WO2016136302A1 - 発光負荷の駆動装置及び発光装置 - Google Patents

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light
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Inventor
加藤　淳一
Original Assignee
サンケン電気株式会社
加藤　淳一
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    • H05B47/20—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection

Definitions

  • the present invention relates to a driving device for a light emitting load that drives, for example, an LED (light emitting diode), and a light emitting device including the driving device.
  • a driving device for a light emitting load that drives, for example, an LED (light emitting diode), and a light emitting device including the driving device.
  • Patent Document 1 discloses a conventional light-emitting load driving device and light-emitting device in which any one of a plurality of LEDs connected in series is disconnected even if one of the LEDs is disconnected.
  • the conventional driving device includes a disconnection detection circuit and a bypass switch connected in parallel to the LED. When the LED is disconnected, an alternative path for the LED current is secured by turning on the bypass switch. Further, the disconnection of the LED is output to the outside of the driving device via a wired OR circuit.
  • the LED current flows to the bypass switch and the disconnection detection circuit. Therefore, a power loss corresponding to the magnitude of the LED current occurs in the disconnection detection circuit. If the LED is a small-signal LED, the power loss in the disconnection detection circuit is small and can be ignored, but if the LED is a power LED for general lighting or a vehicle headlamp, the power loss becomes very large. Further, in the case of a power LED, the disconnection detection circuit must be configured with large individual components in consideration of heat dissipation, and there are problems of mounting area and cost.
  • the present invention provides a light-emitting load driving device and a light-emitting device including an abnormality detection unit configured to reduce power loss, reduce a mounting area, and be configured at low cost.
  • a light emitting load driving device drives a light emitting load in which a first light emitting element and a second light emitting element are connected in series and a first potential difference is applied to both ends thereof.
  • a load driving device comprising: a switching element for dimming the light emitting load; a drive signal output unit for switching the driving of the switching element; and the first light emitting element; And an abnormality detection unit driven by a small second potential difference.
  • the abnormality detection unit driven by the second potential difference smaller than the first potential difference applied to the light emitting load since the abnormality detection unit driven by the second potential difference smaller than the first potential difference applied to the light emitting load is provided, the power loss is reduced, the mounting area is reduced, and the cost is reduced. It is possible to provide a light emitting load driving device and a light emitting device including an abnormality detecting unit.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a light emitting load driving device and a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • the light-emitting device according to the embodiment of the present invention includes a light-emitting load 2 that includes a plurality of light-emitting elements D and is applied with a first potential difference V1 from a first power supply Vdc1 at both ends thereof, and a drive device that drives the light-emitting load 2.
  • the driving device 1 is connected to the switching element M for dimming the light emitting load 2, the drive signal output unit 12 for switching the switching element M, and the light emitting element D, and is applied from the second power source Vdc2.
  • an abnormality detection unit 13 driven by a second potential difference V2 smaller than one potential difference V1.
  • the light emitting load 2 includes a plurality of light emitting elements D1, D2,.
  • the light emitting device is connected to the light emission control unit 3.
  • the light emitting elements D1, D2,..., Dn are, for example, LEDs.
  • the light emitting elements D1, D2,..., Dn are connected in series with each other between the positive terminal and the negative terminal of the first power supply Vdc1.
  • the light emitting load 2 is applied with the first voltage V1 from the first power supply Vdc1.
  • the driving device 1 includes a plurality of switching elements M1, M2,..., Mn and a gate driving unit 10.
  • the drive device 1 is configured as a single semiconductor integrated circuit, for example.
  • the drive device 1 is connected to the light emission load 2, the light emission control unit 3, and the first power supply Vdc1.
  • Driving device 1 the control signals S C1, S C2 ⁇ output from the light emission control unit 3, based on the S Cn, adjusts the light emitting device D1, D2 ⁇ ⁇ ⁇ , the brightness of Dn individually.
  • the light emission control unit 3 is configured by a digital circuit using an ASIC, FPGA, or the like, a microcomputer, or the like.
  • the light emission control unit 3 outputs pulse-like control signals S C1 , S C2 ..., S Cn in order to individually determine the light emission luminances of the light emitting elements D1, D2 ,.
  • the plurality of switching elements M1, M2,..., Mn are, for example, MOSFETs.
  • the switching elements M1, M2,..., Mn are connected in series between the positive terminal and the negative terminal of the first power supply Vdc1.
  • the switching elements M1, M2,..., Mn are connected in parallel to the light emitting elements D1, D2,.
  • the switching elements M1, M2,..., Mn are in the off state, the direct current supplied from the first power supply Vdc1 flows through the light emitting elements D1, D2,.
  • Each of the switching elements M1, M2,..., Mn bypasses the current I LED flowing through each of the plurality of light emitting elements D1, D2,..., Dn based on the first potential difference V1 when in the on state.
  • the light emitting load 2 is dimmed.
  • the gate drive unit 10 includes a signal processing unit 11, a plurality of drive signal output units 12-1, 12-2,... 12-n and a plurality of abnormality detection units 13-1, 13-2, ... 13-n.
  • the gate driving unit 10 repeats high and low levels based on the control signals S C1 , S C2 , S Cn output from the light emission control unit 3, and pulsed driving signals S 1 , S 2. , Sn are generated.
