WO2018193956A1 - Led駆動回路 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an LED driving circuit for driving a light emitting diode (hereinafter referred to as an LED).
- LEDs are increasingly used as light sources instead of fluorescent tubes and cold cathode tubes.
- the LED has an advantage that power consumption and heat generation can be reduced.
- dimming is performed to control the luminance of the LED to a predetermined level.
- the LED dimming method the LED is turned on and off using analog dimming that controls the amount of current flowing through the LED based on the analog dimming voltage and a pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) signal.
- PWM dimming is known.
- PWM dimming is the mainstream as a dimming method for LEDs.
- FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional LED drive circuit that performs PWM dimming.
- an LED driving IC 91 outputs a switching signal SS applied to the gate terminal of a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) 94.
- FET field effect transistor
- the coil 93, the FET 94, the diode 95, and the capacitor 96 boost the voltage Vin input from the input terminal 92 to a predetermined level.
- the LED drive IC 91 switches between turning on and off the LED 5 based on the PWM signal PS supplied from the outside. Thereby, PWM dimming is performed.
- a resistor 97 is externally attached to the LED drive IC 91 in order to adjust the amount of current flowing through the LED 5.
- Patent Document 1 describes a method of reducing an error in LED current generated during analog dimming using PWM adjustment.
- the above problems include, for example, LED dimming IC for PWM dimming that outputs a switching signal, a voltage conversion circuit that converts an input voltage into an applied voltage of the LED using the switching signal, and an amount of current flowing through the LED
- LED dimming IC for PWM dimming that outputs a switching signal
- a voltage conversion circuit that converts an input voltage into an applied voltage of the LED using the switching signal
- an amount of current flowing through the LED In order to solve this problem, an LED drive circuit including a variable resistance circuit that is externally attached to the LED drive IC and configured so that the resistance value changes stepwise according to the analog dimming voltage can be solved.
- FIG. 1 is a circuit diagram of an LED drive circuit according to the first embodiment.
- the LED drive circuit 10 shown in FIG. 1 includes an LED drive IC 11, an input terminal 12, a coil 13, an FET 14, a diode 15, a capacitor 16, and a variable resistance circuit 20.
- the FET 14 is an N channel type transistor.
- the LED drive circuit 10 drives a plurality of LEDs 5 connected in series.
- one end of the coil 13 is connected to the input terminal 12.
- the other end of the coil 13 is connected to the drain terminal of the FET 14 and the anode terminal of the diode 15.
- the cathode terminal of the diode 15 is connected to one electrode of the capacitor 16 and the anode terminal of the first-stage LED 5.
- the source terminal of the FET 14 and the other electrode of the capacitor 16 are grounded.
- the LED drive IC 11 is an IC for PWM dimming.
- the LED driving IC 11 has terminals T1 to T4.
- the terminal T1 is connected to the gate terminal of the FET 14.
- the LED driving IC 11 outputs a switching signal SS applied to the gate terminal of the FET 14 from the terminal T1.
- the terminal T2 is connected to the cathode terminal of the LED 5 at the final stage.
- the terminal T3 is connected to one end of the variable resistance circuit 20.
- the PWM signal PS is input from the terminal T4.
- the variable resistance circuit 20 is externally attached to the LED driving IC 11.
- the variable resistance circuit 20 includes resistors 21 and 22 and a switch circuit 23.
- the resistors 21 and 22 are connected in series. One end (the lower end in FIG. 1) of the resistor 21 is grounded. The other end of the resistor 21 is connected to one end of the resistor 22. The other end of the resistor 22 is connected to the terminal T3 of the LED drive IC 11.
- the switch circuit 23 is connected in parallel with the resistor 21. An analog dimming voltage Va used in analog dimming is applied to the control terminal of the switch circuit 23.
- the voltage Vin is input from the input terminal 12.
- the switching signal SS output from the terminal T1 of the LED driving IC 11 periodically changes between a high level and a low level.
- the FET 14 is turned on, a current flows from the input terminal 12 through the coil 13 and the FET 14, and energy is accumulated in the coil 13.
- the FET 14 is turned off, and a current flows from the input terminal 12 through the coil 13 and the diode 15.
