點的上述發光二極體驅動用 導體電路係更加具有，連接再輸入前述發光二極體之輸 電壓的前述第1輸入端子或，輸入前述電源電壓之前述I 輸入端子之第2FET與，根據切換關之情況，將一端與 述第1FET或前述第2FET之任何一個進行連接，而將另 端與前述調節器進行連接之切換開關，而前述切換開關 # 前述輸入電壓檢測電路之前述檢測電壓則比規定値還小 間，則與前述第1FET進行連接，而前述檢測電壓如成 規定値以上，則與前述第2FET進行連接，如根據此發 ，將可降低根據檢測電壓到達規定値之後的輸入電壓檢 値調整用之電阻的電力損失，另根據此發明，將可實現 起前述發明還高之電力變換效率，且具有輸入電壓檢測 能的發光二極體驅動用半導體電路。 根據本發明之又另外觀點的上述發光二極體驅動用 ® 導體電路係更加具有檢測前述第1切換元件之溫度的過 保護電路，而前述控制電路係對於檢測前述過熱保護電 之溫溫度比規定溫度還高時，則關閉前述第1切換元件 如根據此發明，將可實現發光二極體驅動用半導體電路 更加安全性之確保。 根據本發明之1個觀點之發光二極體驅動裝置係具 - ，具有從電壓源施加電源電壓之抗流線圈與，與前述抗 、 線圈串聯連接之1個以上的發光二極體與，將一端連接 前述抗流線圈，而將另一端連接在前述發光二極體，然 半 出 12 前 係 之 爲 明 測 比 機 半 熱 路 ， 之 有 流 在 後 -11 - (9) .1303952 ， 供給產生在前述抗流線圈之逆起電力於前述發光二極體之 二極體的發光二極體方塊與，控制前述發光二極體方塊之 上述發光二極體驅動用半導體電路。 根據如以上構成，第1切換元件爲起動之狀態時係電 流流動於抗流線圈—發光二極體—第1切換元件之方向， 而第1切換元件爲關閉之狀態時係將由抗流線圈與發光二 極體與二極體所構成之電路線圈，朝抗流線圈—發光二極 # 體之方向流動電流，而本發明係進行如降壓限制器之動作 〇 如根據此發明，將可實現電力變換效率高之發光二極 體驅動裝置，另如根據此發明，將可實現零件數量少，且 小型之發光二極體驅動裝置，而如根據此發明，即使輸入 電壓產生變動，亦可實現由定電流控制流動於發光二極體 之電流的發光二極體驅裝置。 針對在根據本發明之又另外觀點的上述發光二極體驅 ® 動裝置，其中前述發光二極體方塊係更加具有防止施加逆 電壓於前述發光二極體情況之逆電壓破壞防止電路，如根 據此發明，對於加上逆電壓於發光二極體之情況，將可防 止發光二極體壞之情形。 針對在根據本發明之又另外觀點的上述發光二極體驅 動裝置，其中前述二極體之逆回復時間係爲l〇〇nsec以下 • ，如根據本發明，針對在第1切換元件從關閉狀態移轉至 . 啓動狀態之過度狀態，成爲可降低在二極體之電力損失情 況。 -12- (10) .1303952 ^ 發明之新的特徵不外乎是特別記載於附加之申請範圍 之構成，但有關構成及內容雙方，本發明係與其他目的或 特徵同時，從與圖面共同所理解的地方之以下詳細說明， 應更可得到理解而評價。 圖面之一部分或全部係根據將圖示作爲目的之槪要性 表現所描繪，並未必忠實描繪表示於此之要素實際相對大 小或位置。 發明之詳細說明 關於具體表示爲了實施本發明之最佳型態之實施型態 ，於以下，與圖面同時記載。 【實施方式】 <實施型態1> 採用圖1〜圖4，關於就本發明之實施型態1之發光二極 • 體驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置 進行說明，圖1係爲表示本發明之實施型態1之發光二極體 驅動裝置的圖，而針對圖1，AC電源1(電壓源）係輸出電 源電壓，AC電源1之兩端係連接在整流電路2—方之兩端 ，而整流電路2另一方之兩端係連接在爲了使電源電壓安 定之平滑電容器3，另輸出AC電源1之電源電壓係根據整 流電路2所整流，並根據平滑電容器3作爲平滑，而成爲直 、 流電壓Vin。 本發明之實施型態1之發光二極體驅動裝置係具有發 -13- (11) .1303952 . 光二極體方塊（發光二極體方塊係包含有抗流線圈4，二極 體5’以及發光二極體6)，控制發光二極體方塊之發光二 極體驅動用半導體電路101，以及連接在發光二極體驅動 用半導體電路101之電容器11，而圖1所示之本發明之發光 二極體驅動裝置係作爲輸入電壓，輸入直流電壓Vin，但 亦可取代AC電源1來輸入DC電源之輸出電壓，而針對在 本發明之實施型態1之發光二極體驅動裝置，抗流線圏4之 Φ 一端係連接在平滑電容器3之高電位側，然後施加直流電 壓V i η，而抗流線圈4之另一端係連接在發光二極體6之楊 極端子，另發光二極體6係爲串聯連接1個或複數之發光二 極體之發光二極體群，而發光二極體6係與抗流線圈4串聯 連接，另發光二極體6之陰極端子係連接在二極體5之陽極 端子，而二極體5之陰極端子係連接在平滑電容器3之高電 位側與抗流線圈4之連接點，另二極體5係與抗流線圈4與 發光二極體6並聯連接，並供給產生在抗流線圏4之逆起電 • 力於發光二極體6。 於發光二極體6之陰極端子，連接有本發明之發光二 極體驅動用半導體電路101之DRAIN端子7(第1輸入端子） ，而發光二極體驅動用半導體電路101係從DRAIN端子7 輸入發光二極體6之輸出電壓’並控制上述發光二極體方 塊。 • 發光二極體驅動用半導體電路1〇1係於DRAIN端子7 與GND/SOURCE端子10之間具有切換元件方塊111，而切 換元件方塊111係控制流動至發光二極體6之電流。 -14- (12) (12).1303952 切換元件方塊111係由接合型FET8(第1接合型FET) 與切換元件9(第1切換元件）之串聯連接所構成，針對在實 施型態1，切換元件9係爲N型MOSFET。 針對在切換元件方塊111，接合型FET8之一端（高電 位側）係連接在DRAIN端子7，而另一端（低電位側）係連接 在切換元件9之一端，而切換元件9之另一端係連接在 GND/SOURCE端子10，針對在實施型態1，接合型FET8 與切換元件9係放入在共通的封裝。 發光二極體驅動用半導體電路101係具有連接在接合 型FET8及切換元件9之連接點與，切換元件9之控制端子 ，爲了控制切換元件方塊111之控制電路11 2，而控制電路 11 2之端子22係與主要電未連接。 將接合型FET8之高電位側電壓（DRAIN端子7之電壓） ，作爲VD，而將低電位側電位作爲VJ，而控制電路112 係依據電壓VJ，輸出爲了切換切換元件9之ΟΝ/OFF之輸 出信號，而切換元件9則根據切換ΟΝ/OFF之情況，控制 流動至發光二極體6之電流。 發光二極體驅動用半導體電路101係更加地具有，爲 了檢測流動至切換元件方塊111之電流的汲極電流檢測電 路113與，爲了控制切換元件方塊111之動作的起動/停止 之起動/停止電路114。 關於控制電路112之內部電路與，汲極電流檢測電路 113及起動/停止電路114，進行說明，而調節器12係將一 端連接在切換元件方塊111之接合型FET8與切換元件9之 -15- (13) -1303952 . 間，而將另一端連接在VCC端子14 ’另調節器12係輸入 電壓VJ，並輸出一定値之基準電壓Vcc。 於調節器12與VCC端子14之間，連接有起動/停止電 路114之一端，而起動/停止電路114係輸入基準電壓 Vcc ，並基準電壓 Vcc如爲規定値以上，則輸出起動信號 (High之輸出信號），而基準電壓Vcc如比規定値還小，則 輸出停止信號（Low之輸出信號），而起動/停止電路114之 • 輸出信號係輸入至連接在另一端之AND電路15。 