  • Driving signals S 1, S 2 ⁇ ⁇ ⁇ , the ratio of high level and a low level of S n (Duty), the control signals S C1, S C2 ⁇ ⁇ ⁇ , are modulated on the basis of the S Cn.
  • Driving signals S 1, S 2 ⁇ , S n the drive signal output units 12-1 and 12-2, via the ⁇ ⁇ ⁇ 12-n, the switching element M1, M2 ⁇ ⁇ ⁇ , the gate terminal of the Mn Is output.
  • the gate driver 10 individually drives the switching elements M1, M2,..., Mn by PWM (Pulse Width Modulation). For example, a first driving signal S 1 is at a high level, the first switching element M1 is turned on, the light emission load is turned off. When the first driving signal S 1 is at the low level, the first switching element M1 is turned off, the light emission load is light.
  • the gate driving unit 10 controls the on-state time and the off-state time of each switching element according to the control signals S C1 , S C2 , S Cn , so that the light-emitting elements D1, D2,.
  • the brightness of Dn is adjusted individually.
  • the signal processing unit 11 is connected to the light emission control unit 3, the signal output units 12-1, 12-2,..., 12-n, and the abnormality detection units 13-1, 13-2,.
  • the drive signal output units 12-1, 12-2,..., 12-n are connected to the signal processing unit 11 and the switching elements M1, M2,.
  • Driving signal output unit 12-1 and 12-2 ⁇ ⁇ ⁇ , 12-n the drive signals S 1, S 2 ⁇ ⁇ ⁇ , when S n is high, the switching elements M1, M2 ⁇ ⁇ ⁇ , the Mn Control to ON state.
  • Driving signal output unit 12-1 and 12-2 ⁇ ⁇ ⁇ , 12-n the drive signals S 1, S 2 ⁇ ⁇ ⁇ , when S n is low, the switching elements M1, M2 ⁇ ⁇ ⁇ , the Mn Control to off state.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the abnormality detection unit according to the first embodiment of the present invention.
  • the first abnormality detection unit 13-1 connected to the first light emitting element D1 will be described, and the description of the second abnormality detection unit and the nth abnormality detection unit having the same configuration will be omitted.
  • the first abnormality detection unit 13-1 is connected to both ends of the first light emitting element D1 through the input terminals T1a and T1b, and is connected to the second power supply Vdc2 through the power supply terminal Tvcc. It is driven by the second potential difference V2 applied from Vdc2.
  • the second potential difference Vdc2 is set smaller than the first potential difference V1.
  • the first abnormality detection unit 13-1 includes the first conversion unit R1, the second conversion unit R2, the first current mirror circuits Q1 and Q2, the second current mirror circuits Q3 to Q5, and the starting resistor R3. Prepare.
  • 1st conversion part R1 converts the both-ends voltage of the 1st light emitting element D1 into a current signal, and outputs it.
  • One end of the first conversion unit R1 is connected to the cathode of the first light emitting element D1 via the input terminal T1b, and the other end is connected to the emitter of the second transistor Q2.
  • the second conversion unit R2 converts the current signal output from the first conversion unit R1 into a voltage signal and outputs the voltage signal.
  • One end of the second conversion unit R2 is grounded, and the other end is connected to the collector of the third transistor Q3.
  • the first conversion unit R1 and the second conversion unit R2 are preferably resistance elements having the same temperature characteristics such as a well-known polysilicon resistance and diffusion resistance.
  • the first transistor Q1 and the second transistor Q2 are NPN transistors, respectively, and constitute a first current mirror circuit connected to the first conversion unit R1.
  • the emitter of the first transistor Q1 is connected to the anode of the first light emitting element D1 via the input terminal T1a, and the collector is connected to the collector of the fifth transistor Q5.
  • the base of the first transistor Q1 is connected to the base of the second transistor Q2 and to its own collector.
  • the collector of the second transistor Q2 is connected to the collector of the fourth transistor Q4.
  • the third transistor Q3, the fourth transistor Q4, and the fifth transistor Q5 are PNP transistors, respectively, and constitute a second current mirror circuit connected to the second conversion unit R2.
  • the emitter of the third transistor Q3 is connected to the second power supply Vdc2 through the power supply terminal Tvcc together with the emitters of the fourth and fifth transistors Q4 and Q5.
  • the base of the third transistor Q3 is connected to the bases of the fourth and fifth transistors Q4 and Q5.
  • the collector of the fourth transistor Q4 is connected to its base.
  • the collector and emitter of the fifth transistor Q5 are connected to both ends of the starting resistor R3.
  • the connection point between the collector of the third transistor Q3 and the second conversion unit R2 is connected to the non-inverting input terminal of the disconnection detection comparator Comp_open via the output terminal To1.
  • the voltage VR1 across the first converter R1 is equal to the potential difference between the input terminals T1a and T1b, that is, the voltage across the first light emitting element D1 is equal to VD1.
  • the magnitude of the first current I1 flowing through the first converter R1 changes according to the voltage VD1. That is, the first converter R1 converts the voltage VD1 across the first light emitting element D1 into a current signal I1 and outputs it.