- an electromotive force is generated in the coil 13, and the capacitor 16 is charged by the generated electromotive force.
- the voltage between the electrodes of the capacitor 16 becomes higher than the input voltage Vin.
- the boosted voltage is applied to both ends of the plurality of LEDs 5 connected in series.
- the coil 13, the FET 14, the diode 15, and the capacitor 16 function as a voltage conversion circuit that converts the input voltage Vin into an applied voltage of the LED 5 using the switching signal SS.
- the PWM signal PS input from the terminal T4 of the LED driving IC 11 periodically changes between a high level and a low level.
- the terminals T2 and T3 are electrically connected inside the LED driving IC 11. For this reason, a current flows through a current path from the input terminal 12 to the ground via the voltage conversion circuit, the LED 5, the LED driving IC 11, and the variable resistance circuit 20, and the LED 5 is lit.
- the terminals T2 and T3 are electrically disconnected inside the LED driving IC 11. For this reason, the current path is not formed, and the LED 5 is turned off. Therefore, by setting the duty ratio of the PWM signal PS to a suitable value, it is possible to control the ratio of the time during which the current flows in the LED 5 and to control the luminance of the LED 5 to a predetermined level (PWM dimming).
- FIG. 2 is a circuit diagram of the variable resistance circuit 20.
- the switch circuit 23 includes resistors 24 and 25 and an FET 26.
- the FET 26 is an N channel type transistor.
- the resistors 24 and 25 are connected in series. One end (the lower end in FIG. 2) of the resistor 24 is grounded. The other end of the resistor 24 is connected to one end of the resistor 25 and the gate terminal of the FET 26.
- An analog dimming voltage Va is applied to the other end of the resistor 25.
- the drain terminal of the FET 26 is connected to a connection point between the resistors 21 and 22 (the other end of the resistor 21 and one end of the resistor 22).
- the source terminal of the FET 26 is connected to one end of the resistor 21 and grounded.
- the resistance values of the resistors 21 and 22 are 10 k ⁇
- the resistance values of the resistors 24 and 25 are the same
- the threshold voltage of the FET 26 is 1.5V.
- a voltage Va / 2 that is 1 ⁇ 2 of the analog dimming voltage Va is applied to the gate terminal of the FET 26.
- the gate voltage of the FET 26 is 0V or more and less than 1.5V.
- the FET 26 is turned off, and both ends of the resistor 21 are electrically connected via the resistor 21, so that the resistance value between the terminal T3 and the ground is 20 k ⁇ .
- a current of 0.1 A flows through the LED 5 and the LED 5 emits light with a luminance of 100 cd / m 2 .
- the gate voltage of the FET 26 is 1.5V or higher.
- the resistance value between the terminal T3 and the ground is 10 k ⁇ . Therefore, a current of 0.2 A flows through the LED 5, and the LED 5 emits light with a luminance of 200 cd / m 2 .
- FIG. 3 is a luminance characteristic diagram of the LED 5 driven by the LED driving circuit 10. As shown in FIG. 3, the luminance of LED5 will become 100 cd / m 2 when the analog dimming voltage Va is less than or 0V 3V, analog dimming voltage Va is 200 cd / m 2 when more than 3V. Therefore, the LED driving circuit 10 can perform two-stage analog light control. Further, an existing IC for PWM dimming can be used as the LED driving IC 11.
- the LED dimming IC 11 for PWM dimming that outputs the switching signal SS has a resistance value that changes in two steps according to the analog dimming voltage Va.
- the variable resistance circuit 20 configured as shown in FIG. For this reason, the amount of current flowing through the LED 5 and the luminance of the LED 5 change in two steps according to the analog dimming voltage Va. Therefore, according to the LED drive circuit 10, the two-step analog dimming based on the analog dimming voltage Va can be performed at low cost by using the LED dimming IC 11 for PWM dimming.
- n is an integer of 3 or more
- i is an integer of 1 to (n ⁇ 1).
- FIG. 4 is a circuit of a variable resistance circuit of the LED drive circuit according to the present embodiment.
- the variable resistance circuit 30 shown in FIG. 4 has a configuration in which the variable resistance circuit 20 (FIG. 2) according to the first embodiment is connected in multiple stages.