振盪器17係輸出MAX DUTY信號與CLOCK信號，而 振盪器17之輸出的MAX DUTY信號係輸入至AND電路15 ，並CLOCK信號係輸入至RS觸發電路18之置位端子。 汲極電流檢測電路113係由比較器13所構成，並比較 器13之正端子則連接在接合型FET8之低電位側與調節器 12之連接點，而比較器13係輸入電壓VJ於正端子，於負 端子輸入檢測基準電壓Vsn，另比較器13係電壓VJT如比 ® 檢測基準電壓Vsn還大，則輸出High，而電壓VJ如比檢 測基準電壓Vsn還小，則輸出Low，而流動於切換元件9 之電流係根據將切換元件9之起動電壓，與檢測基準電壓 Vsn作比較之情況所檢測出，根據此檢測基準電壓Vsn， 可預先設定發光二極體6之發光亮度，而比較器13之輸出 信號係輸入至連接在比較器13之輸出端子之AND電路19 • 〇 . AND電路19係亦連接在開啓時熄滅脈衝產生器16， 而開啓時熄滅脈衝產生器16係輸入AND電路15之輸出信 -16- (14) 1303952 . 號，並輸出爲了設置沒有檢測出電流時間之脈衝於AND 電路19，另開啓時熄滅脈衝產生器16係輸出，切換元件9 從關閉切換爲起動之後，某一定時間（例如數百nSeC)Low 之輸出信號，另開啓時熄滅脈衝產生器16係在除此以外係 輸出High之輸出信號。 AND電路19係輸出汲極電流檢測電路113之輸出信號 與開啓時熄滅脈衝產生器1 6之輸出信號，而雙方的信號爲 • High時，輸出High，除此之外時係輸出Low，而根據從 切換元件9之關閉狀態切換爲起動狀態而產生之程序連接 ，將切換元件9之起動關閉控制產生錯誤動作之情況，由 輸入開啓時熄滅脈衝產生器16之輸入信號與汲極電流檢測 電路113之輸入信號於AND電路19之情況來防止。 AND電路19之輸出信號係輸入至連接在AND電路19 之輸出端子的OR電路20，而OR電路20係連接在AND電 路19與振盪器17，另OR電路20係輸入AND電路19之輸 ^ 出信號與振盪器17之MAX DUTY信號，至少一方如爲 High，則輸出High，而雙方的信號如爲Low時，則輸出 Low。 OR電路20之輸出信號係輸入至RS觸發電路18之歸 位端子，而對於RS觸發電路18之置位端子係輸入振盪器 17之輸出的CLOCK信號，並將RS觸發電路18之輸出端 • 子Q的輸出信號，輸出至AND電路15，即，切換元件9的 . 準備工作係根據輸入振盪器17之MAX DUTY信號的反轉 信號與汲極電流檢測電路113之輸出信號的〇R電路20之 -17- (15) (15)1303952 輸出信號所規定。 AND電路15係輸入起動/停止電路114之輸出信號，振 盪器17之MAX DUTY信號，以及RS觸發電路18之輸出信 號，並如均爲High，則輸出High，而除此之外時，則輸 出Low，而AND電路15之輸出端子係藉由GATE端子21 ，連接於切換元件9之控制端子，另依據AND電路15之輸 出信號（ΟΝ/OFF控制信號），切換元件9係切換起動/停止 〇 一般，切換元件9從關閉切換爲起動時，根據切換元 件9本身的C(容量）或，因配線長引起之C(容量）或L(電感 )，流動過度性的電流，另外，切換元件9之汲極-源極間 電壓係花上切換元件9從關閉切換爲起動之後某一定時間（ 一般來說係數百nsec)，然後從輸入電壓Vin下降至起動 電壓，因此，電壓下降至起動電壓爲止之間，汲極電流檢 測電路113即使將起動電壓與檢測基準電壓Vsn作比較， 亦無法正確檢測出汲極電流ID，而當依據此汲極電流進 行動作時，控制電路112係成爲無法進行安定之起動關閉 控制，因此，控制電路112係根據開啓時熄滅脈衝產生器 16，設置沒檢測電流之時間，防止採用根據汲極電流檢測 電路113之不正確的檢測結果。 採用圖2及圖3，說明本發明之實施型態1之發光二極 體驅動裝置的動作，圖2係表示採用實施型態1之發光二極 體驅動裝置情況的直流電壓（Vin)之波形，DRAIN端子7之 電壓（VD)之波形，VCC端子14之電壓（Vcc)之波形， -18- (16) 1303952 . DRAIN電流（ID)之波形，抗流線圈電流（IL)之波形（即， 流動於發光二極體6之電流波形），檢測基準電壓（Vsn)之 波形，而圖3係表示.接合型FET8之高電位側之電壓VD與 接合型FET8之低電位側之電壓VJ的關係，針對在圖3， 起動開始電壓VDSTART係爲開始根據控制電路112之切 換元件9的間歇性之起動關閉控制時之接合型FET8之高電 位側的電壓（DRAIN端子7之電壓）VD的値。 • 針對在圖2，直流電壓Vin係爲根據AC電源1與整流 電路2與平滑電容器3所得到之電壓，而直流電壓Vin係藉 由抗流線圈4與發光二極體6，施加於控制切換元件方塊 111之接合型FET8之高電位側。 如圖2之第1期間T1所示，當施加直流電壓Vin於接 合型FET8時，接合型FET8之高電位側之電壓VD係慢慢 上升，如圖3所示，而接合型FET8之低電位側之電壓VJ 係伴隨著高電位側之電壓VD上升之同時上升（範圍A)， • 而當高電位側之電壓VD更上升而到規定電壓VDP以上 時，根據夾斷，低電位側之電壓VJ係成爲一定的電壓値 VJP(範圍 B)。 如圖2之第1期間T1所示，根據連接在接合型FET8之 % 低電位側之調節器12之情況， 控制電路112之 VCC端子14的電壓 Vcc係上升，而 • VCC端子14之電壓Vcc當到達起動/停止電路114之起動電 、 壓 VccO時（此時，爲接合型 FET8之高電位側之電壓 VD = VDSTART)，起動"亭止電路114係輸出起動信號，並 -19 (17) 1303952 ^ 開始根據控制電路112之切換元件9之間歇性的起動關閉控 制（圖2之第2期間T2)。 VCC端子I4之電壓Vcc係根據調節器12經常控制成 一定電壓 VccO，而控制電路112之停止係由 VCC端子14 之電壓Vcc低於起動/停止電路114之停止電壓之情況所控 〇 切換元件9之振盪頻率數及MAX準備動作係根據各個 • 振盪器17之CLOCK信號及MAX DUTY信號所規定，而流 動於切換元件9之電流係根據將切換元件9之起動電壓，與 汲極電流檢測電路113之檢測基準電壓Vsn作比較之情況 所檢測出。 當切換元件9啓動，切換元件9之起動電壓到Vsn時， 振盪器17之接下來的CLOCK信號則輸入至RS觸發電路 1 8之置位端子爲止，將切換元件9作爲關閉狀態，即，切 換元件9之準備動作係根據輸入振盪器17之MAX DUTY信 ® 號的反轉信號與，汲極電流檢測電路113之輸出信號的OR 電路20之輸出信號所規定。 如以上，進行根據控制電路112之切換元件9的間歇性 之起動關閉控制，並流動至切換元件9之電流ID係成爲如 圖2所示。 當切換元件9爲起動狀態時，將IDP作爲最高之電流 • ，則流動於抗流線圈4-發光二極體6->切換元件9之方向 . ，而流動至抗流線圈4之電流（即，流動至發光二極體6之 電流）係成爲如圖2之IL所示之波形，而當切換元件9爲關 -20- (18) 1303952 ^ 閉狀態時，電流則流動在抗流線圈4->發光二極體6-二極 體5之關閉線圈，隨之，流動至發光二極體6之電流的平均 電流係成爲圖2之IL0。 