  • the second current mirror circuit returns the first current I1 as the second current I2 and supplies it to the second conversion unit R2.
  • the voltage VR2 across the second converter R2 changes according to the magnitude of the second current I2. That is, the second conversion unit R2 converts the current signal I2 into the voltage signal VR2 and outputs it.
  • the reference current I3 corresponding to the resistance value of the starting resistor R3 flows to the first and second current mirror circuits.
  • the first current I1 is a current corresponding to the reference current I3, and changes according to the voltage VD1 across the first light emitting element D1.
  • the voltage signal VR2 changes according to the change of the first current I1, that is, the change of the voltage VD1 across the first light emitting element D1.
  • the disconnection detection comparator Comp_open compares the first reference voltage Vref1 connected to the inverting input terminal with the voltage signal VR2, and outputs the disconnection detection signal Vcomp_open. In this way, the drive device 1 detects the disconnection of the first light emitting element D1 by the first abnormality detecting unit 13-1 detecting the voltage VD1 and converting it to the voltage signal VR2 with the ground potential as a reference. can do.
  • the driving apparatus 1 since the driving apparatus 1 according to the present embodiment includes the abnormality detection unit to which the second potential difference V2 smaller than the first potential difference V1 is applied from the second power supply Vdc2, the power loss is reduced and the mounting area is reduced. It is configured at low cost. Further, if the first and second conversion units R1 and R2 are resistance elements having the same temperature characteristics, the temperature characteristics and variations in the abnormality detection unit 13 are canceled out, so that the accuracy of the disconnection detection voltage of the light emitting load 2 is improved. Can be increased.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the abnormality detection unit according to the second embodiment of the present invention.
  • the difference of the second embodiment from the first embodiment is that a short circuit detection comparator Comp_short connected to the output terminal To1 is provided.
  • the short circuit detection comparator Comp_short compares the second reference voltage Vref2 connected to the inverting input terminal with the voltage signal VR2, and outputs a short circuit detection signal Vcomp_short.
  • the driving device 1 can detect a short circuit of the first light emitting element D1 by the first abnormality detecting unit 13-1 detecting the voltage VD1 and converting it to the voltage signal VR2.
  • FIGS. 4 and 5 are circuit diagrams showing the configuration of the drive device for the light emitting load according to the third and fourth embodiments of the present invention, which satisfies such a requirement.
  • the configuration provided in the gate driving unit 10 corresponding to the nth light emitting element Dn will be described, and the description of the same configuration will be omitted.
  • the signal processing unit 11a configuring the light emitting load driving device includes a holding unit 14a that holds the logic level of the abnormality detection signal over a plurality of periods of switching driving.
  • the holding unit 14a is connected to the light emission control unit 3 and the abnormality detection unit 13-n.
  • the holding unit 14 a includes a NOT circuit, an AND circuit, and a flip-flop 15.
  • the input terminal of the NOT circuit is connected to the output terminal of the disconnection detection comparator Comp_open constituting the abnormality detection unit 13-n and the SET terminal of the flip-flop 15.
  • One input terminal of the AND circuit is connected to the output terminal of the NOT circuit, and the other input terminal of the AND circuit is connected to the light emission control unit 3.
  • the output terminal of the AND circuit is connected to the RESET terminal of the flip-flop 15.
  • the OUT terminal of the flip-flop 15 is connected to the light emission control unit 3.
  • the abnormality detection unit 13-n outputs an abnormality detection signal synchronized with the switching drive of the switching element based on the voltage across the light emitting element.
  • Holding section 14a the period the light-emitting element is the disconnection state of the n, on the basis of a disconnection detection signal Vcomp_open, holds the diagnostic signal S Dn to the H level.
  • the holding unit 14a inverts the diagnostic signal SDn to L level simultaneously with the rise of the control signal SCn .
  • the driving device 1 can detect the disconnection state of the light emitting elements D1, D2,..., Dn and notify the light emission control unit 3 of the disconnection state.
  • the signal processing unit 11b constituting the light emitting load driving device differs from the signal processing unit 11a in that it includes a holding unit 14b that holds the logic level of the abnormality detection signal over a plurality of periods of switching driving.
  • the holding unit 14 b includes a flip-flop 15 and a counter 16.
  • the SET terminal of the flip-flop 15 is connected to the output terminal of the disconnection detection comparator Comp_open constituting the abnormality detection unit 13-n.
  • the RESET terminal of the flip-flop 15 is connected to the output terminal of the counter 16.
  • the CLK terminal of the counter 16 is connected to the output terminal of the short circuit detection comparator Comp_short constituting the abnormality detection unit 13-n.
  • the RES terminal of the counter 16 is connected to the output terminal of the disconnection detection comparator Comp_open.
  • the period the light-emitting element is the disconnection state of the n on the basis of a disconnection detection signal Vcomp_open, holds the diagnostic signal S Dn to the H level, and resets the counter 16.
  • the counter 16 starts counting based on the short circuit detection signal Vcomp_short.
  • the counter 16 resets the flip-flop 15 when the internal bits reach a predetermined number of bits.
  • the switching element M may be connected between the first power supply Vdc1 and the light emitting load 2.
  • the switching element M dimmes the light emitting load 2 by applying the first potential difference V1 to the light emitting load 2 when in the ON state.