- the variable resistance circuit 30 includes n resistors 31 connected in series, n resistors 32 connected in series, and (n ⁇ 1) FETs 33.
- the n resistors 31 are referred to as first, second, third,. The same applies to n resistors 32 and (n ⁇ 1) FETs 33.
- one end (the lower end in FIG. 4) of the first resistor 31 is grounded.
- the other end of the i-th resistor 31 is connected to one end of the (i + 1) -th resistor 31.
- the other end of the nth resistor 31 is connected to the terminal T3 of the LED driving IC 11.
- One end (the lower end in FIG. 4) of the first resistor 32 is grounded.
- the other end of the i-th resistor 32 is connected to one end of the (i + 1) -th resistor 32 and the gate terminal of the i-th FET 33.
- An analog dimming voltage Va is applied to the other end of the nth resistor 32.
- the i th FET 33 is connected in parallel with the i th resistor 31.
- the drain terminal of the i-th FET 33 is connected to the connection point between the i-th resistor 31 and the (i + 1) th resistor 31 (the other end of the i-th resistor 31 and one end of the (i + 1) -th resistor 31).
- the source terminal of the first FET 33 is connected to one end of the first resistor 31 and grounded.
- the source terminal of the i-th (except for the first) FET 33 is the connection point between the (i ⁇ 1) th resistor 31 and the i-th resistor 31 (the other end of the (i ⁇ 1) th resistor 31 and the i-th resistor 31). One end of the resistor 31).
- the n resistors 32 connected in series generate (n ⁇ 1) voltages based on the analog dimming voltage Va.
- the generated (n ⁇ 1) voltages are applied to the gate terminals of (n ⁇ 1) FETs 33, respectively.
- Each of the (n ⁇ 1) FETs 33 is turned on or off according to the voltage applied to the gate terminal.
- the i-th FET 33 is turned off, both ends of the i-th resistor 31 are electrically connected via the i-th resistor 31. For this reason, the resistance value between both ends of the i-th resistor 31 at this time is the same as the resistance value of the i-th resistor 31.
- the resistance values of n resistors 31 are all the same (R), the resistance values of n resistors 32 are all the same, and the threshold voltages of (n ⁇ 1) FETs 33 are all the same. think of.
- the resistance value between the terminal T3 and the ground changes in n stages of R, 2R,..., (N ⁇ 1) R, nR according to the analog dimming voltage Va.
- luminance of LED5 change in n steps according to the analog dimming voltage Va (refer FIG. 5).
- multistage analog dimming based on the analog dimming voltage Va can be performed at low cost using the LED dimming IC 11 for PWM dimming. it can. Further, by increasing the number of resistance values that the variable resistance circuit 30 can take, stepless dimming similar to analog dimming can be performed in a pseudo manner.
- the variable resistance circuit 20 (FIG. 2) of the LED drive circuit 10 according to the first embodiment includes two resistors 21 and 22 connected in series, two resistors 24 and 25 connected in series, and an FET 26. Is included.
- the variable resistance circuit 30 (FIG. 4) of the LED drive circuit according to the second embodiment includes n resistors 31 connected in series, n resistors 32 connected in series, and (n ⁇ 1) resistors. FET33 is included.
- variable resistance circuit of the LED drive circuit includes a plurality of first elements connected in series, a plurality of second elements connected in series, and one or more switching elements. Also good. One ends of the plurality of first elements connected in series are connected to the terminal T3 of the LED drive IC 11. The analog dimming voltage Va is applied to one end of the plurality of second terminals connected in series. The switching element is connected in parallel with any of the first elements. The control terminal of the switching element is connected to one of connection points of a plurality of second elements connected in series.
- the first element may be any of a resistor, a Zener diode, and a reset IC.
- the first element may be another element having resistance.
- the switching element may be any of an FET, a transistor, and an analog switch.
- the switching element may be another element that turns on and off in response to a signal applied to the control terminal.
- variable resistance circuit of the LED drive circuit may be a circuit other than the above configured such that the resistance value changes stepwise according to the analog dimming voltage Va.
- the variable resistance circuit includes a plurality of resistors connected in series or in parallel between the LED driving IC and the ground, and one or more voltages obtained by dividing the analog dimming voltage Va by resistance. Switching element, and the resistance value between the LED driving IC and the ground may be changed according to the state of the switching element.
