WO2017033629A1 - 発光素子駆動装置 - Google Patents

発光素子駆動装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017033629A1
WO2017033629A1 PCT/JP2016/071275 JP2016071275W WO2017033629A1 WO 2017033629 A1 WO2017033629 A1 WO 2017033629A1 JP 2016071275 W JP2016071275 W JP 2016071275W WO 2017033629 A1 WO2017033629 A1 WO 2017033629A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
output
ground fault
emitting element
led
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/071275
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中山 昌昭
智也 齋藤
Original Assignee
ローム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ローム株式会社 filed Critical ローム株式会社
Priority to US15/755,430 priority Critical patent/US10333024B2/en
Priority to EP16838976.5A priority patent/EP3328163B1/en
Priority to CN201680049686.0A priority patent/CN107926101B/zh
Publication of WO2017033629A1 publication Critical patent/WO2017033629A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H05B45/32Pulse-control circuits
    • H05B45/325Pulse-width modulation [PWM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/0408Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights built into the vehicle body, e.g. details concerning the mounting of the headlamps on the vehicle body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/003Fault detection by injection of an auxiliary voltage
    • 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]
    • H05B45/50Circuit 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
    • H05B45/345Current stabilisation; Maintaining constant current
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting element driving device.
  • LEDs light emitting diodes
  • a conventional light emitting element driving device there is a device that drives a LED by driving a constant current through the LED by driving a transistor such as a PNP transistor connected in series with the LED.
  • a light emitting element driving device has an output ground fault protection function that prevents thermal destruction of the transistor when the anode of the LED (connection portion with the transistor) is shorted to the ground (occurrence of output ground fault). There is something to have.
  • the output ground fault protection unit detects that the output voltage, which is the anode voltage of the LED, has become a low voltage due to the occurrence of the output ground fault, and the controller is based on the detection signal.
  • the transistor is turned off to prevent thermal breakdown of the transistor.
  • Patent Document 1 can be cited as an example of the related art related to the above.
  • the output voltage (the anode voltage of the LED) is 0 V.
  • the output ground fault protection unit erroneously detects it, and based on this erroneous detection, for example, there is a problem that a problem occurs such that the controller outputs a flag signal indicating abnormality to the outside.
  • an object of the present invention is to provide a light emitting element driving device capable of solving the problem at the time of startup due to having an output ground fault protection function.
  • a light emission driving device includes a transistor control unit that drives and controls a transistor connected to a light emitting element, and an output ground fault detection signal corresponding to a voltage level of a connection point between the light emitting element and the transistor.
  • An output ground fault detection unit for outputting, a stop control unit for stopping driving of the transistor when the output ground fault detection signal indicates an output ground fault, and a mask signal for masking the output ground fault detection signal at the time of startup
  • a mask signal generation unit that generates (first configuration).
  • the first configuration further includes an abnormal state output unit that outputs an abnormal flag signal indicating an abnormal state when the output ground fault detection signal indicates an output ground fault,
  • the abnormal state output unit may output the abnormal flag signal indicating a normal state during a period in which the output ground fault detection signal is masked by the mask signal (second configuration).
  • the second configuration further includes a reference voltage generation unit that generates a reference voltage from the power supply voltage, When the reference voltage rises at startup and reaches a predetermined UVLO release voltage, the operation of the output ground fault detection unit is started,
  • the mask signal generation unit may generate the mask signal that rises to a masking level in response to a rise of the reference voltage at the time of activation (third configuration).
  • a drive signal output unit that outputs a pulsed drive signal to the transistor control unit in accordance with an input PWM signal and controls on / off of the drive of the transistor control unit, and the transistor Further comprising a capacitor connected to a connection point with the light emitting element
  • the stop control unit includes the drive signal output unit and the transistor control unit, When the output ground fault detection signal indicates an output ground fault, the drive signal output unit outputs the drive signal to turn off the drive regardless of the PWM signal, to the transistor control unit,
  • the drive signal output unit outputs the drive signal for turning on the drive in at least a part of a period in which the output ground fault detection signal starting from the generation start timing of the PWM signal is masked by the mask signal. It is good also as outputting to (4th structure).
  • the drive signal output unit turns on the drive in all periods in which the output ground fault detection signal starting from the generation start timing of the PWM signal is masked by the mask signal.
  • a drive signal may be output to the transistor control unit (fifth configuration).
  • the mask signal generation unit may generate the mask signal that maintains a masking level for a predetermined period using the generation start of the PWM signal as a trigger. (Sixth configuration).
  • the PWM signal may be generated and input outside the light emitting element driving device (seventh configuration).
  • An LED light-emitting device includes an LED as a light-emitting element, and a light-emitting element driving device having any one of the first to seventh configurations for supplying an output voltage to the LED ( Eighth configuration).
  • the LED light emitting device of the eighth configuration may be provided as an LED headlight module, an LED turn lamp module, or an LED rear lamp module (9th configuration).
  • a vehicle according to another aspect of the present invention has the LED light emitting device having the eighth or ninth configuration.
  • FIG. 4 is a timing chart showing waveforms of a voltage applied to an external terminal CRT, a PWM signal, and a drive signal. It is an external view (front surface) of the vehicle by which the LED driver IC which concerns on one Embodiment of this invention is mounted. 1 is an external view (rear view) of a vehicle on which an LED driver IC according to an embodiment of the present invention is mounted. It is an external view of a LED headlight module. It is an external view of a LED turn lamp module. It is an external view of a LED rear lamp module.
  • FIG. 1 shows a configuration of a light emitting device including an LED driver IC (an example of a light emitting element driving device) according to an embodiment of the present invention.
  • the configuration of the LED driver IC 100 according to the present embodiment shown in FIG. 1 shows only the main part, and is the same as the configuration of the LED driver IC 110 according to the comparative example (details will be described later).
  • the LED driver IC 100 shown in FIG. 1 is a semiconductor integrated circuit device in which a transistor control unit 5, a control logic unit 6, an output ground fault protection unit 7, and an abnormal state output unit 8 are integrated. Further, the LED driver IC 100 has a plurality of external terminals (only the external terminals FB, BASE, SCP, and PBUS are representatively shown in FIG. 1) for establishing an electrical connection with the outside.
  • 1 including the LED driver IC 100 includes an LED 1, a PNP transistor 2, a resistor 3, and a capacitor 4 outside the LED driver IC 100.
  • the LED 1 is configured by connecting a plurality of LED elements in series, and emits light when a current flows.
  • LED1 is not restricted to such a structure, A several LED element may be connected in series and parallel, and may be comprised only from a single LED element.
  • the power supply voltage Vin is applied to one end of the current detection resistor 3 and the other end is connected to the emitter of the PNP transistor 2.
  • the anode of the LED 1 is connected to the collector of the PNP transistor 2.
  • the cathode of the LED 1 is connected to a ground potential application terminal.
  • the transistor control unit 5 includes an error amplifier 51.
  • the inverting terminal of the error amplifier 51 is connected to the connection point between the resistor 3 and the PNP transistor 2 via the external terminal FB.
  • a predetermined reference voltage Vref ⁇ b> 1 is applied to the non-inverting terminal of the error amplifier 51.
  • the output terminal of the error amplifier 51 is connected to the base of the PNP transistor 2 via the external terminal BASE.
  • a feedback voltage obtained by converting current / voltage from the current flowing through the resistor R3 is applied to the external terminal FB.