  • the gate driving unit 10 may include a reactor L, a capacitor C, and a diode D, and the driving device 1 is a switching regulator including a switching element M and the gate driving unit 10. Also good.
  • the gate drive unit 10 drives the switching element M by PWM to control the first potential difference V1 generated at both ends of the capacitor C to a desired magnitude and applies the light to the light emitting load 2 to emit light. Dimming load 2
  • the driving device 1 may be composed of a plurality of switching elements M1, M2,..., Mn made up of individual devices and a gate drive unit 10 made up of a semiconductor integrated circuit.
  • the first and second current mirror circuits may be constituted by MOSFETs instead of bipolar transistors.
  • the driving device 1 may include at least one of the light emission control unit 3 and the first power supply Vdc1.
  • each of the plurality of light emitting elements D1, D2,..., Dn may be configured by a plurality of LEDs.
  • the drive signal output units 12-1, 12-2,..., 12-n may be connected to the light emission control unit 3 without passing through the signal processing unit 11.

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

　例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等を駆動する発光負荷の駆動装置及びそれを備える発光装置であって、電力損失が低減され、実装面積を抑え低コストに構成される異常検出部を備える発光負荷の駆動装置及び発光装置を提供する。　第１の発光素子Ｄ１と第２の発光素子Ｄ２とが直列接続されてなるとともにその両端に第１の電位差が印加される発光負荷２を駆動する、発光負荷の駆動装置１であって、前記発光負荷２を調光するスイッチング素子Ｍと、前記スイッチング素子Ｍをスイッチング駆動する駆動信号出力部１２と、前記第１の発光素子Ｄ１に接続され、且つ前記第１の電位差Ｖ１よりも小さい第２の電位差Ｖ２により駆動される異常検出部１３と、を備えることを特徴とする発光負荷の駆動装置。

Description

発光負荷の駆動装置及び発光装置
　本発明は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等を駆動する発光負荷の駆動装置及びそれを備える発光装置に関する。
　直列接続された複数個のＬＥＤのいずれか１個が断線しても他のＬＥＤは消灯しないようにする、従来の発光負荷の駆動装置及び発光装置が特許文献１に記載される。従来の駆動装置は、ＬＥＤに並列接続された断線検出回路及びバイパススイッチを備える。ＬＥＤが断線すると、バイパススイッチをオンさせることでＬＥＤ電流の代替路が確保される。また、ＬＥＤの断線は、ワイヤードＯＲ回路を介して駆動装置の外部に出力される。
特開２００３－２０８９９３
　従来の駆動装置においてＬＥＤが断線すると、ＬＥＤ電流がバイパススイッチ及び断線検出回路に流れる。そのため、ＬＥＤ電流の大きさに応じた電力損失が断線検出回路において発生する。ＬＥＤが小信号用ＬＥＤであれば、断線検出回路における電力損失は小さく無視できるが、ＬＥＤが一般照明用や車両前照灯用などのパワーＬＥＤの場合、電力損失が非常に大きくなってしまう。また、パワーＬＥＤの場合、放熱性を考慮した大型の個別部品で断線検出回路を構成しなければならず、実装面積及びコストの問題がある。
　本発明は、電力損失が低減され、実装面積を抑え低コストに構成される異常検出部を備える発光負荷の駆動装置及び発光装置を提供する。
　本発明によれば、発光負荷の駆動装置は、第１の発光素子と第２の発光素子とが直列接続されてなるとともにその両端に第１の電位差が印加される発光負荷を駆動する、発光負荷の駆動装置であって、前記発光負荷を調光するスイッチング素子と、　前記スイッチング素子をスイッチング駆動する駆動信号出力部と、前記第１の発光素子に接続され、且つ前記第１の電位差よりも小さい第２の電位差により駆動される異常検出部と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、発光負荷に印加される第１の電位差よりも小さい第２の電位差により駆動される異常検出部を備えるので、電力損失が低減され、実装面積を抑え低コストに構成される異常検出部を備える発光負荷の駆動装置及び発光装置を提供できる。