- the variable resistance circuit may include an electronic volume.
- two-stage or multi-stage analog dimming based on the analog dimming voltage Va can be performed at a low cost, as in the first and second embodiments.
- the LED drive circuit includes a booster circuit that boosts the input voltage to the applied voltage of the LED using a switching signal as a voltage conversion circuit.
- the LED drive circuit may include a step-down circuit that steps down an input voltage to an applied voltage of the LED using a switching signal as a voltage conversion circuit.
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Abstract
PWM調光用のLED駆動ICに、アナログ調光電圧に応じて抵抗値が段階的に変化するように構成された可変抵抗回路を外付けする。可変抵抗回路は、直列接続された複数の第1抵抗と、直列接続された複数の第2抵抗と、1個以上のFETとを含んでいてもよい。直列接続された複数の第1抵抗の一端はLED駆動ICの端子に接続され、直列接続された複数の第2素子の一端にはアナログ調光電圧が印加され、スイッチング素子はいずれかの第1抵抗と並列に接続され、FETのゲート端子は複数の第2抵抗のいずれかの接続点に接続される。これにより、アナログ調光を低コストで行うLED駆動回路を提供する。
Description
本発明は、発光ダイオード(Light Emitting Diode:以下、LEDという)を駆動するLED駆動回路に関する。
近年の照明器具や表示装置のバックライトでは、光源として、蛍光管や冷陰極管に代えてLEDを用いる場合が多くなっている。LEDは、消費電力や発熱量を削減できるという利点を有する。LEDを用いるときには、LEDの輝度を所定レベルに制御する調光が行われる。
LEDの調光方法として、アナログ調光電圧に基づきLEDを流れる電流の量を制御するアナログ調光と、パルス幅変調(Pulse Width Modulation:以下、PWMという)信号を用いてLEDの点灯と消灯を切り替えるPWM調光とが知られている。液晶表示装置のバックライトでは、LEDの調光方法としてPWM調光が主流になっている。
図6は、PWM調光を行う従来のLED駆動回路の回路図である。図6において、LED駆動IC91は、電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor :以下、FETという)94のゲート端子に印加されるスイッチング信号SSを出力する。コイル93、FET94、ダイオード95、および、コンデンサ96は、入力端子92から入力された電圧Vinを所定レベルに昇圧する。LED駆動IC91は、外部から供給されたPWM信号PSに基づき、LED5の点灯と消灯を切り替える。これにより、PWM調光が行われる。また、LED5を流れる電流の量を調整するために、LED駆動IC91には抵抗97が外付けされる。例えば、抵抗97の抵抗値が10kΩのときにLED5に0.2Aの電流が流れる場合に、抵抗97を20kΩの抵抗値を有するものに置換すると、LED5を流れる電流は0.1Aになる。
従来技術として、特許文献1には、アナログ調光時に発生するLED電流の誤差をPWM調整を用いて低減する方法が記載されている。
PWM調光が主流になった現在でも、過去の回路を使用したり、回路を簡略化したりするために、アナログ調光が行われることがある。PWM調光が主流になった状況下でアナログ調光を行うためには、アナログ調光用のカスタムICを新規に開発するか、アナログ調光用の既存のICを使用する必要がある。しかしながら、前者の方法には多大な開発費用がかかる。また、現在ではアナログ調光用ICの流通量が少ないので、後者の方法でもコストが高くなる。特許文献1に記載されたLED駆動回路では、この課題を解決することができない。