  • the transistor control unit 5 drives the PNP transistor 2 with the output signal of the error amplifier 51 to which the feedback voltage and the reference voltage Vref1 are input, thereby controlling the LED current I LED flowing through the LED 1 constant. That is, constant current control of the LED current is performed.
  • a PWM (pulse width modulation) signal PWM_OH is input to the control logic unit 6.
  • the control logic unit 6 generates a pulse-like drive signal DRVON_OH corresponding to the input PWM signal and outputs it to the transistor control unit 5.
  • the drive of the transistor controller 5 is turned on / off according to the input drive signal DRVON_OH, and the LED current I LED is turned on / off accordingly. Therefore, the LED 1 can be dimmed by adjusting the on-duty ratio of the PWM signal PWM_OH.
  • the output ground fault protection unit 7 includes a comparator 71.
  • the inverting terminal of the comparator 71 is connected to the connection point between the PNP transistor 2 and the LED 1 via the external terminal SCP.
  • one end of the capacitor 4 is connected to the external terminal SCP, and the other end of the capacitor 4 is connected to a ground potential application end.
  • the capacitor 4 is provided for the purpose of ESD (Electro Static Discharge) destruction protection of the LED 1 and EMC (Electro-Magnetic Compatibility) test countermeasures.
  • a predetermined reference voltage Vref2 is applied to the non-inverting terminal of the comparator 71.
  • An output ground fault detection signal SCP_OH that is an output signal of the comparator 71 is output to the control logic unit 6.
  • the output voltage Vo that is the anode voltage of the LED 1
  • the output voltage Vo becomes higher than the reference voltage Vref2
  • the output ground fault detection signal SCP_OH is at a low level.
  • the anode of the LED 1 the collector of the PNP transistor 2
  • the output voltage Vo becomes a low voltage and becomes smaller than the reference voltage Vref2, so that the output ground fault detection signal SCP_OH is at a high level.
  • the output ground fault is equivalent to a state in which the anode and the cathode of the LED 1 are connected in FIG.
  • control logic unit 6 When the control logic unit 6 detects that the output ground fault detection signal SCP_OH is switched to the high level, the control logic unit 6 maintains the drive signal DRVON_OH at the low level regardless of the PWM signal PWM_OH. Thereby, the drive of the transistor control unit 5 is turned off, the PNP transistor 2 is turned off, and the PNP transistor 2 can be prevented from being thermally destroyed.
  • the abnormal state output unit 8 indicates an abnormality indicating an abnormal state based on a command from the control logic unit 6.
  • the flag signal Pbus is output to the outside via the external terminal PBUS. Thereby, an abnormality can be notified to the outside.
  • the abnormal state output unit 8 outputs an abnormality flag signal Pbus indicating normality to the outside.
  • FIG. 4 shows a more detailed configuration of the LED driver IC 110 according to a comparative example with the embodiment of the present invention.
  • the LED driver IC 110 includes a reference voltage generation unit 10.
  • the power supply voltage Vin is applied to the reference voltage generation unit 10 through the external terminal VIN together with one end of the resistor 3 described above.
  • the reference voltage generation unit 10 generates a reference voltage Vreg (for example, 5 V) from the input power supply voltage Vin.
  • This reference voltage Vreg is used as a power supply voltage for the internal circuit of the LED driver IC 110.
  • the PWM signal generation unit 9 that generates the PWM signal PWM_OH includes a capacitor 91 and a resistor 92 that are external components, and an internal configuration of the LED driver IC 110.
  • the LED driver IC 110 includes a constant current source 93, a switch 94, a voltage comparison unit 95, an inverter 96, a MOS transistor 97, and an inverter 98 as the internal configuration.
  • Each end of the capacitor 91 and the resistor 92 is commonly connected to the external terminal CRT.
  • the other end of the capacitor 91 is connected to a ground potential application end.
  • a constant current source 93 and a switch 94 are connected in series between the application end of the reference voltage Vreg and a connection point between the external terminal CRT and the voltage comparison unit 95.
  • the voltage comparison unit 95 compares the voltage Vcrt applied to the external terminal CRT with a predetermined voltage threshold value, and outputs a comparison detection signal CP_OUT composed of a high level and a low level as a comparison result.
  • the comparison detection signal CP_OUT is input to the inverter 98 and the inverter 96.
  • the switch 94 is switched on / off according to the level of the comparison detection signal CP_OUT.
  • the output signal of the inverter 98 becomes the PWM signal PWM_OH.
  • the output signal of the inverter 96 is applied to the gate of the MOS transistor 97 which is an N channel MOSFET.
  • the drain of the MOS transistor 97 is connected to the other end of the resistor 92 via the external terminal DISC, and the source is connected to the application terminal for the ground potential.
  • the operation of the PWM signal generation unit 9 having such a configuration will be described with reference to the timing chart shown in FIG.
  • the switch 94 is on and the capacitor 91 is charged by the constant current Ic1 generated by the constant current source 93.
  • the voltage Vcrt (upper stage in FIG. 6) generated at the external terminal CRT increases according to the charge, and the voltage comparison unit 95 outputs the high-level comparison detection signal CP_OUT until the voltage Vcrt reaches the threshold voltage Vcrt_dist.
  • the switch 94 is turned on, the MOS transistor 97 is turned off by the output of the inverter 96, and the inverter 98 outputs the PWM signal PWM_OH at the low level (middle stage in FIG. 6).
  • the voltage comparison unit 95 sets the comparison detection signal CP_OUT to the low level. As a result, the switch 94 is turned off, and the MOS transistor 97 is turned on by the output of the inverter 96. Therefore, the charging of the capacitor 91 is stopped, and the capacitor 91 starts discharging via the resistor 92 by the MOS transistor 97.
  • the voltage Vcrt decreases as the capacitor 91 is discharged, and the voltage comparison unit 95 keeps the comparison detection signal CP_OUT at the low level until the voltage Vcrt reaches the voltage threshold value Vcrt_cha ( ⁇ Vcrt_dist). Therefore, the PWM signal PWM_OH that is the output of the inverter 98 is at a high level.
  • the voltage comparison unit 95 sets the comparison detection signal CP_OUT to a high level. As a result, the switch 94 is turned on, the MOS transistor 97 is turned off, discharging of the capacitor 91 is stopped and charging is started.
  • the PWM signal PWM_OH is generated by such an operation.
  • the cycle and on-duty ratio of the PWM signal PWM_OH can be set by a capacitor 91 and a resistor 92 which are external components.
  • the control logic unit 6 outputs the drive signal DRVON_OH having a high level when the input PWM signal PWM_OH is at a high level, and is at the low level when the PWM signal PWM_OH is at a low level.
  • Drive signal DRVON_OH When the drive signal DRVON_OH is at a high level, the switch 52 provided between the external terminal FB and the inverting terminal of the error amplifier 51 in the transistor control unit 5 is turned on. As a result, the driving of the transistor control unit 5 is turned on, the PNP transistor 2 is driven, and a current I LED that is a constant current flows through the LED 1 .
  • the switch 52 is turned off. Thereby, the drive of the transistor control unit 5 is turned off, the PNP transistor 2 is turned off, and the current I LED does not flow. Therefore, the brightness due to the light emission of the LED 1 can be adjusted according to the on-duty ratio of the PWM signal PWM_OH.
  • the output ground fault protection unit 7 includes a comparator 72 in addition to the comparator 71.
  • the external terminal SCP is connected to the inverting terminal of the comparator 72, and a predetermined reference voltage Vref3 is applied to the non-inverting terminal. For example, if the reference voltage Vref2 for the comparator 71 is 1.2V, the reference voltage Vref3 is set to 1.3V, for example.