本発明の実施形態に係る発光負荷の駆動装置及び発光装置の構成を示す回路図である。 本発明の第１の実施例に係る異常検出部の構成を示す回路図である。 本発明の第２の実施例に係る異常検出部の構成を示す回路図である。 本発明の第３の実施例に係る発光負荷の駆動装置の構成を示す回路図である。 本発明の第４の実施例に係る発光負荷の駆動装置の構成を示す回路図である。 本発明の変形例に係る発光負荷の駆動装置及び発光装置の構成を示す回路図である。
　次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
　図１は、本発明の実施形態に係る発光負荷の駆動装置及び発光装置の構成を示す回路図である。本発明の実施形態に係る発光装置は、複数の発光素子Ｄからなり、その両端に第１の電源Ｖｄｃ１から第１の電位差Ｖ１を印加される発光負荷２と、発光負荷２を駆動する駆動装置１と、を備える。駆動装置１は、発光負荷２を調光するスイッチング素子Ｍと、スイッチング素子Ｍをスイッチング駆動する駆動信号出力部１２と、発光素子Ｄに接続され、且つ、第２の電源Ｖｄｃ２から印加される第１の電位差Ｖ１よりも小さい第２の電位差Ｖ２により駆動される異常検出部１３と、を備える。
　発光負荷２は、複数の発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎを備える。発光装置は、発光制御部３に接続される。発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎは、例えばＬＥＤである。発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎは、第１の電源Ｖｄｃ１の正の端子と負の端子との間において互いに直列接続される。発光負荷２は、第１の電源Ｖｄｃ１から第１の電圧Ｖ１を印加される。発光装置は、発光制御部３から出力される制御信号ＳＣ１，ＳＣ２・・・，ＳＣｎに基づき、第１の電源Ｖｄｃ１から供給される直流電源を発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎに供給する。
　駆動装置１は、複数のスイッチング素子Ｍ１，Ｍ２・・・，Ｍｎと、ゲート駆動部１０と、を備える。駆動装置１は、例えば、単一の半導体集積回路として構成される。駆動装置１は、発光負荷２と発光制御部３と第１の電源Ｖｄｃ１とに接続される。駆動装置１は、発光制御部３から出力される制御信号ＳＣ１，ＳＣ２・・・，ＳＣｎに基づき、発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎの輝度を個別に調整する。発光制御部３は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等を用いたディジタル回路や、マイコンなどにより構成される。発光制御部３は、発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎの発光輝度を個別に定めるためにパルス状の制御信号ＳＣ１，ＳＣ２・・・，ＳＣｎを出力する。
　複数のスイッチング素子Ｍ１，Ｍ２・・・，Ｍｎは、例えばＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２・・・，Ｍｎは、第１の電源Ｖｄｃ１の正の端子と負の端子との間において互いに直列接続される。スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２・・・，Ｍｎのそれぞれは、発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎのそれぞれに並列接続される。スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２・・・，Ｍｎがオフ状態のとき、第１の電源Ｖｄｃ１から供給される直流電流は、発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎを流れる。スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２・・・，Ｍｎのそれぞれは、オン状態のとき、第１の電位差Ｖ１に基づき複数の発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎのそれぞれに流れる電流ＩＬＥＤをバイパスすることで、発光負荷２を調光する。