如上述所構成之本發明的發光二極體驅動用半導體電 路，以及具有此之發光二極體裝置係具有下記（1)〜（4)之效 果。 (1) 本發明係因不需要電阻，故無起動時之電力損失 • ，一般來說，對於以往之發光二極體驅動用半導體電路的 電力供給係從輸入電壓（高電壓），藉由電阻直流性地進行 ，而此電力供給因並不只起動·停止，而在通常動作中亦 同樣進行，故產生由電阻之電力損失，但，如根據本發明 之實施型態1之構成，因無需如此之電阻，故不會有電力 損失。 (2) 本發明係因根據由汲極電流檢測電路113，檢測出 切換元件9之起動電壓之情況，檢測出流動至切換元件9之 ^ 電流1D ’故成爲不需要如以往例之電流檢測用之電阻， 如根據本發明，將不會產生由電流檢測用之電阻之電力損 失。 (3) 本發明係根據使用接合型FET8之情況，作爲輸入 電壓’可使用從低電壓至高電壓，如根據本發明，將可由 零件數少，小型之發光二極體驅動用半導體電路，以及具 * 有此之發光二極體裝置，得到安定之發光亮度之情況。 - (4)本發明係由改變汲極電流檢測電路之檢測基準電 壓Vsn的情況，可預先設定發光二極體之發光亮度之情況 -21 - (19) (19)1303952 然而，針對在圖1中，由作爲將切換元件方塊111，控 制電路11 2，汲極電流檢測電路11 3，以及起動/停止電路 114形成在同一基板上之發光二極體驅動用半導體電路101 之情況，將可實現更小型化之發光二極體驅動裝置，而此 係針對在之後所示之實施型態亦爲相同。 然而，如圖4所示，根據與發光二極體6串聯地設置逆 電壓破壞防止電路401，或者與發光二極體6並聯地設置逆 電壓破壞防止電路402之情況，對於加上逆電壓於發光二 極體6之情況，將可防止發光二極體6破壞之情況。 然而，針對在切換元件9從關閉狀態轉移至起動狀態 之過度狀態，當二極體5之逆回復時間（Trr)緩慢時，電力 損失則變大，故本實施型態1之二極體5之逆回復時間（Trr) 係爲lOOnsec以下。 <實施型態2> 採用圖5及圖6，關於就本發明之實施型態2之發光二 極體驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝 置進行說明，圖5係爲本發明之實施型態2之發光二極體驅 動裝置。 針對在圖5所示之本發明之實施型態2之發光二極體驅 動裝置係將決定汲極電流檢測電路113之檢測基準電壓 Vsn的端子SN，作爲外部端子521(第3輸入端子）’而關於 除此之外，實施型態2之發光二極體驅動裝置的電路構成 -22- (20) 1303952 . 係基本上與圖1所示之實施型態1相同。 採用圖6說明本發明之實施型態2之發光二極體驅動裝 置的動作，而圖6係表示採用實施型態2之發光二極體驅動 裝置情況的直流電壓（Vin)之波形，DRAIN端子7之電壓 (VD)之波形，VCC端子14之電壓（Vcc)之波形，DRAIN 電流（ID)之波形，抗流線圈電流（IL)之波形（即，流動於 發光二極體6之電流波形），檢測基準電壓（Vsn)之波形。 • 有關本發明之實施型態2之發光二極體驅動裝置之起 動.停止係因與本發明之實施型態1之發光二極體驅動裝置 相同，故省略重複之說明。 實施型態2之汲極電流檢測電路113之檢測基準電壓 Vsn係根據輸入至外部端子521之電壓，爲可變，例如， 如圖6所示，因由3鍇段來緩慢使輸入至外部端子521之電 壓Vsn下降，故流動至切換元件9之電流ID亦由3階段緩 慢進行下降，由此，對於切換元件9係如在圖6之ID所示 Φ ，流動被PWM控制之電流。 流動至抗流線圈4之電流IL(即，流動至發光二極體6 之電流）係成爲如圖5所示，發光二極體6之平均電流IL0係 如圖5，由3階段來下降，如此，因根據輸入至外部端子 521之Vsn電壓，發·光二極體6之平均電流產生變化，故實 施型態2之發光二極體驅動裝置係成爲可將發光二極體6進 • 行調光。 • 然而，實施型態2之汲極電流檢測電路113係對於檢測 基準電壓Vsn的變動，發光二極體6之平均電流則如作爲 -23- (21) 1303952 . 比例而變化地進行動作，而取代此，汲極電流檢測電路 113係對於檢測基準電壓Vsn的變動，發光二極體6之平均 電流則亦可如作爲反比例而變化地進行動作（針對在之後 的實施型態，亦爲相同）。 本發明之實施型態2之發光二極體驅動用半導體電路 及發光二極體驅動裝置係加上針對在本發明之實施型態1 所示之效果，而更加具有下記效果，而本發明之實施型態 • 2之發光二極體驅動用半導體電路及發光二極體驅動裝置 係根據將決定汲極電流檢測電路之檢測基準電壓的端子， 作爲外部端子S N5 2 1之情況，將可從外部容易地調整發光 二極體6之發光亮度，即，本發明之實施型態2之發光二極 體驅動用半導體電路及發光二極體驅動裝置係係具有調光 機能。 <實施型態3> • 採用圖7及圖8，關於就本發明之實施型態3之發光二 極體驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝 置進行說明，圖7係爲表示本發明之實施型態3之發光二極 體驅動裝置的圖。 本發明之實施型態3之發光二極體驅動裝置係並聯連 接箝位電路722於實施型態2之切換元件方塊111 ’而關於 - 除此之外，本發明之實施型態3之發光二極體驅動裝置係 基本上與圖1所示之本發明之實施型態2的電路構成及動作 內容相同。 -24 - (22) 1303952 切換元件9從起動狀態轉移至關閉狀態時，根據由配 線容量或配線電感產生之程序連接’切換元件方塊111之 * 高電位側的電壓VD則有成爲超過切換元件9之耐壓的電 壓之情況，而此則有伴隨切換元件9之破壞的可能性。 實施型態3之發光二極體驅動裝置係將具有比切換元 件9之耐壓還低之箝位電壓之箝位電壓722，與切換元件方 塊111並聯連接，而箱位電壓722係將一端連接在發光二極 φ 體6與 DRAIN 端子7之間，並將另一端連接在 GND/SOURCE端子10，針對在實施型態3，箝位電壓722 對於發光二極體驅動用半導體電路101 ’被作爲外加，另 箝位電壓722係由此箝位電壓來將切換元件方塊111之高電 位側之電壓VD進行箝位，防止切換元件9之破壞。 圖8係爲表示對於箝位電壓722採用稽納二極體822情 況之發光二極體驅動裝置的圖，而對於實施型態3之箝位 電壓722係如圖8所示，例如採用稽納二極體822，而稽納 • 二極體822係將陰極端子連接在DRAIN端子7，而將陽極 端子連接在GND/SOURCE端子10。 本發明之實施型態3之發光二極體驅動用半導體電路 ，以及具有此之發光二極體驅動裝置係加上針對在本發明 $ 之實施型態1及2所示之效果，而更加具有下記效果，而本 發明之實施型態3之發光二極體驅動裝置係針對在根據控 - 制電路112之切換元件9之間歇性之起動關閉控制，可使根 . 據配線容量或配線電感產生之切換元件方塊111之高電位 側之電壓VD之暴漲，箝位成切換元件9之耐壓以下情況 -25- (23) (23)1303952 ，另根據防止切換元件9之破壞情況’將更可實現安全性 高之發光二極體驅動裝置。 針對在以下之實施型態’同樣地由追加箝位電壓722 之情況，亦可得到防止切換元件9之破壞的效果。 <實施型態4> 採用圖9，關於就本發明之實施型態4之發光二極體驅 動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置進行 說明，圖9係爲表示本發明之實施型態4之發光二極體驅動 裝置的圖。 