  • a constant current source 11 and a switch 12 are connected in series between the application terminal of the power supply voltage Vin and the external terminal SCP. The switch 12 is switched on and off according to the output of the comparator 72.
  • the power supply voltage Vin rises at timing t0 when the power is turned on. Then, the reference voltage Vreg generated by the reference voltage generator 10 rises at timing t1 delayed from timing t0. In response to the rise of the reference voltage Vreg, the abnormality flag signal Pbus output from the abnormal state output unit 8 also rises.
  • the reference voltage generation unit 10 has a UVLO function (Under Voltage Lock Out; a function of preventing undervoltage malfunction), and the internal circuit of the LED driver IC 110 is on standby until the reference voltage Vreg reaches a predetermined UVLO release voltage. State. When the reference voltage Vreg reaches the UVLO release voltage (for example, 4V), the reference voltage generation unit 10 operates the internal circuit.
  • UVLO Under Voltage Lock Out
  • the UVLO release voltage for example, 4V
  • the control logic unit 6 instructs the abnormal state output unit 8 to set the abnormal flag signal Pbus to a high level indicating a normal state.
  • the control logic unit 6 starts outputting the pulse-shaped drive signal DRVON_OH corresponding to the PWM signal PWM_OH. Thereby, light emission of LED1 is started.
  • the output voltage Vo has a waveform that repeats between a forward voltage higher than the reference voltage Vref2 and a voltage higher than the forward voltage.
  • the output ground fault detection signal SCP_OH is at a high level.
  • an abnormality flag signal Pbus indicating an abnormality is output in spite of the absence.
  • the control logic unit 6 sets the drive signal DRVON_OH to Low regardless of the PWM signal PWM_OH, so that the output voltage Vo is charged by charging the capacitor 4 with a small constant current Ic2 (for example, 1 mA).
  • Ic2 for example, 1 mA
  • the rising speed is small, and the time until the output voltage Vo reaches the reference voltage Vref2 (the period from t3 to t4) becomes long.
  • the activation time (period from t0 to t4) until the LED 1 starts to emit light becomes long.
  • the LED driver IC 100 is configured as shown in FIG.
  • the LED driver IC 100 shown in FIG. 2 has a configuration further including a first mask signal generation unit 21 and a second mask signal generation unit 22 in the configuration of the LED driver IC 110 according to the comparative example (FIG. 4).
  • the operation of the output ground fault protection unit 7 is started. Since the output voltage Vo is 0 V, the output ground fault detection signal SCP_OH as the output of the comparator 71 is at a high level.
  • the control logic unit 6 commands the abnormal state output unit 8, and the abnormal flag signal Pbus continues to rise. Then, the first mask signal SCPM1_OH reaches a predetermined high level. Although the output ground fault detection signal SCP_OH is at a high level, the first mask signal SCPM1_OH is at a high level (indicating a masking state), so the control logic unit 6 instructs the abnormal state output unit 8 to output an abnormal flag signal. Pbus is set to a high level indicating a normal state.
  • the first mask signal generation unit 21 uses this as a trigger to set the first mask signal SCPM1_OH to a high level for a predetermined period T1 (for example, 80 ⁇ s) from timing t13. Let me. When the predetermined period T1 elapses, the first mask signal SCPM1_OH is set to the low level.
  • T1 for example, 80 ⁇ s
  • the second mask signal generation unit 22 switches the second mask signal SCPM2_OH from the Low level to the High level, and maintains the High level for the predetermined period T1.
  • the second mask signal SCPM2_OH is set to the low level.
  • the output ground fault detection signal SCP_OH is at a high level
  • the second mask signal SCPM2_OH is at a high level (indicating a masking state), so that the control logic unit 6 sets the drive signal DRVON_OH to a high level regardless of the PWM signal PWM_OH. To maintain.
  • the driving of the transistor control unit 5 is kept on, and the capacitor 4 is charged by the current flowing through the PNP transistor 2 that is turned on.
  • the output voltage Vo rises and reaches the reference voltage Vref2 at timing t14.
  • the control logic unit 6 starts outputting the pulse-shaped drive signal DRVON_OH corresponding to the PWM signal PWM_OH (hatching in FIG. 3). Thereby, light emission of LED1 is started.
  • the output voltage Vo has a waveform that repeats between a forward voltage higher than the reference voltage Vref2 and a voltage higher than the forward voltage.
  • the abnormal state output unit 8 Since the output ground fault detection signal SCP_OH is at the low level after timing t14, the abnormal state output unit 8 outputs a high level abnormal flag signal Pbus indicating a normal state in response to a command from the control logic unit 6.
  • the LED driver IC 100 even when the output ground fault detection signal SCP_OH becomes the high level and the output ground fault is erroneously detected in the start-up operation, the first is set to the high level.
  • the output ground fault detection signal SCPM1_OH can be masked by the mask signal SCPM1_OH, and the place where the abnormal flag signal Pbus is originally set to the abnormal state can be output as indicating the normal state.
  • the output ground fault detection signal SCP_OH is masked by the second mask signal SCPM2_OH set to High level. Regardless, the place where the drive signal DRVON_OH is set to the Low level is maintained at the High level. As a result, the capacitor 4 is charged by the current flowing through the PNP transistor 2, so that the rate of increase of the output voltage Vo can be increased, and the time until the output voltage Vo reaches the reference voltage Vref2 (period from timing t13 to t14) ) Can be shortened. As a result, it is possible to shorten the activation time (period from timing t10 to t14) until the LED 1 starts to emit light.
  • the first and second mask signal generation units are made common and triggered by the reference voltage Vreg reaching the UVLO release voltage as a trigger, the High level for a predetermined period from the timing (timing t12 in FIG. 3).
  • a mask signal that maintains the above may be generated.
  • the PWM signal may be generated outside the LED driver IC 100, and the control logic unit 6 may receive the PWM signal from the outside.
  • the timing at which the generation of the PWM signal is unknown is unknown. It is.
  • the mask signal is switched from the high level to the low level while the output ground fault detection signal SCP_OH is at the high level, and then the generation of the PWM signal is started.
  • the output ground fault detection signal SCP_OH at the high level is not masked, and the abnormality flag signal Pbus is output as a low level indicating abnormality. Further, since the output ground fault detection signal SCP_OH at the High level at the timing when the generation of the PWM signal is not masked, the drive signal DRVON_OH is maintained at the Low level regardless of the PWM signal, and the switch 12 is turned on to make a minute amount. Charging of the capacitor 4 with the constant current Ic2 is started. Therefore, the rising speed of the output voltage Vo is reduced, and the startup time until the LED 1 is lit is increased.
  • the generation start timing of the PWM signal is reached. Regardless of this, the above-mentioned event can be avoided.
  • the drive signal DRVON_OH may repeat the high level and the low level during a period of masking the output ground fault detection signal SCP_OH that is at the high level (timing t13 to t14 in FIG. 3). However, it is desirable to maintain the drive signal DRVON_OH at the high level during the period as in the above-described embodiment, because the rising speed of the output voltage Vo becomes higher.
  • the PNP transistor 2 may be replaced with a P-channel MOSFET, or the P-channel MOSFET may be integrated inside the LED driver IC.
  • the LED driver IC 100 includes a headlight (including a high beam / low beam / small lamp / fog lamp, etc.) X1, a light source X2 for day / night driving (DRL), a tail lamp ( (Including a small lamp, a back lamp, etc.) X3, a stop lamp X4, a turn lamp X5 and the like can be suitably used as driving means.