　本実施形態に係るゲート駆動部１０は、信号処理部１１と複数の駆動信号出力部１２－１，１２－２，・・・１２－ｎと複数の異常検出部１３－１，１３－２，・・・１３－ｎとを備える。ゲート駆動部１０は、発光制御部３から出力される制御信号ＳＣ１，ＳＣ２・・・，ＳＣｎに基づき、ハイレベル及びローレベルを繰り返すパルス状の駆動信号Ｓ１，Ｓ２・・・，Ｓｎを生成する。駆動信号Ｓ１，Ｓ２・・・，Ｓｎのハイレベル及びローレベルの割合（Ｄｕｔｙ）は、制御信号ＳＣ１，ＳＣ２・・・，ＳＣｎに基づき変調される。駆動信号Ｓ１，Ｓ２・・・，Ｓｎは、駆動信号出力部１２－１，１２－２，・・・１２－ｎを介して、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２・・・，Ｍｎのゲート端子に出力される。ゲート駆動部１０は、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２・・・，Ｍｎを個別にＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）駆動する。例えば、第１の駆動信号Ｓ１がハイレベルのとき、第１のスイッチング素子Ｍ１はターンオンし、発光負荷は消灯する。第１の駆動信号Ｓ１がローレベルのとき、第１のスイッチング素子Ｍ１はターンオフし、発光負荷は点灯する。ゲート駆動部１０は、制御信号ＳＣ１，ＳＣ２・・・，ＳＣｎに応じて各スイッチング素子のオン状態の時間及びオフ状態の時間を制御することで、発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎの輝度を個別に調整する。
　信号処理部１１は、発光制御部３と信号出力部１２－１，１２－２・・・，１２－ｎと異常検出部１３－１，１３－２・・・，１３－ｎとに接続される。信号処理部１１は、制御信号ＳＣ１，ＳＣ２・・・，ＳＣｎを駆動信号Ｓ１，Ｓ２・・・，Ｓｎに変換して信号出力部１２－１，１２－２・・・１２－ｎに出力する。また、信号処理部１１は、異常検出部１３－１，１３－２・・・，１３－ｎから出力される異常信号を発光制御部３に出力する。
　駆動信号出力部１２－１，１２－２・・・，１２－ｎは、信号処理部１１とスイッチング素子Ｍ１，Ｍ２・・・，Ｍｎとに接続される。駆動信号出力部１２－１，１２－２・・・，１２－ｎは、駆動信号Ｓ１，Ｓ２・・・，Ｓｎがハイレベルのとき、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２・・・，Ｍｎをオン状態に制御する。駆動信号出力部１２－１，１２－２・・・，１２－ｎは、駆動信号Ｓ１，Ｓ２・・・，Ｓｎがローレベルのとき、スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２・・・，Ｍｎをオフ状態に制御する。
　図２は、本発明の第１の実施例に係る異常検出部の構成を示す回路図である。ここでは、第１の発光素子Ｄ１に接続される第１の異常検出部１３－１について説明し、同様の構成である第２の異常検出部及び第ｎの異常検出部についての説明を省略する。第１の異常検出部１３－１は、入力端子Ｔ１ａ，Ｔ１ｂを介して第１の発光素子Ｄ１の両端に接続され、電源端子Ｔｖｃｃを介して第２の電源Ｖｄｃ２に接続され、第２の電源Ｖｄｃ２から印加される第２の電位差Ｖ２により駆動される。第２の電位差Ｖｄｃ２は、第１の電位差Ｖ１よりも小さく設定される。第１の異常検出部１３－１は、第１の変換部Ｒ１と第２の変換部Ｒ２と第１のカレントミラー回路Ｑ１，Ｑ２と第２のカレントミラー回路Ｑ３～Ｑ５と起動抵抗Ｒ３とを備える。
　第１の変換部Ｒ１は、第１の発光素子Ｄ１の両端電圧を電流信号に変換して出力する。第１の変換部Ｒ１の一端は入力端子Ｔ１ｂを介して第１の発光素子Ｄ１のカソードに接続され、他端は第２のトランジスタＱ２のエミッタに接続される。第２の変換部Ｒ２は、第１の変換部Ｒ１から出力される電流信号を電圧信号に変換して出力する。第２の変換部Ｒ２の一端は接地され、他端は第３のトランジスタＱ３のコレクタに接続される。第１の変換部Ｒ１と第２の変換部Ｒ２とは、周知のポリシリコン抵抗、拡散抵抗など互いに等しい温度特性を有する抵抗素子であることが好ましい。
　第１のトランジスタＱ１と第２のトランジスタＱ２とは、それぞれＮＰＮトランジスタであり、第１の変換部Ｒ１に接続される第１のカレントミラー回路を構成する。第１のトランジスタＱ１のエミッタは、入力端子Ｔ１ａを介して第１の発光素子Ｄ１のアノードに接続され、コレクタは第５のトランジスタＱ５のコレクタに接続される。第１のトランジスタＱ１のベースは、第２のトランジスタＱ２のベースに接続されるとともに、自身のコレクタに接続される。第２のトランジスタＱ２のコレクタは、第４のトランジスタＱ４のコレクタに接続される。
　第３のトランジスタＱ３と第４のトランジスタＱ４と第５のトランジスタＱ５とは、それぞれＰＮＰトランジスタであり、第２の変換部Ｒ２に接続される第２のカレントミラー回路を構成する。第３のトランジスタＱ３のエミッタは、第４及び第５のトランジスタＱ４，Ｑ５のエミッタとともに、電源端子Ｔｖｃｃを介して第２の電源Ｖｄｃ２に接続される。第３のトランジスタＱ３のベースは、第４及び第５のトランジスタＱ４，Ｑ５のベースに接続される。第４のトランジスタＱ４のコレクタは、自身のベースに接続される。第５のトランジスタＱ５のコレクタとエミッタとは、起動抵抗Ｒ３の両端に接続される。また、第３のトランジスタＱ３のコレクタと第２の変換部Ｒ２との接続点は、出力端子Ｔｏ１を介して断線検出コンパレータＣｏｍｐ＿ｏｐｅｎの非反転入力端子に接続される。
　第１及び第２のトランジスタＱ１，Ｑ２のベース・エミッタ間電圧が同じＶＦとすると、第２のトランジスタＱ２のエミッタ電圧は、入力端子Ｔ１ａの端子電圧と等しくなる。そのため、第１の変換部Ｒ１の両端電圧ＶＲ１は、入力端子Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ間の電位差すなわち第１の発光素子Ｄ１の両端電圧をＶＤ１と等しくなる。第１の変換部Ｒ１に流れる第１の電流Ｉ１の大きさは、電圧ＶＤ１に応じて変化する。すなわち、第１の変換部Ｒ１は、第１の発光素子Ｄ１の両端電圧ＶＤ１を電流信号Ｉ１に変換して出力する。第２のカレントミラー回路は、第１の電流Ｉ１を第２の電流Ｉ２として折り返し第２の変換部Ｒ２に供給する。第２の変換部Ｒ２の両端電圧ＶＲ２は、第２の電流Ｉ２の大きさに応じて変化する。すなわち、第２の変換部Ｒ２は、電流信号Ｉ２を電圧信号ＶＲ２に変換して出力する。　