本發明之實施型態4之發光二極體驅動裝置之發光二 極體驅動用半導體電路1〇1係爲對於圖5之實施型態2之發 光二極體驅動用半導體電路1〇1追加過熱保護電路923之構 成，而關於除此之外，本發明之實施型態4之發光二極體 驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置係 基本上與實施型態2的電路構成及動作內容相同。 過熱保護電路923係檢測切換元件9之溫度，特別是當 形成具有切換元件9之切換元件方塊111與，具有過熱保護 電路923之控制電{^112於發光二極體驅動用半導體電路 1 0 1之同一基板上時，過熱保護電路923之溫度檢測精確度 則變高。 過熱保護電路9 23係當檢測出切換元件9之異常溫度上 升時，則輸出強制使切換元件9關閉之信號，AND電路1 5 係輸入此關閉信號，並將切換元件9作爲強制性關閉，由 -26- (24) 1303952 . 此，將苦降低切換元件9之溫度，而切換元件9之強制性的 關閉狀態之解除係有下述2個方法。 (1) 將對於發光二極體驅動裝置之電源供給，作爲一 端停止，並在再次開始電源供給爲止，維持此關閉狀態之 閂鎖模式。 (2) 至成爲由過熱保護電路9 23所規定之溫度以下爲止 ，將切換元件9維持成關閉狀態，並如成爲此規定之溫度 • 以下，自動解除關閉狀態之自我恢復模式。 本發明之實施型態4之發光二極體驅動用半導體電路 ，以及具有此之發光二極體驅動裝置係加上針對在本發明 之實施型態2所示之效果，而更加具有下記效果，而如根 據本發明之實施型態4之發光二極體驅動用半導體電路， 因可迴避根據異常之溫度上升之切換元件9之破壞，故更 可實現安全性高之發光二極體驅動裝置，而針對在以下之 實施型態，同樣地由追加過熱保護電路923之情況，亦可 ® 得到迴避根據異常之溫度上升之切換元件9之破壞的效果 <實施型態5> 採用圖10，關於就本發明之實施型態5之發光二極體 驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置進 行說明’圖10係爲表示本發明之實施型態5之發光二極體 驅動裝置的圖。 本發明之實施型態5之發光二極體驅動裝置之發光二 -27- (25) -1303952 . 極體驅動用半導體電路係汲極電流檢測電路11 3之構成， 與圖5所示之實施型態2有所差異，而關於除此之外，本發 明之實施型態5之發光二極體驅動用半導體電路，以及具 有此之發光二極體驅動裝置係基本上與實施型態2的電路 構成及動作內容相同。 本發明之實施型態5之汲極電流檢測電路113係加上於 比較器13，更加具有切換元件1〇24(第2切換元件）與電阻 # 1025，而切換元件1024係與切換元件9並聯地將一端與接 合型FET8之低電位側連接，而將另一端與電阻1025連接 ，另切換元件1024係對於切換元件9，具有一定小的電流 比，而對於切換元件1024係流動比流動於切換元件9之電 流還小之一定電流比之電流。 電阻1025係與切換元件1024串聯地連接在切換元件 1024與GND/SOURCE端子10之間，而切換元件1024與電 阻1025之連接點則連接在比較器13的正端子。 ® 實施型態2之汲極電流檢測電路113係檢測出切換元件 9之起動電壓，因此，第2實施型態之汲極電流檢測電路 11 3係切換元件9從關閉狀態轉移至起動狀態之後一定的時 間（一般來說係數百nsec) ’無法正確檢測出汲極電流ID ，因此，設置開啓時熄滅脈衝產生器16來設置沒檢測電流 之時間。 * 對此，實施型態5之汲極電流檢測電路1 13係以電阻 . 1025之兩端電壓，檢測出流動於切換元件9之電流ID，然 後輸入至比較器13 ’因此’本發明之實施型態5之汲極電 -28- (26) 1303952 流檢測電路113係因將以（流動於電阻1025之電流*電阻値） 決定之電壓與，檢測基準電壓Vsn，進行比較，故如實施 型態2，將不會發生成爲無法正確檢測汲極電流之時間。 本發明之實施型態4之發光二極體驅動用半導體電路 ’以及具有此之發光二極體驅動裝置係加上針對在本發明 之實施型態2所示之效果，而更加具有下記效果，而本發 明之實施型態5之發光二極體驅動用半導體電路，以及具 有此之發光二極體驅動裝置係即使切換元件9由從關閉狀 態轉移至起動狀態時，亦可正確檢測出汲極電流ID。 然而，切換元件9從關閉狀態切換至起動狀態之瞬間 ，根據切換元件本身的容量C或，因配線長引起之容量C 或電感L，而流動有過渡性的電流，因此，針對在本發明 之實施型態5係爲了安定地使切換元件進行起動關閉動作 ，具備有開啓時熄滅脈衝產生器16。 <實施型態6> 採用圖11，關於就本發明之實施型態6之發光二極體 驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置進 行說明，圖11係爲表示本發明之實施型態6之發光二極體 驅動裝置的圖。 本發明之實施型態6之發光二極體驅動裝置之發光二 極體驅動用半導體電路101係切換元件方塊111之接合型 FET8的連接’則與圖10所示實施型態5有所差異，而關於 除此之外’本發明之實施型態6之發光二極體驅動用半導 -29- (27) 1303952 體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置係基本上與實 施型態5的電路構成及動作內容相同。 針對在實施型態1〜5的切換元件方塊111係串聯連接接 合型FET8與切換元件9，而實施型態1〜5的切換元件方塊 111係適合將接合型FET8與切換元件9作爲一體化，由一 個封裝來構成之情況。 本發明之實施型態6的切換元件方塊111係將接合型 FET1108的一端，連接在DRAIN端子7與切換元件9之連 接點，而將另一端連接在調節器12，另切換元件9係連接 在DRAIN端子7與GND/SOURCE端子10之間，而此構成 係適合由各別的封裝構成接合型FET 1108與切換元件9之 情況。 本發明之實施型態6之發光二極體驅動用半導體電路 及發光二極體驅動裝置係具有與實施型態5相同之效果。 <實施型態7> 採用圖1 2，關於就本發明之實施型態7之發光二極體 驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置進 行說明，圖12係爲表示本發明之實施型態7之發光二極體 驅動裝置的圖。 本發明之實施型態7之發光二極體驅動裝置之發光二 極體驅動用半導體電路係對於圖11所示之實施型態6的構 成，追加輸入電壓檢測電路1 229，而關於除此之外，本發 明之實施型態7之發光二極體驅動用半導體電路及發光二 -30- (28) 1303952 極體驅動裝置係基本上與實施型態6的電路構成及動作內 容相同。 本發明之實施型態7之接合型FET 11 08之高電位側的 電壓V D與低電位側之電壓V J係爲圖3所示之關係，如在