それ故に、アナログ調光を低コストで行うLED駆動回路を提供することが課題として挙げられる。
上記の課題は、例えば、スイッチング信号を出力するPWM調光用のLED駆動ICと、スイッチング信号を用いて入力電圧をLEDの印加電圧に変換する電圧変換回路と、LEDを流れる電流の量を調整するためにLED駆動ICに外付けされ、アナログ調光電圧に応じて抵抗値が段階的に変化するように構成された可変抵抗回路とを備えたLED駆動回路によって解決することができる。
このようなLED駆動回路によれば、可変抵抗回路の抵抗値がアナログ調光電圧に応じて段階的に変化するので、LEDを流れる電流の量とLEDの輝度はアナログ調光電圧に応じて段階的に変化する。したがって、PWM調光用のLED駆動ICを用いて、多段階のアナログ調光を低コストで行うことができる。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るLED駆動回路の回路図である。図1に示すLED駆動回路10は、LED駆動IC11、入力端子12、コイル13、FET14、ダイオード15、コンデンサ16、および、可変抵抗回路20を備えている。FET14は、Nチャネル型トランジスタである。LED駆動回路10は、直列接続された複数のLED5を駆動する。
図1は、第1の実施形態に係るLED駆動回路の回路図である。図1に示すLED駆動回路10は、LED駆動IC11、入力端子12、コイル13、FET14、ダイオード15、コンデンサ16、および、可変抵抗回路20を備えている。FET14は、Nチャネル型トランジスタである。LED駆動回路10は、直列接続された複数のLED5を駆動する。
図1に示すように、コイル13の一端は入力端子12に接続される。コイル13の他端は、FET14のドレイン端子とダイオード15のアノード端子に接続される。ダイオード15のカソード端子は、コンデンサ16の一方の電極と初段のLED5のアノード端子とに接続される。FET14のソース端子とコンデンサ16の他方の電極とは、接地される。
LED駆動IC11は、PWM調光用のICである。LED駆動IC11は、端子T1~T4を有する。端子T1は、FET14のゲート端子に接続される。LED駆動IC11は、端子T1から、FET14のゲート端子に印加されるスイッチング信号SSを出力する。端子T2は、最終段のLED5のカソード端子に接続される。端子T3は、可変抵抗回路20の一端に接続される。端子T4からはPWM信号PSが入力される。
可変抵抗回路20は、LED駆動IC11に外付けされる。可変抵抗回路20は、抵抗21、22、および、スイッチ回路23を含んでいる。抵抗21、22は、直列接続される。抵抗21の一端(図1では下端)は接地される。抵抗21の他端は、抵抗22の一端に接続される。抵抗22の他端は、LED駆動IC11の端子T3に接続される。スイッチ回路23は、抵抗21と並列に接続される。スイッチ回路23の制御端子には、アナログ調光で用いられるアナログ調光電圧Vaが印加される。
入力端子12からは電圧Vinが入力される。LED駆動IC11の端子T1から出力されるスイッチング信号SSは、ハイレベルとローレベルに周期的に変化する。スイッチング信号SSのハイレベル期間では、FET14はオンし、入力端子12からコイル13とFET14を経由する電流が流れ、コイル13にエネルギーが蓄積される。スイッチング信号SSのローレベル期間では、FET14はオフし、入力端子12からコイル13とダイオード15を経由する電流が流れる。このとき、コイル13に起電力が発生し、コンデンサ16は発生した起電力によって充電される。コンデンサ16の電極間電圧は、入力電圧Vinより高くなる。直列接続された複数のLED5の両端には、昇圧後の電圧が印加される。コイル13、FET14、ダイオード15、および、コンデンサ16は、スイッチング信号SSを用いて入力電圧VinをLED5の印加電圧に変換する電圧変換回路として機能する。
LED駆動IC11の端子T4から入力されるPWM信号PSは、ハイレベルとローレベルに周期的に変化する。PWM信号PSのハイレベル期間では、端子T2、T3はLED駆動IC11の内部で電気的に接続される。このため、入力端子12から電圧変換回路、LED5、LED駆動IC11、および、可変抵抗回路20を経由して接地に至る電流経路に電流が流れ、LED5は点灯する。PWM信号PSのローレベル期間では、端子T2、T3はLED駆動IC11の内部で電気的に切断される。このため、上記の電流経路は形成されず、LED5は消灯する。したがって、PWM信号PSのデューティー比を好適な値に設定することにより、LED5に電流が流れる時間の割合を制御し、LED5の輝度を所定レベルに制御することができる(PWM調光)。