  • the LED driver IC 100 is provided as an LED lamp module (LED headlight module Y1, FIG. 10, LED turn lamp module Y2, FIG. 11, LED rear lamp module Y3, etc.) together with the LED to be driven. It may be a thing, and may be provided as a single IC independently of the LED.
  • the LED driver IC 100 can be suitably used in applications that require a high-intensity LED light source other than in-vehicle exterior lighting (head-up display (HUD [head-up display] etc.)).
  • the present invention can be used, for example, in a vehicle LED driver IC.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

発光素子に接続されたトランジスタを駆動制御するトランジスタ制御部と、前記発光素子と前記トランジスタとの接続点の電圧レベルに応じた出力地絡検出信号を出力する出力地絡検知部と、前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に前記トランジスタの駆動を停止させる停止制御部と、起動の際に前記出力地絡検出信号をマスキングするマスク信号を生成するマスク信号生成部と、を備える発光素子駆動装置としている。

Description

発光素子駆動装置
 本発明は、発光素子駆動装置に関する。
 従来、LED(発光ダイオード)などの発光素子を駆動する発光素子駆動装置が様々に開発されている。
 従来の発光素子駆動装置の一例として、LEDと直列に接続されたPNPトランジスタなどのトランジスタを駆動することでLEDに定電流を流し、LEDを駆動する装置が存在している。そして、このような発光素子駆動装置には、LEDのアノード(トランジスタとの接続部分)がグランドにショートされた場合(出力地絡の発生)にトランジスタの熱破壊を防止する出力地絡保護機能を有するものが存在する。
 このような出力地絡保護機能としては、LEDのアノード電圧である出力電圧が上記出力地絡の発生により低電圧となったことを出力地絡保護部により検知し、その検知信号に基づきコントローラがトランジスタをオフとしてトランジスタの熱破壊を防止する。
 なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献1を挙げることができる。
特開2009-255679号公報
 しかしながら、上記従来の発光素子駆動装置では、電源を投入して発光素子駆動装置とLEDを含めた発光装置を起動させる際に、上記出力電圧(LEDのアノード電圧)は0Vであるので、出力地絡が発生したと出力地絡保護部により誤検知され、この誤検知に基づき例えばコントローラが異常を示すフラグ信号を外部に出力するなどの不具合が生じる問題があった。
 上記状況に鑑み、本発明は、出力地絡保護機能を有することによる起動の際の不具合を解消することができる発光素子駆動装置を提供することを目的とする。
 本発明の一態様に係る発光駆動装置は、発光素子に接続されたトランジスタを駆動制御するトランジスタ制御部と、前記発光素子と前記トランジスタとの接続点の電圧レベルに応じた出力地絡検出信号を出力する出力地絡検知部と、前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に前記トランジスタの駆動を停止させる停止制御部と、起動の際に前記出力地絡検出信号をマスキングするマスク信号を生成するマスク信号生成部と、を備える構成としている(第1の構成)。
 また、上記第1の構成において、前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に異常状態を示す異常フラグ信号を出力する異常状態出力部を更に備え、
 前記異常状態出力部は、前記出力地絡検出信号が前記マスク信号によってマスキングされる期間は正常状態を示す前記異常フラグ信号を出力することとしてもよい(第2の構成)。
 また、上記第2の構成において、電源電圧から基準電圧を生成する基準電圧生成部を更に備え、
 起動の際に前記基準電圧が立ち上がって所定のUVLO解除電圧に達すると前記出力地絡検知部の動作が開始され、
 前記マスク信号生成部は、起動の際に前記基準電圧の立ち上がりに応じてマスキング用のレベルまで立ち上がる前記マスク信号を生成することとしてもよい(第3の構成)。
 また、上記第1の構成において、入力されるPWM信号に応じてパルス状の駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力して前記トランジスタ制御部の駆動をオンオフ制御する駆動信号出力部と、前記トランジスタと前記発光素子との接続点に接続されるコンデンサを更に備え、
 前記停止制御部は、前記駆動信号出力部と前記トランジスタ制御部を含み、
 前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に前記駆動信号出力部は、前記PWM信号に関わらず駆動をオフさせる前記駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力し、
 前記駆動信号出力部は、前記PWM信号の生成開始タイミングから始まる前記出力地絡検出信号が前記マスク信号によってマスキングされる期間における少なくとも一部の期間で駆動をオンさせる前記駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力することとしてもよい(第4の構成)。
 また、上記第4の構成において、前記駆動信号出力部は、前記PWM信号の生成開始タイミングから始まる前記出力地絡検出信号が前記マスク信号によってマスキングされる期間における全部の期間で駆動をオンさせる前記駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力することとしてもよい(第5の構成)。
 また、上記第4又は第5の構成において、前記マスク信号生成部は、前記PWM信号の生成開始をトリガとして所定期間の間、マスキング用のレベルを維持する前記マスク信号を生成することとしてもよい(第6の構成)。
 また、上記第6の構成において、前記PWM信号は、当該発光素子駆動装置の外部で生成されて入力されることとしてもよい(第7の構成)。
 また、本発明の別態様に係るLED発光装置は、発光素子としてのLEDと、前記LEDに出力電圧を供給する上記第1~第7のいずれかの構成の発光素子駆動装置と、を有する(第8の構成)。
 また、上記第8の構成のLED発光装置は、LEDヘッドライトモジュール、LEDターンランプモジュール、又は、LEDリアランプモジュールとして提供されてもよい(第9の構成)。
 また、本発明の別態様に係る車両は、上記第8又は第9の構成のLED発光装置を有する。
 本発明によると、出力地絡保護機能を有することによる起動の際の不具合を解消することができる。
本発明の一実施形態及び比較例に係るLEDドライバICを含めた発光装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るLEDドライバICを含めた発光装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るLEDドライバICを含めた発光装置の起動動作を示すタイミングチャートである。 比較例に係るLEDドライバICを含めた発光装置の構成を示す図である。 比較例に係るLEDドライバICを含めた発光装置の起動動作を示すタイミングチャートである。 外部端子CRTに印加される電圧、PWM信号、及び駆動信号の各波形を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係るLEDドライバICが搭載される車両の外観図(前面)である。 本発明の一実施形態に係るLEDドライバICが搭載される車両の外観図(背面)である。 LEDヘッドライトモジュールの外観図である。 LEDターンランプモジュールの外観図である。 LEDリアランプモジュールの外観図である。
 以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明の実施形態についての理解のため、以下では比較例との比較に基づいて説明する。
 本発明の一実施形態に係るLEDドライバIC(発光素子駆動装置の一例)を含めた発光装置の構成を図1に示す。なお、図1に示す本実施形態に係るLEDドライバIC100の構成は主要部のみを示しており、比較例に係るLEDドライバIC110(詳細は後述)の構成と共通である。