實施型態1所說明，此關係係大致分爲2個範圍A與範圍B 〇 圖3之電壓VDSTART係爲開始根據控制電路112之切 換元件9之間歇性的起動關閉控制時之接合型FET1 108之 高電位側的電壓 VD，而針對在圖3，起動開始電壓 VDSTART係位於範圍A內，但根據接合型FET8(1108)之 呈現，對於起動開始電壓VDSTART的値產生不均，因此 ，圖11所示之實施型態6之發光二極體驅動裝置係採用輸 入電壓檢測用之外加構件，將可檢測出某種程度之數入電 壓，但無法精確度良好檢測出輸入電壓。 實施型態7之發光二極體驅動裝置係於接合型 FET1108之低電位側與AND電路15之間連接輸入電壓檢 測電路1229，而針對在實施型態7，輸入電壓檢測電路 1229係包含在控制電路112內，另輸入電壓檢測電路1229 係接合型FET1108之低電位側的電壓VJ，如爲規定値以 上，則輸出High之信號，而電壓VJ如比規定値小，則輸 出Low，另根據輸入輸入電壓檢測電路1229之輸出信號於 AND電路1 5之情況，將可降低起動關閉控制之起動開始 電壓VDSTART的不均情況。 本發明之實施型態7之發光二極體驅動用半導體電路 (29) 1303952 , 及發光二極體驅動裝置係加上針對在本發明之實施型態6 所示之效果，而更加具有下記效果。 (1) 因無需輸入電壓檢測用之外加構件，故可實現小 型，且高機能之發光二極體驅動用半導體電路，以及具有 此之發光二極體驅動裝置。 (2) 因輸入電壓檢測精確度高，且對於輸入電壓檢測 無須電阻，故無根據電阻之電力損失。 <實施型態8> 採用圖13，關於就本發明之實施型態8之發光二極體 驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置進 行說明，圖13係爲表示本發明之實施型態8之發光二極體 驅動裝置的圖。 本發明之實施型態8之發光二極體驅動裝置之發光二 極體驅動用半導體電路係具有連接在平滑電容器3與抗流 • 線圏4之連接點，然後輸入直流電壓Vin之IN端子（第2輸 入端子）1301，而切換元件方塊111之接合型FET1108的高 電位側係連接在IN端子1301，而低電位側係連接在調節 器12，另關於除此之外，本發明之實施型態8之發光二極 體驅動用半導體電路及發光二極體驅動裝置係基本上與實 施型態7的電路構成‘及動作內容相同。 • 針對在實施型態1~7，對於針對在使切換元件9動作停 . 止之間（保持關閉狀態）之發光二極體驅動用半導體電路 101的電力供給係爲了成爲直流電壓Vin —發光二極體δ α- (30) 1303952 DRAIN端子7—接合型FET8(或1108) — VCC端子14之路 徑，發光二極體6係微弱發光，對此，針對在實施型態8之 發光二極體驅動裝置係成爲直流電壓Vin— IN端子1301-接合型FET1108->VCC端子14之路徑，而因不經由發光二 極體6,故發光二極體係不會進行微弱之發光。 本發明之實施型態8之發光二極體驅動用半導體電路 及發光二極體驅動裝置係加上針對在本發明之實施型態7 # 所示之效果，而更加具有下記效果，本發明之實施型態8 之發光二極體驅動用半導體電路及發光二極體驅動裝置係 在使切換元件9動作停止之間（保持關閉狀態），可防止發 光二極體之微弱的發光。 <實施型態9> 採用圖14及圖15，關於就本發明之實施型態9之發光 二極體驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動 ^ 裝置進行說明，圖14係爲表示本發明之實施型態9之發光 二極體驅動裝置的圖。 本發明之實施型態9之發光二極體驅動裝置係於圖12 所示之實施型態7之構成，追加IN端子1401(第4輸入端子 )與’連接在發光二極6之陰極端子與IN端子1401之間的 電阻1430之情況，與實施型態7有所差異，而關於除此之 • 外’本發明之實施型態9之發光二極體驅動用半導體電路 • 及發光二極體驅動裝置係基本上與實施型態7的電路構成 及動作內容相同。 -33- (31) .1303952 _ 電阻1430係爲了變更起動開始電壓VDSTART而被設 置，並外加在發光二極體驅動用半導體電路101，而IN端 子1401係藉由電阻14.30，輸入電壓（電壓 VD-電阻1430之 電五値*電流）。 接合型FET1108之高電位側係連接在IN端子1401， 另根據1430，DRAIN端子7之電壓 VD與，接合型 FET1108之低電位側的電壓VJ係成爲如圖15所示。 # 圖15係表示針對在實施型態9之DRAIN端子7之電壓 VD與接合型FET 1108之低電位側的電壓VJ之關係，而針 對在圖15，1501係爲有針對在本發明之實施型態9之電阻 143 0情況的VD- VJ特性，而301係爲沒有針對在本發明之 實施型態1〜8之電阻1430情況的VD- VJ特性。 本發明之實施型態9之起動開始電壓VDSTART係與 無電阻1430之狀態301作比較，位移至VD之高電位側’ 而位移量係依存在電阻1430之電阻値與流動至接合型 Φ FET1108之電流的積，因此，如變更電阻1430，將可容易 變更起動開始電壓VDSTART。 -本發明之實施型態9之發光二極體驅動用半導體電路 及發光二極體驅動裝置係加上針對在本發明之實施型態7 所示之效果，而更加具有下記效果，而本發明之實施型態 9之發光二極體驅動用半導體電路及發光二極體驅動裝置 - 係並不只調整根據控制電路11 2內之輸入電懕檢測電路 • 1229之起動開始電壓VDSTART的不均，另外根據外加電 阻1430之電阻値的變更，可容易變更起動開始電壓 -34- (32) 1303952 VDSTART 〇 <實施型態l〇> 採用圖16，關於就本發明之實施型態10之發光二極體 驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置進 行說明，圖16係爲表示本發明之實施型態10之發光二極體 驅動裝置的圖。 φ 本發明之實施型態10之發光二極體驅動裝置係於圖13 所示之實施型態8之構成，追加連接一端於平滑電容器3與 抗流線圏4之連接點，並將另一端連接在IN端子1301之電 阻1630，而關於除此之外，本發明之實施型態1〇之發光二 極體驅動裝置係基本上與實施型態8的電路構成及動作內 容相同，而在實施型態1〇之中係直流電壓Vin則藉由電阻 1630與IN端子1301，施加於接合型FET1108之高電位側 〇 Φ 本發明之實施型態10之發光二極體驅動裝置係加上針 對在本發明之實施型態8所示之效果，而更加具有與在圖 14所示之本發明實施型態9相同之效果，也就是，本發明 之實施型態10之起動開始電壓VDSTART係根據電阻1630 ，與無電阻1630之狀態301作比較，位移至VD之高電位 側（圖15)，而位移量係依存在電阻1630之電阻値與流動至 • 接合型FET1108之電流的積，因此，如變更電阻1430，將 、 可容易變更輸入電壓檢測電路1229進行輸入之輸入電壓檢 測値（VJ)，也就是可變更起動開始電壓VDSTART。 -35- (33) 1303952 <實施型態11> 採用圖17，關於就本發明之實施型態11之發光二極體 驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置進 行說明，圖17係爲表示本發明之實施型態11之發光二極體 驅動裝置的圖。 本發明之實施型態11之發光二極體驅動裝置之發光二 極體驅動用半導體電路係於圖14所示之實施型態9之構成 ’追加接合型FET1731與切換開關1732，而關於除此之外 ’本發明之實施型態11之發光二極體驅動用半導體電路及 發光二極體驅動裝置係基本上與實施型態9的電路構成及 動作內容相同。 