　上記の構成により、第１の異常検出部１３－１に第２の電位差Ｖ２が印加されると、起動抵抗Ｒ３の抵抗値に応じた基準電流Ｉ３が第１及び第２のカレントミラー回路に流れる。第１の電流Ｉ１は、基準電流Ｉ３に応じた電流であり、第１の発光素子Ｄ１の両端電圧ＶＤ１に応じて変化する。また、電圧信号ＶＲ２は、第１の電流Ｉ１の変化すなわち第１の発光素子Ｄ１の両端電圧ＶＤ１の変化に応じて変化する。断線検出コンパレータＣｏｍｐ＿ｏｐｅｎは、反転入力端子に接続される第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１と電圧信号ＶＲ２とを比較し、断線検出信号Ｖｃｏｍｐ＿ｏｐｅｎを出力する。このようにして、駆動装置１は、第１の異常検出部１３－１が電圧ＶＤ１を検出し接地電位を基準とする電圧信号ＶＲ２に変換することで、第１の発光素子Ｄ１の断線を検出することができる。
　したがって、本実施例に係る駆動装置１は、第２の電源Ｖｄｃ２から第１の電位差Ｖ１よりも小さい第２の電位差Ｖ２を印加される異常検出部を備えるので、電力損失が低減され、実装面積を抑え低コストに構成される。また、第１及び第２の変換部Ｒ１，Ｒ２が互いに等しい温度特性を有する抵抗素子であれば、異常検出部１３における温度特性やばらつきが相殺されるので、発光負荷２の断線検出電圧の精度を高めることができる。
　図３は、本発明の第２の実施例に係る異常検出部の構成を示す回路図である。第２の実施例における第１の実施例との相違点は、出力端子Ｔｏ１に接続される短絡検出コンパレータＣｏｍｐ＿ｓｈｏｒｔを備えた点である。短絡検出コンパレータＣｏｍｐ＿ｓｈｏｒｔは、反転入力端子に接続される第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２と電圧信号ＶＲ２とを比較し、短絡検出信号Ｖｃｏｍｐ＿ｓｈｏｒｔを出力する。このようにして、駆動装置１は、第１の異常検出部１３－１が電圧ＶＤ１を検出し電圧信号ＶＲ２に変換することで、第１の発光素子Ｄ１の短絡を検出することができる。
　ところで、図１の発光装置において、駆動装置１及び第１の電源Ｖｄｃ１と発光負荷２との間の接続が不安定になる場合がある。その場合、発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎの断線状態を検出し、それを発光制御部３に知らせる機能を設けることが、駆動装置１に要求される。図４，５は、このような要求を満たす、本発明の第３，４の実施例に係る発光負荷の駆動装置の構成を示す回路図である。ここでは、ゲート駆動部１０において、第ｎの発光素子Ｄｎに対応して設けられる構成について説明し、同様の構成についての説明を省略する。
　第３の実施例に係る発光負荷の駆動装置を構成する信号処理部１１ａは、異常検出信号の論理レベルをスイッチング駆動の複数周期にわたって保持する保持部１４ａを備える。保持部１４ａは、発光制御部３と異常検出部１３－ｎとに接続される。保持部１４ａは、ＮＯＴ回路とＡＮＤ回路とフリップフロップ１５とを備える。ＮＯＴ回路の入力端子は、異常検出部１３－ｎを構成する断線検出コンパレータＣｏｍｐ＿ｏｐｅｎの出力端子とフリップフロップ１５のＳＥＴ端子とに接続される。ＡＮＤ回路の一方の入力端子はＮＯＴ回路の出力端子に、ＡＮＤ回路の他方の入力端子は発光制御部３に接続される。ＡＮＤ回路の出力端子はフリップフロップ１５のＲＥＳＥＴ端子に接続される。フリップフロップ１５のＯＵＴ端子は発光制御部３に接続される。
　異常検出部１３－ｎは、発光素子の両端電圧に基づき、スイッチング素子のスイッチング駆動に同期した異常検出信号を出力する。保持部１４ａは、第ｎの発光素子が断線状態である期間、断線検出信号Ｖｃｏｍｐ＿ｏｐｅｎに基づき、診断信号ＳＤｎをＨレベルに保持する。保持部１４ａは、発光素子が断線状態から復帰したとき、制御信号ＳＣｎの立ち上がりと同時に診断信号ＳＤｎをＬレベルに反転させる。上記の構成により、駆動装置１は、発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎの断線状態を検出し、それを発光制御部３に知らせることができる。
　第４の実施例に係る発光負荷の駆動装置を構成する信号処理部１１ｂは、異常検出信号の論理レベルをスイッチング駆動の複数周期にわたって保持する保持部１４ｂを備える点で信号処理部１１ａと異なる。保持部１４ｂは、フリップフロップ１５とカウンタ１６とを備える。フリップフロップ１５のＳＥＴ端子は、異常検出部１３－ｎを構成する断線検出コンパレータＣｏｍｐ＿ｏｐｅｎの出力端子に接続される。フリップフロップ１５のＲＥＳＥＴ端子は、カウンタ１６の出力端子に接続される。カウンタ１６のＣＬＫ端子は、異常検出部１３－ｎを構成する短絡検出コンパレータＣｏｍｐ＿ｓｈｏｒｔの出力端子に接続される。カウンタ１６のＲＥＳ端子は、断線検出コンパレータＣｏｍｐ＿ｏｐｅｎの出力端子に接続される。
　保持部１４ａは、第ｎの発光素子が断線状態である期間、断線検出信号Ｖｃｏｍｐ＿ｏｐｅｎに基づき、診断信号ＳＤｎをＨレベルに保持するとともに、カウンタ１６をリセットする。カウンタ１６は、発光素子が断線状態から復帰すると、短絡検出信号Ｖｃｏｍｐ＿ｓｈｏｒｔに基づき、カウントを開始する。カウンタ１６は、内部のビットが所定のビット数に達すると、フリップフロップ１５をリセットさせる。上記の構成により、駆動装置１は、発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎの断線状態を検出し、それを発光制御部３に知らせることができる。また、時間差の少ない信号を用いて診断信号ＳＤｎを保持するので、診断信号ＳＤｎの信頼性が向上する。