 図1に示すLEDドライバIC100は、トランジスタ制御部5と、制御ロジック部6と、出力地絡保護部7と、異常状態出力部8と、を集積化した半導体集積回路装置である。また、LEDドライバIC100は、外部との電気的な接続を確立するための複数の外部端子(図1では外部端子FB、BASE、SCP、PBUSのみを代表的に明示)を有している。
 また、LEDドライバIC100を含めた図1に示す発光装置は、LEDドライバIC100の外部において、LED1と、PNPトランジスタ2と、抵抗3と、コンデンサ4と、を備えている。
 LED1は、複数のLED素子が直列接続されて構成され、電流が流されることにより発光する。なお、LED1は、このような構成に限らず、複数のLED素子が直並列に接続されて構成されてもよいし、単一のLED素子のみから構成されてもよい。
 電流検出用の抵抗3の一端には電源電圧Vinが印加され、他端にはPNPトランジスタ2のエミッタに接続される。PNPトランジスタ2のコレクタには、LED1のアノードが接続される。LED1のカソードはグランド電位の印加端に接続される。
 トランジスタ制御部5は、エラーアンプ51を備えている。エラーアンプ51の反転端子には、外部端子FBを介して抵抗3とPNPトランジスタ2の接続点に接続される。エラーアンプ51の非反転端子には、所定の基準電圧Vref1が印加される。また、エラーアンプ51の出力端は、外部端子BASEを介してPNPトランジスタ2のベースに接続される。
 外部端子FBには、抵抗R3に流れる電流から電流・電圧変換されたフィードバック電圧が印加される。そして、トランジスタ制御部5は、フィードバック電圧と基準電圧Vref1が入力されるエラーアンプ51の出力信号によりPNPトランジスタ2を駆動することにより、LED1に流れるLED電流ILEDを一定に制御する。即ち、LED電流の定電流制御が行われる。
 また、制御ロジック部6には、PWM(pulse width modulation)信号PWM_OHが入力される。制御ロジック部6は、入力されるPWM信号に応じたパルス状の駆動信号DRVON_OHを生成してトランジスタ制御部5に出力する。入力された駆動信号DRVON_OHに応じてトランジスタ制御部5の駆動がオンオフされ、これに従いLED電流ILEDがオンオフされる。従って、PWM信号PWM_OHのオンデューティ比が調整されることにより、LED1の調光を行える。
 また、出力地絡保護部7は、コンパレータ71を備えている。コンパレータ71の反転端子は、外部端子SCPを介してPNPトランジスタ2とLED1との接続点に接続される。なお、外部端子SCPには、コンデンサ4の一端が接続され、コンデンサ4の他端にはグランド電位の印加端が接続される。コンデンサ4は、LED1のESD(Electro Static Discharge;静電気放電)破壊保護やEMC(Electro-Magnetic Compatibility;電磁両立性)試験対策を目的として設けられる。
 また、コンパレータ71の非反転端子には所定の基準電圧Vref2が印加される。コンパレータ71の出力信号である出力地絡検出信号SCP_OHは制御ロジック部6に出力される。
 LED1のアノード電圧である出力電圧Voが正常である場合は、出力電圧Voが基準電圧Vref2よりも高くなり、出力地絡検出信号SCP_OHはLowレベルとなる。しかしながら、LED1のアノード(PNPトランジスタ2のコレクタ)がグランドとショートして出力地絡が発生した場合は、出力電圧Voが低電圧となって基準電圧Vref2よりも小さくなるので、出力地絡検出信号SCP_OHはHighレベルとなる。なお、出力地絡とは、図1で言えば、LED1のアノードとカソードが結線された状態と等価である。
 制御ロジック部6は、出力地絡検出信号SCP_OHがHighレベルに切替わったことを検知すると、PWM信号PWM_OHに関わらず駆動信号DRVON_OHをLowレベルに維持する。これにより、トランジスタ制御部5の駆動はオフとされ、PNPトランジスタ2がオフとされ、PNPトランジスタ2の熱破壊を防止することができる。
 また、制御ロジック部6が出力地絡検出信号SCP_OHがHighレベルに切替わったことを検知すると、異常状態出力部8は、制御ロジック部6からの指令に基づき、異常状態であることを示す異常フラグ信号Pbusを外部端子PBUSを介して外部へ出力する。これにより、外部へ異常を知らせることができる。なお、正常状態では異常状態出力部8は、正常を示す異常フラグ信号Pbusを外部に出力する。
 次に、本発明の実施形態との比較例に係るLEDドライバIC110のより詳細な構成を図4に示す。図4に示すように、LEDドライバIC110は、基準電圧生成部10を備えている。電源電圧Vinは、先述した抵抗3の一端と共に、外部端子VINを介して基準電圧生成部10に印加される。基準電圧生成部10は、入力された電源電圧Vinから基準電圧Vreg(例えば5V)を生成する。この基準電圧Vregは、LEDドライバIC110の内部回路の電源電圧として用いられる。
 また、図4に示すように、PWM信号PWM_OHを生成するPWM信号生成部9は、外付け部品であるコンデンサ91及び抵抗92と、LEDドライバIC110の内部構成とから構成される。LEDドライバIC110は、上記内部構成として、定電流源93、スイッチ94、電圧比較部95、インバータ96、MOSトランジスタ97、及びインバータ98を備えている。
 コンデンサ91及び抵抗92の各一端は外部端子CRTに共通接続される。コンデンサ91の他端は、グランド電位の印加端に接続される。基準電圧Vregの印加端と、外部端子CRTと電圧比較部95との接続点との間には、定電流源93とスイッチ94が直列に接続される。
 電圧比較部95は、外部端子CRTに印加される電圧Vcrtと所定の電圧閾値を比較して、その比較結果としてHighレベルとLowレベルからなる比較検出信号CP_OUTを出力する。比較検出信号CP_OUTは、インバータ98及びインバータ96に入力される。また、スイッチ94は、比較検出信号CP_OUTのレベルに応じてオンオフを切替えられる。
 インバータ98の出力信号がPWM信号PWM_OHとなる。また、インバータ96の出力信号はNチャネルMOSFETであるMOSトランジスタ97のゲートに印加される。MOSトランジスタ97のドレインは、外部端子DISCを介して抵抗92の他端に接続され、ソースはグランド電位の印加端に接続される。
 このような構成のPWM信号生成部9の動作について、図6に示すタイミングチャートも参照して説明する。スイッチ94がオンであり定電流源93により生成される定電流Ic1によりコンデンサ91が充電される。充電に従って外部端子CRTに生成される電圧Vcrt(図6の上段)が上昇し、電圧Vcrtが閾値電圧Vcrt_distに達するまでは電圧比較部95はHighレベルの比較検出信号CP_OUTを出力する。これにより、スイッチ94はオンとされ、インバータ96の出力によりMOSトランジスタ97はオフとされ、インバータ98はLowレベルのPWM信号PWM_OH(図6の中段)を出力する。
 そして、電圧Vcrtが電圧閾値Vcrt_distに達すると、電圧比較部95は比較検出信号CP_OUTをLowレベルとする。これにより、スイッチ94はオフとなり、インバータ96の出力によりMOSトランジスタ97はオンとなる。従って、コンデンサ91の充電は停止され、MOSトランジスタ97により抵抗92を介してコンデンサ91は放電を開始する。
 コンデンサ91の放電に従って電圧Vcrtは低下し、電圧Vcrtが電圧閾値Vcrt_cha(<Vcrt_dist)に達するまでは電圧比較部95は比較検出信号CP_OUTをLowレベルとする。よって、インバータ98の出力であるPWM信号PWM_OHはHighレベルとなる。
 そして、電圧Vcrtが電圧閾値Vcrt_chaに達すると、電圧比較部95は比較検出信号CP_OUTをHighレベルとする。これにより、スイッチ94はオンとなり、MOSトランジスタ97はオフとなり、コンデンサ91の放電は停止されると共に充電が開始される。
 このような動作によってPWM信号PWM_OHは生成される。PWM信号PWM_OHの周期とオンデューティ比は、外付け部品であるコンデンサ91と抵抗92によって設定することができる。
 そして、制御ロジック部6は、図6の下段に示すように、入力されるPWM信号PWM_OHがHighレベルの期間はHighレベルの駆動信号DRVON_OHを出力し、PWM信号PWM_OHがLowレベルの期間はLowレベルの駆動信号DRVON_OHを出力する。駆動信号DRVON_OHがHighレベルであると、トランジスタ制御部5において外部端子FBとエラーアンプ51の反転端子の間に設けられたスイッチ52はオンとなる。これにより、トランジスタ制御部5の駆動がオンとなってPNPトランジスタ2が駆動され、LED1に定電流である電流ILEDが流れる。
 一方、駆動信号DRVON_OHがLowレベルであるとスイッチ52はオフとなる。これにより、トランジスタ制御部5の駆動はオフとなってPNPトランジスタ2がオフとなり、電流ILEDは流れない。従って、PWM信号PWM_OHのオンデューティ比に応じてLED1の発光による明るさを調整できる。