図2は、可変抵抗回路20の回路図である。図2に示すように、スイッチ回路23は、抵抗24、25、および、FET26を含んでいる。FET26は、Nチャネル型トランジスタである。抵抗24、25は、直列接続される。抵抗24の一端(図2では下端)は接地される。抵抗24の他端は、抵抗25の一端とFET26のゲート端子に接続される。抵抗25の他端には、アナログ調光電圧Vaが印加される。FET26のドレイン端子は、抵抗21、22の接続点(抵抗21の他端と抵抗22の一端)に接続される。FET26のソース端子は、抵抗21の一端に接続され、接地される。
以下、抵抗21、22の抵抗値は10kΩ、抵抗24の抵抗値と抵抗25の抵抗値は同じ、FET26の閾値電圧は1.5Vであるとする。この場合、FET26のゲート端子には、アナログ調光電圧Vaの1/2の電圧Va/2が印加される。
アナログ調光電圧Vaが0V以上3V未満のときには、FET26のゲート電圧は0V以上1.5V未満になる。このとき、FET26はオフし、抵抗21の両端は抵抗21を介して電気的に接続されるので、端子T3と接地の間の抵抗値は20kΩになる。このときにLED5に0.1Aの電流が流れ、LED5は100cd/m2 の輝度で発光するとする。
アナログ調光電圧Vaが3V以上のときには、FET26のゲート電圧は1.5V以上になる。このとき、FET26はオンし、抵抗21の両端は短絡されるので、端子T3と接地の間の抵抗値は10kΩになる。したがって、LED5には0.2Aの電流が流れ、LED5は200cd/m2 の輝度で発光する。
図3は、LED駆動回路10によって駆動されるLED5の輝度特性図である。図3に示すように、LED5の輝度は、アナログ調光電圧Vaが0V以上3V未満のときには100cd/m2 になり、アナログ調光電圧Vaが3V以上のときには200cd/m2 になる。したがって、LED駆動回路10によれば、2段階のアナログ調光を行うことができる。また、LED駆動IC11として、PWM調光用の既存のICを用いることができる。
以上に示すように、本実施形態に係るLED駆動回路10では、スイッチング信号SSを出力するPWM調光用のLED駆動IC11に、アナログ調光電圧Vaに応じて抵抗値が2段階に変化するように構成された可変抵抗回路20が外付けされる。このため、LED5を流れる電流の量とLED5の輝度は、アナログ調光電圧Vaに応じて2段階に変化する。したがって、LED駆動回路10によれば、PWM調光用のLED駆動IC11を用いて、アナログ調光電圧Vaに基づく2段階のアナログ調光を低コストで行うことができる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、第1の実施形態とは異なる可変抵抗回路を備えたLED駆動回路について説明する。本実施形態と第1の実施形態では、可変抵抗回路以外の回路は同じである。そこで、可変抵抗回路以外の回路については説明を省略する。以下、nは3以上の整数、iは1以上(n-1)以下の整数であるとする。
第2の実施形態では、第1の実施形態とは異なる可変抵抗回路を備えたLED駆動回路について説明する。本実施形態と第1の実施形態では、可変抵抗回路以外の回路は同じである。そこで、可変抵抗回路以外の回路については説明を省略する。以下、nは3以上の整数、iは1以上(n-1)以下の整数であるとする。
図4は、本実施形態に係るLED駆動回路の可変抵抗回路の回路である。図4に示す可変抵抗回路30は、第1の実施形態に係る可変抵抗回路20(図2)を多段接続した構成を有する。可変抵抗回路30は、直列接続されたn個の抵抗31、直列接続されたn個の抵抗32、および、(n-1)個のFET33を含んでいる。以下、n個の抵抗31を接地に近いものから順に1番目、2番目、3番目、…という。n個の抵抗32と(n-1)個のFET33についても同様とする。
図4に示すように、1番目の抵抗31の一端(図4では下端)は接地される。i番目の抵抗31の他端は、(i+1)番目の抵抗31の一端に接続される。n番目の抵抗31の他端は、LED駆動IC11の端子T3に接続される。1番目の抵抗32の一端(図4では下端)は接地される。i番目の抵抗32の他端は、(i+1)番目の抵抗32の一端とi番目のFET33のゲート端子とに接続される。n番目の抵抗32の他端には、アナログ調光電圧Vaが印加される。