　上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
　例えば、図６（ａ）のように、駆動装置１において、スイッチング素子Ｍは第１の電源Ｖｄｃ１と発光負荷２との間に接続されても良い。この場合、スイッチング素子Ｍは、オン状態のとき第１の電位差Ｖ１を発光負荷２に印加させることで、発光負荷２を調光する。また、図６（ｂ）のように、ゲート駆動部１０はリアクトルＬとコンデンサＣとダイオードＤとを含んでも良く、駆動装置１はスイッチング素子Ｍとゲート駆動部１０とからなるスイッチングレギュレータであっても良い。この場合、ゲート駆動部１０は、スイッチング素子ＭをＰＷＭ駆動することで、コンデンサＣの両端に発生する第１の電位差Ｖ１を所望の大きさに制御し、発光負荷２に印加することで、発光負荷２を調光する。
　また、駆動装置１は、個別装置からなる複数のスイッチング素子Ｍ１，Ｍ２・・・，Ｍｎと、半導体集積回路からなるゲート駆動部１０と、から構成されても良い。また、第１及び第２のカレントミラー回路は、バイポーラトランジスタの代わりにＭＯＳＦＥＴで構成されても良い。また、駆動装置１は、発光制御部３及び第１の電源Ｖｄｃ１のうち少なくとも一方を含んでも良い。また、複数の発光素子Ｄ１，Ｄ２・・・，Ｄｎは、それぞれが複数のＬＥＤで構成されても良い。また、駆動信号出力部１２－１，１２－２・・・，１２－ｎは、信号処理部１１を経由せず発光制御部３に接続されても良い。
　１　　　　駆動装置
　２　　　　発光負荷
　３　　　　発光制御部
　１０　　　ゲート駆動部
　１２　　　駆動信号出力部
　１３　　　異常検出部
　Ｄ１　　　第１の発光素子
　Ｄ２　　　第２の発光素子
　Ｄｎ　　　第ｎの発光素子
　Ｍ１　　　第１のスイッチング素子
　Ｍ２　　　第２のスイッチング素子
　Ｍｎ　　　第ｎのスイッチング素子
　Ｖ１　　　第１の電位差
　Ｖ２　　　第２の電位差
　Ｖｄｃ１　第１の電源
　Ｖｄｃ２　第２の電源
　Ｒ１　　　第１の変換部
　Ｒ２　　　第２の変換部
　Ｑ１　　　第１のトランジスタ
　Ｑ２　　　第２のトランジスタ
　Ｑ３　　　第３のトランジスタ
　Ｑ４　　　第４のトランジスタ
　Ｑ５　　　第５のトランジスタ

Claims (11)

  1. 　第１の発光素子と第２の発光素子とが直列接続されてなるとともにその両端に第１の電位差が印加される発光負荷を駆動する、発光負荷の駆動装置であって、
    　前記発光負荷を調光するスイッチング素子と、
    　前記スイッチング素子をスイッチング駆動する駆動信号出力部と、
    　前記第１の発光素子に接続され、且つ前記第１の電位差よりも小さい第２の電位差により駆動される異常検出部と、を備えることを特徴とする発光負荷の駆動装置。
  2. 　前記異常検出部は、前記第１の発光素子の両端電圧を電流信号に変換して出力する第１の変換部と、
    　前記電流信号を電圧信号に変換して出力する第２の変換部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載される発光負荷の駆動装置。
  3. 　前記第１の変換部と前記第２の変換部とは、単一の半導体集積回路に形成される互いに同じ種類の抵抗素子からなることを特徴とする請求項２に記載される発光負荷の駆動装置。
  4. 　前記異常検出部は、前記第１の変換部と前記第２の変換部とに接続されるカレントミラー回路を備えることを特徴とする請求項３に記載される発光負荷の駆動装置。
  5. 　前記異常検出部は、前記第１の発光素子の両端電圧に基づき前記スイッチング駆動に同期した異常検出信号を出力することを特徴とする請求項１に記載される発光負荷の駆動装置。
  6. 　前記異常検出信号の論理レベルを前記スイッチング駆動の複数周期にわたって保持する保持部を備えることを特徴とする請求項５に記載される発光負荷の駆動装置。
  7. 　前記異常検出部は、前記前記電圧信号と第１の基準電圧信号とを比較し、前記第１の発光素子の断線を検出する断線検出部を備えることを特徴とする請求項６に記載される発光負荷の駆動装置。
  8. 　前記異常検出部は、前記前記電圧信号と第２の基準電圧信号とを比較し、前記第１の発光素子の短絡を検出する短絡検出部を備えることを特徴とする請求項７に記載される発光負荷の駆動装置。
  9. 　前記保持部は、前記断線検出部と前記短絡検出部とに接続されることを特徴とする請求項８に記載される発光負荷の駆動装置。
  10. 　前記スイッチング素子は、前記第１の電位差に基づき前記第１の発光素子に流れる電流をバイパスするように構成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載される発光負荷の駆動装置。
  11. 　前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とが直列接続されてなる発光負荷と、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載される発光負荷の駆動装置と、を備えることを特徴とする発光装置。
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