 また、出力地絡保護部7は、コンパレータ71に加えてコンパレータ72を備えている。コンパレータ72の反転端子には外部端子SCPが接続され、非反転端子には所定の基準電圧Vref3が印加される。例えばコンパレータ71用の基準電圧Vref2が1.2Vとすると、基準電圧Vref3は例えば1.3Vに設定される。また、電源電圧Vinの印加端と外部端子SCPとの間には、定電流源11とスイッチ12が直列に接続される。スイッチ12は、コンパレータ72の出力に応じてオンオフが切替えられる。
 このような構成によれば、出力電圧Voが低下して基準電圧Vref3よりも低くなると、コンパレータ72の出力がHighレベルとなってスイッチ12がオンとなり、定電流源11によって生成される定電流Ic2によってコンデンサ4が充電される。これにより、出力電圧Voは上昇し、出力電圧Voが基準電圧Vref3以上となると、スイッチ12はオフとなり、コンデンサ4の充電は停止される。これにより、出力電圧Voが低下することによって基準電圧Vref2よりも低くなり、出力地絡検出信号SCP_OHがHighレベルとなって出力地絡保護機能が誤動作することを防止できる。
 次に、比較例に係るLEDドライバIC110を含めた発光装置の起動時の動作について、図5に示すタイミングチャートも参照して説明する。
 図5に示すように、電源投入により電源電圧Vinがタイミングt0において立ち上がる。そして、タイミングt0から遅れたタイミングt1において基準電圧生成部10によって生成される基準電圧Vregが立ち上がる。基準電圧Vregの立ち上がりに応じて異常状態出力部8の出力する異常フラグ信号Pbusも立ち上がる。
 ここで、基準電圧生成部10は、UVLO機能(Under Voltage Lock Out;低電圧誤動作防止機能)を備えており、所定のUVLO解除電圧に基準電圧Vregが達するまではLEDドライバIC110の内部回路をスタンバイ状態とする。そして、基準電圧VregがUVLO解除電圧(例えば4V)に達すると、基準電圧生成部10は上記内部回路を動作させる。
 図5では、タイミングt2において基準電圧VregがUVLO解除電圧Vuvloに達すると、UVLO_OLがHighレベルとなる。すると、出力地絡保護部7が動作し、この時点で出力電圧Voは0Vであるので、コンパレータ71の出力としての出力地絡検出信号SCP_OHはHighレベルとなる。すると、制御ロジック部6は、出力地絡検出信号SCP_OHに基づいて、異常状態出力部8に指令して異常フラグ信号Pbusを異常状態を示すLowレベルとさせる。
 その後、タイミングt3においてPWM信号生成部9によるPWM信号PWM_OHの生成が開始される(図5のハッチングはHighレベルとLowレベルが繰り返される波形を示す)。しかしながら、制御ロジック部6は、出力地絡検出信号SCP_OHがHighレベルであるので、入力されるPWM信号PWM_OHに関わらず、駆動信号DRVON_OHをLowレベルに維持させる。従って、スイッチ52はオフとなり、PNPトランジスタ2はオフとなる。
 一方、タイミングt3においてコンパレータ72の出力が開始され、スイッチ12がオンとなることにより、定電流源11による定電流Ic2によってコンデンサ4の充電が開始される。この充電に従って出力電圧Voは徐々に上昇する。そして、出力電圧Voが基準電圧Vref2に達したタイミングt4において、出力地絡検出信号SCP_OHはLowレベルとなる。これにより、制御ロジック部6は異常状態出力部8に指令して異常フラグ信号Pbusを正常状態を示すHighレベルとさせる。
 また、出力地絡検出信号SCP_OHがLowレベルとなったので、制御ロジック部6は、PWM信号PWM_OHに応じたパルス状の駆動信号DRVON_OHの出力を開始する。これにより、LED1の発光が開始される。このとき、出力電圧Voは、基準電圧Vref2よりも高い順方向電圧と、順方向電圧よりも高い電圧との間を繰り返す波形となる。
 以上のような比較例に係るLEDドライバIC110の起動動作によれば、出力電圧Voが0Vから起動するために出力地絡の誤検知(出力地絡検出信号SCP_OHがHighレベル)によって、異常状態ではないにも関わらず異常を示す異常フラグ信号Pbusが出力されてしまうという問題がある。
 また、出力地絡の誤検知によって、PWM信号PWM_OHに関わらず制御ロジック部6は、駆動信号DRVON_OHをLowとするので、微小な定電流Ic2(例えば1mA)によるコンデンサ4の充電によって出力電圧Voの上昇速度は小さく、出力電圧Voが基準電圧Vref2に達するまでの時間(t3からt4の期間)が長くなる。結果的に、LED1が発光開始するまでの起動時間(t0からt4の期間)が長くなってしまうという問題もある。
 そこで、本発明の実施形態に係るLEDドライバIC100は、図2のような構成としている。図2に示すLEDドライバIC100は、比較例に係るLEDドライバIC110の構成(図4)において、第1マスク信号生成部21と第2マスク信号生成部22を更に備えた構成としている。
 このような構成のLEDドライバIC100を含めた発光装置の起動時の動作について、図3に示すタイミングチャートも参照して説明する。
 タイミングt10において電源電圧Vinが立ち上がり、遅れてタイミングt11において基準電圧Vregが立ち上がると、基準電圧Vregに応じて、第1マスク信号生成部21により生成される第1マスク信号SCPM1_OH、及び異常フラグ信号Pbusが立ち上がる。
 そして、基準電圧VregがUVLO解除電圧Vuvloに達したタイミングt12において、出力地絡保護部7の動作が開始される。出力電圧Voは0Vであるので、コンパレータ71の出力としての出力地絡検出信号SCP_OHはHighレベルとなる。
 出力地絡検出信号SCP_OHはHighレベルであるが、第1マスク信号SCPM1_OHは立ち上がっているので、制御ロジック部6は異常状態出力部8に指令して、異常フラグ信号Pbusは継続して立ち上がる。そして、第1マスク信号SCPM1_OHは所定のHighレベルに達する。出力地絡検出信号SCP_OHはHighレベルであるが、第1マスク信号SCPM1_OHがHighレベル(マスキング状態を示す)であるので、制御ロジック部6は、異常状態出力部8に指令して、異常フラグ信号Pbusを正常状態を示すHighレベルとさせる。
 そして、タイミングt13においてPWM信号PWM_OHの生成が開始されると、これをトリガとして第1マスク信号生成部21は、タイミングt13から所定期間T1(例えば80μs)の間、第1マスク信号SCPM1_OHをHighレベルとさせる。所定期間T1が経過すれば、第1マスク信号SCPM1_OHはLowレベルとされる。
 また、PWM信号PWM_OHの生成開始をトリガとして、第2マスク信号生成部22は、第2マスク信号SCPM2_OHをLowレベルからHighレベルへ切替え、上記所定期間T1の間、Highレベルを維持させる。所定期間T1が経過すれば、第2マスク信号SCPM2_OHはLowレベルとされる。出力地絡検出信号SCP_OHがHighレベルであるが、第2マスク信号SCPM2_OHがHighレベル(マスキング状態を示す)であるので、PWM信号PWM_OHに関わらず、制御ロジック部6は、駆動信号DRVON_OHをHighレベルに維持させる。
 これにより、トランジスタ制御部5の駆動のオンが維持され、オンとなったPNPトランジスタ2を流れる電流によってコンデンサ4の充電が行われる。これにより、出力電圧Voは上昇し、タイミングt14において基準電圧Vref2に達する。すると、出力地絡検出信号SCP_OHはLowレベルとなるので、制御ロジック部6は、PWM信号PWM_OHに応じたパルス状の駆動信号DRVON_OHの出力を開始する(図3のハッチング)。これにより、LED1の発光が開始される。このとき、出力電圧Voは、基準電圧Vref2よりも高い順方向電圧と、順方向電圧よりも高い電圧との間を繰り返す波形となる。
 また、タイミングt14以降、出力地絡検出信号SCP_OHがLowレベルであるので、制御ロジック部6による指令によって異常状態出力部8は正常状態を示すHighレベルの異常フラグ信号Pbusを出力する。
 このような本発明の実施形態に係るLEDドライバIC100によれば、起動動作において、出力地絡検出信号SCP_OHがHighレベルとなって出力地絡が誤検知されても、Highレベルとされた第1マスク信号SCPM1_OHによって出力地絡検出信号SCPM1_OHをマスキングし、本来、異常フラグ信号Pbusを異常状態とするところを正常状態を示すものとして出力することができる。
 また、出力地絡検出信号SCP_OHがHighレベルとなって出力地絡が誤検知されても、Highレベルとされた第2マスク信号SCPM2_OHによって出力地絡検出信号SCP_OHがマスキングされ、本来、PWM信号PWM_OHに関わらず駆動信号DRVON_OHをLowレベルとするところをHighレベルに維持する。これにより、PNPトランジスタ2を流れる電流によってコンデンサ4を充電するので、出力電圧Voの上昇速度を高くすることができ、出力電圧Voが基準電圧Vref2に達するまでの時間(タイミングt13からt14までの期間)を短くすることができる。結果、LED1が発光開始するまでの起動時間(タイミングt10からt14までの期間)を短縮することが可能となる。