i番目のFET33は、i番目の抵抗31と並列に接続される。i番目のFET33のドレイン端子は、i番目の抵抗31と(i+1)番目の抵抗31の接続点(i番目の抵抗31の他端と(i+1)番目の抵抗31の一端)に接続される。1番目のFET33のソース端子は、1番目の抵抗31の一端に接続され、接地される。i番目(1番目を除く)のFET33のソース端子は、(i-1)番目の抵抗31とi番目の抵抗31の接続点((i-1)番目の抵抗31の他端とi番目の抵抗31の一端)に接続される。
直列接続されたn個の抵抗32は、アナログ調光電圧Vaに基づき(n-1)個の電圧を生成する。生成された(n-1)個の電圧は、それぞれ、(n-1)個のFET33のゲート端子に印加される。(n-1)個のFET33は、それぞれ、ゲート端子に印加された電圧に応じてオンまたはオフする。i番目のFET33がオフしたときには、i番目の抵抗31の両端はi番目の抵抗31を介して電気的に接続される。このため、このときのi番目の抵抗31の両端間の抵抗値は、i番目の抵抗31の抵抗値と同じである。i番目のFET33がオンしたときには、i番目の抵抗31の両端はオン状態のFET33を介して電気的に接続される。このため、このときのi番目の抵抗31の両端間の抵抗値はほぼ0になる。したがって、端子T3と接地の間の抵抗値は、アナログ調光電圧Vaに応じてn段階に変化する。LED5を流れる電流も、アナログ調光電圧Vaに応じてn段階に変化する。
例えば、n個の抵抗31の抵抗値がすべて同じ(Rとする)、n個の抵抗32の抵抗値がすべて同じ、かつ、(n-1)個のFET33の閾値電圧がすべて同じである場合を考える。この場合、端子T3と接地の間の抵抗値は、アナログ調光電圧Vaに応じて、R、2R、…、(n-1)R、nRのn段階に変化する。このため、LED5を流れる電流とLED5の輝度は、アナログ調光電圧Vaに応じてn段階に変化する(図5を参照)。
以上に示すように、本実施形態に係るLED駆動回路によれば、PWM調光用のLED駆動IC11を用いて、アナログ調光電圧Vaに基づく多段階のアナログ調光を低コストで行うことができる。また、可変抵抗回路30が取り得る抵抗値の個数を増やすことにより、アナログ調光と同様の無段階調光を擬似的に行うことができる。
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、第1および第2の実施形態とは異なる可変抵抗回路を備えたLED駆動回路について説明する。本実施形態と第1および第2の実施形態とでは、可変抵抗回路以外の回路は同じである。そこで、可変抵抗回路以外の回路については説明を省略する。
第3の実施形態では、第1および第2の実施形態とは異なる可変抵抗回路を備えたLED駆動回路について説明する。本実施形態と第1および第2の実施形態とでは、可変抵抗回路以外の回路は同じである。そこで、可変抵抗回路以外の回路については説明を省略する。
第1の実施形態に係るLED駆動回路10の可変抵抗回路20(図2)は、直列接続された2個の抵抗21、22と、直列接続された2個の抵抗24、25と、FET26とを含んでいる。第2の実施形態に係るLED駆動回路の可変抵抗回路30(図4)は、直列接続されたn個の抵抗31と、直列接続されたn個の抵抗32と、(n-1)個のFET33とを含んでいる。
同様に、本実施形態に係るLED駆動回路の可変抵抗回路は、直列接続された複数の第1素子と、直列接続された複数の第2素子と、1個以上のスイッチング素子とを含んでいてもよい。直列接続された複数の第1素子の一端は、LED駆動IC11の端子T3に接続される。直列接続された複数の第2端子の一端には、アナログ調光電圧Vaが印加される。スイッチング素子は、いずれかの第1素子と並列に接続される。スイッチング素子の制御端子は、直列接続された複数の第2素子のいずれかの接続点に接続される。
第1素子は、抵抗、ツェナーダイオード、および、リセットICのいずれかでもよい。第1素子は、抵抗を有する他の素子でもよい。第2素子もこれと同様である。スイッチング素子は、FET、トランジスタ、および、アナログスイッチのいずれかでもよい。スイッチング素子は、制御端子に印加される信号に応じてオンおよびオフする他の素子でもよい。
本実施形態に係るLED駆動回路の可変抵抗回路は、アナログ調光電圧Vaに応じて抵抗値が段階的に変化するように構成された上記以外の回路でもよい。例えば、可変抵抗回路は、LED駆動ICと接地の間に直列または並列に接続して設けられた複数の抵抗と、アナログ調光電圧Vaを抵抗分割した電圧が制御端子に印加された1個以上のスイッチング素子とを含み、スイッチング素子の状態に応じてLED駆動ICと接地の間の抵抗値が変化するものでもよい。また、可変抵抗回路は、電子ボリュームを含んでいてもよい。