實施型態11之切換元件方塊111係更加具有接合型 FET1731，而接合型FET1731之高電位側係連接在DRAIN 端子7 (切換元件9之高電位側）。 實施型態11之控制電路112係更加具有切換開關1732 ，而於切換開關173 2之第一切換開關端子（圖17上側的端 子），連接有接合型FET 11 08之低電位側，而於切換開關 1732之第二切換開關端子（圖17下側的端子），連接有新追 加之接合型FET 173 1之低電位側。 切換開關173 2之輸出側係連接在調節器12與輸入電壓 檢測電路1229，而切換開關1732係依據輸入電壓檢測電路 1229之輸出信號，切換第一切換開關端子與第二切換開關 端子之連接。 針對在圖17所示之發光二極體驅動裝置，在開始根據 -36- (34) (34)•1303952 控電路11 2之切換元件9之間歇性的起動關閉控制之前’切 換開關1732係與接合型FET1108連接著’根據連接在接合 型FET1108之高電位側的電阻1430，將可變更起動開始電 壓 VDSTART。 控制電路11 2係在開始切換元件9之間歇性的起動關閉 控制之同時，根據輸入電壓檢測電路1 229之輸出信號’將 與切換開關1732之調節器12的連接，從接合型FET1108切 換爲接合型FET1731，而對於接合型FET1731之高電位側 與發光二極體6之間係因無連接有電阻1430，故可防止根 據電阻1430之電力損失情況。 本發明之實施型態11之發光二極體驅動用半導體電路 及發光二極體驅動裝置係加上針對在本發明之實施型態9 所示之效果，而更加具有下記效果，而本發明之實施型態 11之發光二極體驅動用半導體電路及發光二極體驅動裝置 ，係將無在開始根據控電路112之切換元件9之間歇性的起 動關閉控制之後的電阻1430產生之電力損失。 然而，取代將接合型FET1731之一端與DRAIN端子7 進行連接之情況，亦可作爲如輸入直流電壓Vin地進行連 接，例如如圖1 3所示，設置輸入直流電壓Vin之輸入端子 1301，在將接合型FET1731之一端與輸入端子1301連接， 而將另一端與切換開關173 2連接，而由此，與圖13所示之 實施型態8同樣地，更可得到在使切換元件9之動作停止之 間’防止發光二極體6進行微弱發光之效果。 -37- (35) (35)1303952 <實施型態12> 採用圖18，關於就本發明之實施型態12之發光二極體 驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置進 行說明，圖18係爲表示本發明之實施型態12之發光二極體 驅動裝置的圖。 本發明之實施型態8之發光二極體驅動裝置之發光二 極體驅動用半導體電.路係於圖16所示之實施型態10之構成 ，追加接合型FET1731與切換開關1732，而關於除此之外 ，本發明之實施型態12之發光二極體驅動用半導體電路及 發光二極體驅動裝置係基本上與實施型態10的電路構成及 動作內容相同。 實施型態1 2之切換元件方塊111係更加具有接合型 FET1731，而接合型FET1731之高電位側係連接在DRAIN 端子7(切換元件9之高電位側）。 實施型態11之控制電路112係更加具有切換開關1732 ，而於切換開關1732之第一切換開關端子（圖18上側的端 子）係連接在接合型FET1108之低電位側，而於切換開關 1732之第二切換開關端子（圖18下側的端子）係連接在新追 加之接合型FET1731之低電位側。 切換開關173 2之輸出側係連接在調節器12與輸入電壓 檢測電路1229，而切換開關1732係依據輸入電壓檢測電路 1229之輸出信號，切換第一切換開關端子與第二切換開關 端子之連接。 本發明之實施型態12之發光二極體驅動用半導體電路 -38- .1303952 ^ (36) e 及發光二極體驅動裝置係加上針對在圖1 6之本發明實施型 態10所示之效果，而更加具有與在圖17所示之本發明實施 型態11所追加之效果相同之效果，也就是，圖18所示之實 施型態12之發光二極體驅動裝置之控制電路112係在開始 ^ 切換元件9之間歇性的起動關閉控制之同時，根據輸入電 • 壓檢測電路1229之輸出信號，將與切換開關1732之調節器 12的連接，從接合型FET1108切換爲接合型FET1731，而 • 由此，將可防止根據開始起動關閉控制之後的電阻1630之 電力損失情況。 然而，取代將接合型FET1731之一端與DRAIN端子7 進行連接之情況，亦可作爲如輸入直流電壓Vin地進行連 接，此情況，發光二極體驅動用半導體電路101係與圖I8 之輸入端子不同，不藉由電阻1630而更加設置輸入直流電 壓Vin之輸入端子，連接接合型FET1 731於其輸入端子與 切換開關1 73 2之間，而由此，更可得到在使切換元件9之 ® 動作停止之間，防止發光二極體6進行微弱發光之效果。 ' <實施型態13> - 採用圖1 9，關於就本發明之實施型態1 3之發光二極體 驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置進 行說明，圖I9係爲表示本發明之實施型態13之發光二極體 • 驅動裝置的圖。 • 本發明之實施型態13之發光二極體驅動裝置係於圖17 所示之實施型態11之構成，追加電阻1933，電阻1934，輸 -39- (37) 1303952 . 入端子INH193 6及比較器1935，而關於除此之外，本發明 之實施型態13之發光二極體驅動用半導體電路及發光二極 體驅動裝置係基本上與實施型態11的電路構成及動作內容 相同。 電阻1933及電阻1934係串聯連接在平滑電容器3與抗 流線圈4之連接點與，GND/SOURCE端子10之間，而電阻 1933與電阻1934之連接點係連接在輸入端子INH1936，而 # 輸入端子INH1936係輸入於比較器1935之負端子，比較器 1935之負端子係連接在內部電路，並輸出端子係連接在 AND電路15。 針對在實施型態13，電阻1933與電阻1934，對於發光 二極體驅動用半導體電路101，係被外加的，而比較器 1935與輸入端子INH1 93 6係包含在發光二極體驅動用半導 體電路101。 圖19所示之本發明之實施型態13之發光二極體驅動裝 ® 置係由電阻1933與電阻1934，將直流電壓Viii進行分壓， 而其被分壓之電壓係輸入至輸入端子INH1936，再由比較 器1935所檢測出，而比較器1935係將與規定値（上限値）比 較之結果.輸出於AND電路15。 由此，本發明係將可規定爲了進行，根據控制電路 112之切換元件9之間歇性的起動關閉控制之IN端子1401 * 或DRAIN端子7之輸入電壓的上限値。 . 本發明之實施型態13之發光二極體驅動用半導體電路 及發光二極體驅動裝置係加上針對在本發明之實施型態11 -40- (38) 1303952 β 所示之效果，而更加具有下記效果，而本發明之實施型態 13之發光二極體驅動用半導體電路及發光二極體驅動裝置 ，係成爲根據在所規定之直流電壓Vin以下的控制電路 11 2之切換元件9之間歇性的起動關閉控制，例如在AC電 源之不均大的情況等，即使直流電壓Vin的上限變大，對 於發光二極體驅動裝置係因亦只施加規定上限値的電壓値 以下，故可防止發光二極體驅動裝置之劣化或破壞，而本 • 發明係可確保更高之安全性。 <實施型態14> 採用圖20，關於就本發明之實施型態14之發光二極體 驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置進 行說明，圖20係爲表示本發明之實施型態14之發光二極體 驅動裝置的圖。 本發明之實施型態14之發光二極體驅動裝置係於圖18 • 所示之實施型態12之構成，追加電阻1933，電阻1934，比 較器1935以及輸入端子INH1936，而關於除此之外，本發 明之實施型態14之發光二極體驅動用半導體電路及發光二 極體驅動裝置係基本上與實施型態12的電路構成及動作內 容相同，而電阻1933，電阻1934，比較器1935以及輸入端 子INH1936係因與圖19之實施型態13相同，故省略詳細之 • 說明。 . 本發明之實施型態14之發光二極體驅動用半導體電路 及發光二極體驅動裝置係加上針對在本發明之實施型態12 -41 - (39) 1303952 ^ 所示之效果，而更加具有與在圖19所示之本發明實施型態 13相同之效果，也就是，本發明之實施型態14之發光二極 體驅動用半導體電路及發光二極體驅動裝置，係成爲根據 在所規定之直流電壓Vin以下的控制電路112之切換元件9 之間歇性的起動關閉控制，例如在AC電源1之不均大的 情況等，即使直流電壓Vin的上限變大，對於發光二極體 驅動裝置係因亦只施加規定上限値的電壓値以下，故可防 • 止發光二極體驅動裝置之劣化或破壞，而本發明係可確保 更高之安全性。 <實施型態15> 採用圖21，關於就本發明之實施型態15之發光二極體 驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置進 行說明，圖21係爲表示本發明之實施型態15之發光二極體 驅動裝置的圖。 • 實施型態1〜14之發光二極體驅動用半導體電路，以及 具有此之發光二極體驅動裝置係根據改變電流ID之最高 値之情況，控制了流動至發光二極體6之電流（電流模式） 〇 實施型態15之發光二極體驅動用半導體電路及發光二 極體驅動裝置係根據改變切換元件9之起動期間之情況， • 控制了流動至發光二極體6之電流（電流模式）。 • 圖21所示之本發明之實施型態15之發光二極體驅動裝 置係對於圖5所示之本發明之實施型態2，控制電路112之 -42- (40) 1303952 構成相異處，則如以下所述。 (1) 針對在汲極電流檢測電路11 3，由切換元件9之之 起動電壓，檢測出流動於切換元件9之電流，但檢測基準 電壓則爲一定，即，流動於切換元件9之電流的最大値係 經常爲一定。 (2) 實施型態15之振盪器2126係加上於MAX DUTY信 號與CLOCK信號，更加輸出鋸齒波SAWTOOTH信號， • 而此鋸齒波SAWTOOTH信號係輸入至比較器2127之負端 子，而比較器2127之正端子係連接於外部連接端子SN521 ，並比較器2127係將SAWTOOTH信號與施加於外部連接 端子S N5 21之電壓Vsn進行比較，並輸出比較的結果，另 比較器21 27之輸出端子係連接在OR電路21 28，而OR電 路2128係輸入比較器2127之輸出信號與AND電路19之輸 出信號，再將輸出信號輸出至RS觸發電路18之歸位端子 ，而根據此構成，由改變對於外部端子SN521之輸入電壓 ♦ 情況，切換元件9之準備工作則產生變化，即，成爲本發 明之實施型態15係進行PWM控制之情況。 使用本發明之實施型態15之發光二極體驅動用半導體 電路及發光二極體驅動裝置之情況’如上述有與實施型態 2不同之構成，但各端子之電流·電壓波形係與圖6相同， 而本發明之實施型態15之發光二極體驅動用半導體電路及 • 發光二極體驅動裝置係具有與圖5所示之本發明實施型態2 . 相同之效果。 -43- (41) .1303952 • <實施型態1 6 > 採用圖22，關於就本發明之實施型態16之發光二極體 驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體驅動裝置進 行說明，圖22係爲表示本發明之實施型態16之發光二極體 驅動裝置的圖，而實施型態1 6之發光二極體驅動用半導體 電路及發光二極體驅動裝置係與本發明之實施型態15同樣 地，根據改變切換元件9之起動期間之情況，控制了流動 # 至發光二極體6之電流（電流模式）。 圖22所示之本發明之實施型態16之發光二極體驅動裝 置係對於圖21所示之本發明之實施型態15,切換元件方塊 111與汲極電流檢測電路113之構成相異處，則如以下所述 〇 (1)針對在切換元件方塊111，將接合型FET11 08連接 在DRAIN端子7與調節器12之間（與圖11之實施型態6相同 )° ® (2)汲極電流檢測電路113則加上於比較器13，更加具 有切換元件1024與電阻1025(與圖10之實施型態5相同）。 使用本發明之實施型態15之發光二極體驅動用半導體 電路及發光二極體驅動裝置之情況’各端子之電流·電壓 波形係成爲如圖6所示。 本發明之實施型態16之發光二極體驅動用半導體電路 ， 及發光二極體驅動裝置係具有與圖21所示之本發明實施型 . 態1 5相同之效果，而本發明之實施型態1 6係更加地亦具有 實施型態5之效果（切換元件9從關閉狀態轉移至起動狀態 -44- (42) -1303952 ^ 時，可從切換的瞬間，正確檢測出汲極電流ID)。 本發明之實施型態1 6之發光二極體驅動用半導體電路 及發光二極體驅動裝置係適合由個別的封裝，構成接合型 FET1108與切換元件9 〇 如根據本發明，將可實現高電力變換效率，且小型之 發光二極體驅動用半導體電路，以及具有此之發光二極體 驅動裝置。 • 如根據本發明，將可實現對於輸入電壓之變動，可精 確度良好控制流動至發光二極體之發光二極體驅動用半導 體裝置，以及具有此之發光二極體驅動裝置。 本發明係可利用在使用發光二極體之裝置.機器所有 ’特別是作爲led照明機器，則爲有用。 將發明根據某種程度之詳細度，關於就最佳之型態已 進行說明，但，此最佳型態之現揭示內容針對在構成的細 部，有做適當變化之構成，並各要素的組合或順序之變化 ® 係並無脫離所申請之發明範圍及想法，且實現得到之構成 【圖式簡單說明】 [圖1]係爲本發明之實施型態1之發光二極體驅動裝置 的電路圖。 [圖2]係爲本發明之實施型態1之發光二極體驅動裝置 的電壓及電流之波形圖。 [圖3]係爲表示本發明之實施型態1之電壓VD與電壓 -45- (43) •1303952 - VJ之關係圖。 - tffl 4(a)、（b)]係爲追加逆電壓破壞防止電路於本發明 之發光二極體方塊的圖。 [圖5]係爲本發明之實施型態2之發光二極體驅動裝置 的電路圖。 [圖6]係爲本發明之實施型態2之發光二極體驅動裝置 的電壓及電流之波形圖。 • [圖7]係爲本發明之實施型態3之發光二極體驅動裝置 的電路圖。 [圖8]係爲表示本發明之實施型態3之箝位電路之具體 例的圖。 [圖9]係爲本發明之實施型態4之發光二極體驅動裝置 的電路圖。 [圖1 0]係爲本發明之實施型態5之發光二極體驅動裝 置的電路圖。 ® [圖11]係爲本發明之實施型態6之發光二極體驅動裝 置的電路圖。 [圖12]係爲本發明之實施型態7之發光二極體驅動裝 置的電路圖。 [圖1 3 ]係爲本發明之實施型態8之發光二極體驅動裝 置的電路圖。 - [圖14]係爲本發明之實施型態9之發光二極體驅動裝 ^ 置的電路圖。 [圖15]係爲表示本發明之實施型態9之電壓VD與電壓 -46- (44) 1303952 . VJ之關係圖。 [圖16]係爲本發明之實施型態10之發光二極體驅動裝 置的電路圖。 [圖17]係爲本發明之實施型態11之發光二極體驅動裝 置的電路圖。 [圖18]係爲本發明之實施型態12之發光二極體驅動裝 置的電路圖。 # [圖19]係爲本發明之實施型態13之發光二極體驅動裝 置的電路圖。 [漏20]係爲本發明之實施型態14之發光二極體驅動裝 置的電路圖。 [圖21]係爲本發明之實施型態15之發光二極體驅動裝 置的電路圖。 [爾22]係爲本發明之實施型態16之發光二極體驅動裝 置的電路圖。 【主要元件符號說明】 1 : AC電源 2 :整流電路 3 :平滑電容器 4 :抗流線圈 • 5 :二極體 . 6 :發光二極體 7 ： DRAIN 端子 -47- (45) 1303952

， 8(1108):接合型 FET 9(1024):切換元件 10 ： GND/SOURCE 端子 12 :調節器 13 :比較器 1 4 : V C C端子 15 : AND電路 # 1 6 :啓時熄滅脈衝產生器 1 7 :振盪器 1S : R S觸發電路1 8 19 : AND電路 20: OR 電路 20 1 〇 1 :發光二極體驅動用半導體電路 111 :切換元件方塊 113 :汲極電流檢測電路 ® 114 ·•起動/停止電路 722 :箝位電壓 822 :稽納二極體 923 :過熱保護電路 1025(1430 ， (1630)：電阻 1229 :輸入電壓檢測電路 -48-

Claims (1)

1303952 (1) 十、申請專利範圍 ΨΨ" 曰修(更)正本 第94 1 3 27 1 5號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國97年5月日修正

1 · 一種發光二極體驅動用半導體電路，是爲了控制發 光二極體方塊，該發光二極體方塊具有：從電壓源施加電 源電壓之抗流線圈，和與前述之抗流線圈串聯連接之1個 以上之發光二極體，和一端連接於前述抗流線圈、而另一 端連接於前述發光二極體、且將產生在前述抗流線圈之逆 起電力、供給至前述發光二極體之二極體；其特徵爲： 前述發光二極體驅動用半導體電路係具有： 與前述發光二極體連接之第1輸入端子，和 具有將一端連接於前述第1輸入端子或前述電壓源之 第1FET，與連接在前述第1輸入端子與主要電位之間之第 1切換元件的切換元件方塊，和

與前述第1FET之另一端連接，輸出基準電壓之基準 電壓端子，和 前述基準電壓如爲規定値以上，則輸出起動信號，而 前述基準電壓如比前述規定値還小，則輸出停止信號的起 動/停止電路，和 檢測出從前述第1輸入端子流動至前述第1切換元件之 電流的電流檢測電路，和 流動於前述發光二極體之電流則如成爲一定地，依據 前述起動/停止電路之輸出信號與前述電流檢測電路之輸 (2) 1303952 出信號’由規定之振盪頻率數，間歇性地將前述第1切換 元件進行起動/關閉控制之控制電路。 2 ·如申請專利範圍第1項之發光二極體驅動用半導體 電路，其中： · 前述切換元件方塊係由串聯連接前述第1 F E T與前述 弟1切換兀件於則述弟1輸入端子與主要電位之間所構成者

3 ·如申請專利範圍第1項之發光二極體驅動用半導體 電路，其中： 前述切換元件方塊係由連接在前述第1輸入端子與前 述基準電壓端子之間的前述第1FET與，連接在前述第1輸 入端子與主要電位之間的前述第1切換元件所構成者。 4 ·如申請專利範圍第1項之發光二極體驅動用半導體 電路，其中： 前述發光二極體驅動用半導體電路係更加具有輸入前 述電壓源之電源電壓的第2輸入端子，並前述切換元件方 塊係由連接在前述第2輸入端子與前述基準電壓端子之間 的前述第1FET與，連接在前述第丨輸入端子與主要電位之 間的前述第1切換元件所構成者。 5 ·如申請專利範圍第丨項之發光二極體驅動用半導體 電路，其中： 於前述第1FET與前述基準電壓端子之間，具有調節 器。 6 ·如申請專利範圍第1項之發光二極體驅動用半導體 -2- (3) 1303952 電路，其中： 前述電流檢測電路係根據檢測出前述第1切換元件之 起動電壓情況，檢測出前述第1切換元件之電流。 7 ·如申請專利範圍第1項之發光二極體驅動用半導體 電路，其中：

將對於流動於前述第1切換元件之電流，具有一定之 小的電流比之第2切換元件與，與前述第2切換元件串聯連 接之電阻，與前述第1切換元件並聯地連接在前述第1輸入 端子與主要電位之間，並前述電流檢測電路係根據檢測出 前述電阻兩端的電壓情況，檢測出前述第1切換元件之電 流。 8 ·如申請專利範圍第1項之發光二極體驅動用半導體 電路，其中： 前述發光二極體驅動用半導體電路係更加具有輸入檢 測基準電壓之第3輸入端子，並前述控制電路係根據因應 從外部輸入至前述第3輸入端子之前述檢測基準電壓，改 變前述第1切換元件之起動期間情況，調整前述發光二極 體之發光亮度。 9 ·如申請專利範圍第1項之發光二極體驅動用半導體 電路，其中： 前述發光二極體驅動用半導體電路係更加具有連接在 前述第1 FET之低電位側的輸入電壓檢測電路，並前述控 制電路係前述輸入電壓檢測電路之檢測電壓，只針對在規 定値以上，間歇性地將前述第1切換元件進行起動關閉控 -3- (4) 1303952 制。 10.如申請專利範圍第9項之發光二極體驅動用半導體 電路，其中： 更加具有藉由前述電源電壓或前述發光二極體之輸出 電壓，進行輸入之第4輸入端子，並將前述第1FET之高電 位側與前述第4輸入端子連接，並根據前述電阻，調整前 述輸入電壓檢測電路之檢測電壓。

1 1 ·如申請專利範圍第1 0項之發光二極體驅動用半導 體電路，其中： 更加具有連接在輸入前述發光二極體之輸出電壓的前 述第1輸入端子，或輸入前述電源電壓之前述第2輸入端子 之第2FET與，根據切換開關之情況而將一端與前述第 1FET或前述第2FET任何一方連接，而將另一端與前述調 節器連接之切換開關電路，並前述切換開關電路係前述輸 入電壓檢測電路之前述檢測電壓比規定値還小之間，與前 述第1 FET連接，而前述檢測電壓如成爲規定値以上，與 前述第2FET連接。 1 2 ·如申請專利範圍第1項之發光二極體驅動用半導體 電路，其中： 更加具有檢測前述第1切換元件溫度之過熱保護電路 ，並前述控制裝置係在前述過熱保護電路之檢測的溫度比 規定的溫度還高之情況，則關閉前述第1切換元件。 1 3 · —種發光二極體驅動裝置，其特徵爲具有： 具有從電壓源施加電源電壓之抗流線圈，和與前述抗 -4 - (5) 1303952 流線圈串聯連接之1個以上之發光二極體，和將一端連接 在前述抗流線圈、而將另一端連接在前述發光二極體、且 供給產生在前述抗流線圈之逆起電力於前述發光二極體之 二極體的發光二極體方塊，以及 控制前述發光二極體方塊之申請專利範圍第1項至申 請專利範圍第1 2項中任何一項所記載之發光二極體驅動用 半導體電路。

1 4.如申請專利範圍第丨3項之發光二極體驅動裝置， 其中： 即述發光一極體方塊係更加具有’防止施加逆電壓於 前述發光二極體情況之逆電壓破壞防止電路。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項之發光二極體驅動裝置， 其中： 前述二極體之逆回復時間爲lOOnsec以下。