<変形実施例について>
 上記実施形態において、例えば、第1及び第2マスク信号生成部を共通化し、基準電圧VregがUVLO解除電圧に達したことをトリガとして、そのタイミング(図3ではタイミングt12)から所定期間だけHighレベルを維持させたマスク信号を生成してもよい。
 但し、特に上記実施形態ではLEDドライバIC100の外部においてPWM信号を生成し、制御ロジック部6が外部からPWM信号を受信する構成としてもよいが、この場合、PWM信号が生成開始されるタイミングが不明である。すると、上記変形例では、出力地絡検出信号SCP_OHがHighレベルになっている途中でマスク信号がHighレベルからLowレベルへ切替わり、その後にPWM信号が生成開始される可能性がある。
 この場合、Highレベルとなっている出力地絡検出信号SCP_OHがマスキングされない状態となり、異常フラグ信号Pbusが異常を示すLowレベルとして出力されてしまう。また、PWM信号が生成開始されたタイミングでHighレベルである出力地絡検出信号SCP_OHはマスキングされていないので、PWM信号に関わらず駆動信号DRVON_OHがLowレベルに維持され、スイッチ12のオンによって微小な定電流Ic2によるコンデンサ4の充電が開始される。従って、出力電圧Voの上昇速度が低くなり、LED1が点灯するまでの起動時間が長くなる。
 従って、先述した上記実施形態の第1マスク信号SCPM1_OH、及び第2マスク信号SCPM2_OHのようにPWM信号PWM_OHの生成開始をトリガとして所定期間だけHighレベルを維持させれば、PWM信号の生成開始タイミングに依らずに上記のような事象を回避することができる。
 また、Highレベルとなっている出力地絡検出信号SCP_OHをマスキングする期間(図3ではタイミングt13からt14)では、駆動信号DRVON_OHはHighレベルとLowレベルを繰り返す形態としてもよい。但し、先述した上記実施形態のように上記期間では駆動信号DRVON_OHはHighレベルを維持させたほうが出力電圧Voの上昇速度が高くなるので望ましい。
 また、PNPトランジスタ2については、PチャネルMOSFETに置換してもよいし、PチャネルMOSFETはLEDドライバIC内部に集積化させてもよい。
<車両、LEDランプモジュール>
 LEDドライバIC100は、例えば、図7及び図8で示すように、車両Xのヘッドライト(ハイビーム/ロービーム/スモールランプ/フォグランプなどを適宜含む)X1、白昼夜走行(DRL)用光源X2、テールランプ(スモールランプやバックランプ等を適宜含む)X3、ストップランプX4、及び、ターンランプX5などの駆動手段として好適に用いることができる。なお、LEDドライバIC100は、駆動対象となるLEDと共にLEDランプモジュール(図9のLEDヘッドライトモジュールY1、図10のLEDターンランプモジュールY2、及び、図11のLEDリアランプモジュールY3など)として提供されるものであってもよいし、LEDとは独立にIC単体として提供されるものであってもよい。
 また、LEDドライバIC100は、車載エクステリア照明以外にも、高輝度のLED光源を必要とするアプリケーション(ヘッドアップディスプレイ(HUD[head-up display]など)において好適に用いることができる。
<その他>
 なお、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
 本発明は、例えば車両用LEDドライバICに利用することができる。
   100、110 LEDドライバIC
   1 LED
   2 PNPトランジスタ
   3 抵抗
   4 コンデンサ
   5 トランジスタ制御部
   51 エラーアンプ
   52 スイッチ
   6 制御ロジック部
   7 出力地絡保護部
   71 コンパレータ
   72 コンパレータ
   8 異常状態出力部
   9 PWM信号生成部 
   91 コンデンサ
   92 抵抗
   93 定電流源
   94 スイッチ
   95 電圧比較部
   96 インバータ
   97 MOSトランジスタ
   98 インバータ
   10 基準電圧生成部
   11 定電流源
   12 スイッチ
   21 第1マスク信号生成部
   22 第2マスク信号生成部

Claims (10)

  1.  発光素子に接続されたトランジスタを駆動制御するトランジスタ制御部と、
     前記発光素子と前記トランジスタとの接続点の電圧レベルに応じた出力地絡検出信号を出力する出力地絡検知部と、
     前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に前記トランジスタの駆動を停止させる停止制御部と、
     起動の際に前記出力地絡検出信号をマスキングするマスク信号を生成するマスク信号生成部と、を備えることを特徴とする発光素子駆動装置。
  2.  前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に異常状態を示す異常フラグ信号を出力する異常状態出力部を更に備え、
     前記異常状態出力部は、前記出力地絡検出信号が前記マスク信号によってマスキングされる期間は正常状態を示す前記異常フラグ信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の発光素子駆動装置。
  3.  電源電圧から基準電圧を生成する基準電圧生成部を更に備え、
     起動の際に前記基準電圧が立ち上がって所定のUVLO解除電圧に達すると前記出力地絡検知部の動作が開始され、
     前記マスク信号生成部は、起動の際に前記基準電圧の立ち上がりに応じてマスキング用のレベルまで立ち上がる前記マスク信号を生成することを特徴とする請求項2に記載の発光素子駆動装置。
  4.  入力されるPWM信号に応じてパルス状の駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力して前記トランジスタ制御部の駆動をオンオフ制御する駆動信号出力部と、前記トランジスタと前記発光素子との接続点に接続されるコンデンサを更に備え、
     前記停止制御部は、前記駆動信号出力部と前記トランジスタ制御部を含み、
     前記出力地絡検出信号が出力地絡を示す場合に前記駆動信号出力部は、前記PWM信号に関わらず駆動をオフさせる前記駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力し、
     前記駆動信号出力部は、前記PWM信号の生成開始タイミングから始まる前記出力地絡検出信号が前記マスク信号によってマスキングされる期間における少なくとも一部の期間で駆動をオンさせる前記駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力することを特徴とする請求項1に記載の発光素子駆動装置。
  5.  前記駆動信号出力部は、前記PWM信号の生成開始タイミングから始まる前記出力地絡検出信号が前記マスク信号によってマスキングされる期間における全部の期間で駆動をオンさせる前記駆動信号を前記トランジスタ制御部に出力することを特徴とする請求項4に記載の発光素子駆動装置。
  6.  前記マスク信号生成部は、前記PWM信号の生成開始をトリガとして所定期間の間、マスキング用のレベルを維持する前記マスク信号を生成することを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の発光素子駆動装置。
  7.  前記PWM信号は、当該発光素子駆動装置の外部で生成されて入力されることを特徴とする請求項6に記載の発光素子駆動装置。
  8.  発光素子としてのLEDと、
     前記LEDに出力電圧を供給する請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の発光素子駆動装置と、を有することを特徴とするLED発光装置。
  9.  LEDヘッドライトモジュール、LEDターンランプモジュール、又は、LEDリアランプモジュールとして提供されることを特徴とする請求項8に記載のLED発光装置。
  10.  請求項8又は請求項9に記載のLED発光装置を有することを特徴とする車両。
PCT/JP2016/071275 2015-08-27 2016-07-20 発光素子駆動装置 WO2017033629A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/755,430 US10333024B2 (en) 2015-08-27 2016-07-20 Ground fault detection for light-emitting element drive device
EP16838976.5A EP3328163B1 (en) 2015-08-27 2016-07-20 Light-emitting element drive device
CN201680049686.0A CN107926101B (zh) 2015-08-27 2016-07-20 发光元件驱动设备