本実施形態に係るLED駆動回路によれば、第1および第2の実施形態と同様に、アナログ調光電圧Vaに基づく2段階または多段階のアナログ調光を低コストで行うことができる。
なお、第1~第3の実施形態では、LED駆動回路は、電圧変換回路として、スイッチング信号を用いて入力電圧をLEDの印加電圧に昇圧する昇圧回路を備えることとした。LED駆動回路は、電圧変換回路として、スイッチング信号を用いて入力電圧をLEDの印加電圧に降圧する降圧回路を備えていてもよい。
本願は、2017年4月19日に出願された「LED駆動回路」という名称の日本国特願2017-82810号に基づく優先権を主張する出願であり、この出願の内容は引用することによって本願の中に含まれる。
5…LED
10…LED駆動回路
11…LED駆動IC
12…入力端子
13…コイル
14、26、33…FET
15…ダイオード
16…コンデンサ
20、30…可変抵抗回路
21、22、24、25、31、32…抵抗
23…スイッチ回路
10…LED駆動回路
11…LED駆動IC
12…入力端子
13…コイル
14、26、33…FET
15…ダイオード
16…コンデンサ
20、30…可変抵抗回路
21、22、24、25、31、32…抵抗
23…スイッチ回路
Claims (7)
- スイッチング信号を出力するPWM調光用のLED駆動ICと、
前記スイッチング信号を用いて入力電圧をLEDの印加電圧に変換する電圧変換回路と、
前記LEDを流れる電流の量を調整するために前記LED駆動ICに外付けされ、アナログ調光電圧に応じて抵抗値が段階的に変化するように構成された可変抵抗回路とを備えた、LED駆動回路。 - 前記可変抵抗回路は、直列接続された複数の第1素子と、直列接続された複数の第2素子と、1個以上のスイッチング素子とを含み、
直列接続された複数の前記第1素子の一端は、前記LED駆動ICの端子に接続され、
直列接続された複数の前記第2素子の一端には、前記アナログ調光電圧が印加され、
前記スイッチング素子は、いずれかの前記第1素子と並列に接続され、
前記スイッチング素子の制御端子は、複数の前記第2素子のいずれかの接続点に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載のLED駆動回路。 - 前記可変抵抗回路は、2個の前記第1素子と、2個の前記第2素子と、1個の前記スイッチング素子とを含むことを特徴とする、請求項2に記載のLED駆動回路。
- 前記第1素子と前記第2素子は抵抗であり、前記スイッチング素子は電界効果トランジスタであることを特徴とする、請求項3に記載のLED駆動回路。
- 前記第1素子は、抵抗、ツェナーダイオード、および、リセットICのいずれかであることを特徴とする、請求項2に記載のLED駆動回路。
- 前記第2素子は、抵抗、ツェナーダイオード、および、リセットICのいずれかであることを特徴とする、請求項2に記載のLED駆動回路。
- 前記スイッチング素子は、電界効果トランジスタ、トランジスタ、および、アナログスイッチのいずれかであることを特徴とする、請求項2に記載のLED駆動回路。
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Citations (3)
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JP2010251001A (ja) * | 2009-04-13 | 2010-11-04 | Harison Toshiba Lighting Corp | Led点灯装置 |
JP2012238755A (ja) * | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Panasonic Corp | 固体光源点灯装置およびそれを用いた照明器具 |
JP2017005827A (ja) * | 2015-06-08 | 2017-01-05 | ローム株式会社 | スイッチングコンバータおよびその制御回路、それを用いた照明装置、電子機器 |
-
2018
- 2018-04-12 WO PCT/JP2018/015345 patent/WO2018193956A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
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