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-168092 2015-08-27
JP2015168092A JP6487809B2 (ja) 2015-08-27 2015-08-27 発光素子駆動装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017033629A1 true WO2017033629A1 (ja) 2017-03-02

Family

ID=58099959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/071275 WO2017033629A1 (ja) 2015-08-27 2016-07-20 発光素子駆動装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10333024B2 (ja)
EP (1) EP3328163B1 (ja)
JP (1) JP6487809B2 (ja)
CN (1) CN107926101B (ja)
WO (1) WO2017033629A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112018006777B4 (de) 2018-01-05 2022-06-15 Rohm Co., Ltd. Vielfach-abgabe-last-treibereinrichtung

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7421958B2 (ja) * 2020-03-02 2024-01-25 ローム株式会社 駆動装置
CN111885769A (zh) * 2020-06-29 2020-11-03 武汉海微科技有限公司 基于led光环显示的车载智能交互系统
WO2022202670A1 (ja) * 2021-03-26 2022-09-29 ローム株式会社 発光素子駆動装置、発光装置、および車両

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014207336A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 株式会社デンソー Led駆動装置
JP2015027226A (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 サンケン電気株式会社 低電流保護回路

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7218086B1 (en) * 2006-05-01 2007-05-15 Micrel, Inc. Switching regulator with programmable output levels using a single input pin
JP5443749B2 (ja) * 2007-12-26 2014-03-19 ローム株式会社 昇圧型スイッチングレギュレータおよびその制御回路
JP5079580B2 (ja) 2008-04-15 2012-11-21 株式会社小糸製作所 点灯制御装置
ATE556890T1 (de) * 2010-01-14 2012-05-15 Smr Patents Sarl Ausfallerkennung elektrischer verbraucher in kraftfahrzeugen
JP5829067B2 (ja) 2011-07-11 2015-12-09 ローム株式会社 Led駆動装置、照明装置、液晶表示装置
JP6151591B2 (ja) 2013-02-22 2017-06-21 株式会社小糸製作所 車両用灯具
KR20160096248A (ko) * 2015-02-04 2016-08-16 삼성전자주식회사 Led 구동 장치 및 led 조명 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014207336A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 株式会社デンソー Led駆動装置
JP2015027226A (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 サンケン電気株式会社 低電流保護回路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3328163A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112018006777B4 (de) 2018-01-05 2022-06-15 Rohm Co., Ltd. Vielfach-abgabe-last-treibereinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
JP6487809B2 (ja) 2019-03-20
CN107926101A (zh) 2018-04-17
US20180254379A1 (en) 2018-09-06
EP3328163B1 (en) 2020-12-16
CN107926101B (zh) 2019-11-01
JP2017045649A (ja) 2017-03-02
EP3328163A1 (en) 2018-05-30
EP3328163A4 (en) 2019-02-13
US10333024B2 (en) 2019-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5901966B2 (ja) Ledショート検出回路、led駆動装置、led照明装置、車両
KR101910669B1 (ko) 발광 소자 구동용 스위칭 전원의 제어 회로 및 그들을 이용한 발광 장치 및 전자 기기
US9888544B2 (en) Driving circuits and methods for controlling light source
US7550934B1 (en) LED driver with fast open circuit protection, short circuit compensation, and rapid brightness control response
US8274237B2 (en) LED driver circuit with over-current protection during a short circuit condition
US8339046B2 (en) Lighting control device of lighting device for vehicle
TWI403080B (zh) 具電流偵測的電荷幫浦電路及其方法
JP2007258671A (ja) 発光ダイオードの駆動回路
JP6151591B2 (ja) 車両用灯具
WO2017033629A1 (ja) 発光素子駆動装置
US9148920B2 (en) Light emitting diode driving apparatus capable of detecting whether current leakage phenomenon occurs on LED load and light emitting diode driving method thereof
JP6591814B2 (ja) 点灯回路およびそれを用いた車両用灯具
US9980331B2 (en) Oscillation circuit
US9101033B2 (en) Short protection control circuits and related control methods
US20200253019A1 (en) Lighting Device
JP6491414B2 (ja) 車両用ランプ駆動装置及び車両用ランプ駆動方法
JP2006086063A (ja) 車両用灯具の点灯制御回路
JP5850612B2 (ja) 発光素子の駆動回路、ならびにそれらを用いた発光装置、電子機器
US20140035479A1 (en) Led driver circuit structure with over-current suppression
JP5054236B1 (ja) Led点灯装置
JP2012204301A (ja) 点灯制御回路、及び、表示装置
JP2006147360A (ja) Led点灯装置
JP2013157310A (ja) Led点灯装置
WO2024171593A1 (ja) 発光制御装置及び発光システム
JP2015147445A (ja) 車両用灯具およびその駆動装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16838976

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15755430

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE