JP2007073781A - Light emitting diode drive device - Google Patents
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Abstract
【課題】 高電力変換効率化を実現でき、また小型化を実現する発光ダイオード駆動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 発光ダイオード駆動装置は、トランス4、ダイオード5、発光ダイオード6、スイッチング素子7、定電流源8、レギュレータ9、スイッチング素子7のオン/オフ制御をする制御回路10、および第2コンデンサ11から構成され、制御回路10は第2コンデンサ11を電源としている。発光ダイオード駆動装置の起動時は、電源電圧Vinは、定電流源8およびレギュレータ9より制御回路10の電源電圧Vccが一定電圧となるように調整されて第2コンデンサ11へ印加され、制御回路10によるスイッチング素子7のオン/オフ制御が開始されると、トランス4の二次側コイルに生じる誘導起電力による電流が第2コンデンサ11へ供給される。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting diode driving device capable of realizing high power conversion efficiency and miniaturization.
A light-emitting diode driving device includes a transformer, a diode, a light-emitting diode, a switching element, a constant current source, a regulator, a control circuit for controlling on / off of the switching element, and a second capacitor. 11 and the control circuit 10 uses the second capacitor 11 as a power source. When the light emitting diode driving device is activated, the power supply voltage Vin is adjusted by the constant current source 8 and the regulator 9 so that the power supply voltage Vcc of the control circuit 10 becomes a constant voltage, and is applied to the second capacitor 11. When the on / off control of the switching element 7 is started, the current due to the induced electromotive force generated in the secondary side coil of the transformer 4 is supplied to the second capacitor 11.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、発光ダイオード駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting diode driving device.
従来の発光ダイオード駆動装置の一例が、特許文献1に開示されている。
この特許文献1に開示されている従来の発光ダイオード駆動装置を図9の回路図を参照しながら説明する。
An example of a conventional light emitting diode driving device is disclosed in Patent Document 1.
A conventional light-emitting diode driving device disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to the circuit diagram of FIG.
図9において、41は発光ダイオード群であり、発光ダイオード駆動装置の駆動対象である発光ダイオードが、複数(図では3個)直列に接続されて設けられている。
また一端が、供給電圧は広範囲に変動する、例えば8VDC〜400VDCと変動する入力電源(端子)Vinが接続され、他端が発光ダイオード群41のp電極側(アノード側)に接続されたインダクタ42が設けられ、またカソードが入力電源(端子)Vinが接続され、アノードが発光ダイオード群41のn電極側(カソード側)に接続され、インダクタ42に生じる逆起電力を発光ダイオード群41へ供給するダイオード43が設けられている。このダイオード43のアノードに、発光ダイオード群41に流れる電流を制御する制御IC51の出力端子Outが接続されている。
In FIG. 9,
In addition, an
この制御IC51には、入力電源(端子)Vinに接続され、入力電源Vinより入力される広範囲の電圧変動を許容し、制御IC51内に供給される電力を調整するHVレギュレータ52と、出力端子Outに接続され、発光ダイオード群41に流れる電流をスイッチングするスイッチングトランジスタ53と、発光ダイオード群41に流れる電流をフィードバックする抵抗54と、スイッチングトランジスタ53のゲートに接続され、抵抗54から入力される電圧(発光ダイオード群41に流れる電流値に相当)をフィードバックしながら、設定されたピーク電流値となるようにゲートへ出力するパルス幅を制御する制御回路55が設けられている。また制御回路55は、電源電圧をHVレギュレータ52より得ている。
The
上記構成により、スイッチングトランジスタ53を駆動するパルス幅制御を行うことにより、発光ダイオード群41に流れる電流が、設定されたピーク電流値に制御され、所定の発光輝度が得られる。
With the above configuration, by performing pulse width control for driving the
上記制御回路55の回路の一例を図10に示す。パルス幅調整器を形成する、発振器57およびフリップフロップ58と、外部から設定される電圧(発光ダイオード41に流すピーク電流の目標値に相当)と抵抗54から入力されるセンサ入力電圧(発光ダイオード41に流れる電流値に相当)を比較しパルス幅を決定するコンパレータ59,60等から構成されている。
An example of the
以上のように、従来の発光ダイオード駆動装置は、制御IC51、インダクタ42、発光ダイオード群41、およびダイオード43から構成され、この回路構成により、発光ダイオード駆動装置の小型化、高効率を実現している。
しかしながら、従来の発光ダイオード駆動装置では、制御IC51内部の制御回路55の電源電圧は、入力電源VinからHVレギュレータ52を介して得ているため、入力電源Vinが高電圧となると、制御IC51内部の消費電力ロスが高くなり、さらなる高効率化に支障となるという問題があった。
However, in the conventional LED driving device, the power supply voltage of the
そこで、本発明は、高電力変換効率化を実現でき、また小型化を実現できる発光ダイオード駆動装置を提供することを目的としたものである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a light emitting diode driving device that can realize high power conversion efficiency and can be downsized.
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発光ダイオード駆動装置は、一次側コイルの一端に電圧源より電源電圧が印加されるトランス、および前記トランスの一次側コイルの他端に接続された1つ以上の発光ダイオード、およびカソードが前記トランスの一次側コイルの一端に接続され、アノードが前記発光ダイオードに接続され、前記トランスの一次側コイルに生じる逆起電力を前記発光ダイオードに供給するダイオードから構成される発光ダイオードブロックと、一端が、前記発光ダイオードブロックに接続され、他端が、前記電圧源の基準電位に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の高電位側端子、制御端子、および低電位側端子に接続され、前記スイッチング素子をオン/オフ制御する制御回路と、一端が、前記トランスの一次側コイルと前記ダイオードのカソードとの接続点に接続された定電流源と、一端が、前記定電流源の他端に接続され、他端が、前記制御回路の電源電圧端子に接続されたレギュレータと、一端が、前記レギュレータの他端および前記制御回路に接続され、他端が、前記電圧源の基準電位に接続されたコンデンサを備え、前記トランスの二次側コイルは、一端が前記コンデンサの一端に接続され、他端が前記電圧源の基準電位に接続されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above-described object, a light emitting diode driving device according to claim 1 of the present invention includes a transformer in which a power supply voltage is applied to one end of a primary coil from a voltage source, and a primary coil of the transformer. One or more light emitting diodes connected to the other end, and a cathode is connected to one end of the primary coil of the transformer, an anode is connected to the light emitting diode, and the back electromotive force generated in the primary coil of the transformer A light emitting diode block composed of diodes to be supplied to the light emitting diode; a switching element having one end connected to the light emitting diode block and the other end connected to a reference potential of the voltage source; and a high potential of the switching element Connected to the side terminal, the control terminal, and the low-potential side terminal to control the on / off of the switching element. A constant current source having one end connected to a connection point between the primary coil of the transformer and the cathode of the diode, one end connected to the other end of the constant current source, and the other end to the control A regulator connected to a power supply voltage terminal of the circuit, a capacitor having one end connected to the other end of the regulator and the control circuit, and the other end connected to a reference potential of the voltage source; The secondary coil is characterized in that one end is connected to one end of the capacitor and the other end is connected to a reference potential of the voltage source.
以上のように構成することにより、制御回路によりスイッチング素子がオン/オフ制御され、発光ダイオードに流れる電流がオン/オフ制御されることにより、トランスの二次側コイルに誘導起電力が生じ、二次側コイルより電流がコンデンサへ供給され、コンデンサより電力が制御回路へ供給される。よって制御回路で消費される電力を低減することができるため、発光ダイオード駆動装置の更なる高効率化を実現できる。 With the above-described configuration, the switching element is on / off controlled by the control circuit, and the current flowing through the light emitting diode is on / off controlled, so that an induced electromotive force is generated in the secondary coil of the transformer. Current is supplied from the secondary coil to the capacitor, and power is supplied from the capacitor to the control circuit. Therefore, since the power consumed by the control circuit can be reduced, the efficiency of the light emitting diode driving device can be further increased.
また請求項2に記載の発光ダイオード駆動装置は、請求項1の定電流源の一端の接続を、トランスの一次側コイルとダイオードのカソードとの接続点から、スイッチング素子の高電位側端子に変更したことを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, the connection of one end of the constant current source of the first aspect is changed from the connection point between the primary coil of the transformer and the cathode of the diode to the high potential side terminal of the switching element. It is characterized by that.
以上のように構成することにより、制御回路で消費される電力を低減すると共に、定電流源、レギュレータ、制御回路、およびスイッチング素子を1つの半導体パッケージに内蔵した折にパッケージの外部出力端子を少なくすることが可能なため、発光ダイオード駆動装置の更なる小型化と低価格化を実現できる。 With the above configuration, the power consumed by the control circuit is reduced, and the number of external output terminals of the package is reduced when the constant current source, the regulator, the control circuit, and the switching element are built in one semiconductor package. Therefore, the light emitting diode driving device can be further reduced in size and price.
また請求項3に記載の発光ダイオード駆動装置は、上記請求項1または請求項2に記載の発光ダイオード駆動装置の制御回路において、前記制御回路は、前記スイッチング素子に流れるピーク電流値を外部から変化させるためのピーク電流制御力端子を有することを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the LED driving device according to the first or second aspect, wherein the control circuit changes a peak current value flowing through the switching element from the outside. It has a peak current control force terminal for the purpose.
以上のように構成することにより、ピーク電流制御力端子を介してスイッチング素子に流れるピーク電流値を外部から変化させることができ、発光ダイオードの発光輝度を調光することが可能となるため、外部の明るさに適した発光ダイオードの発光輝度を得られる。 With the above configuration, the peak current value flowing to the switching element via the peak current control force terminal can be changed from the outside, and the light emission luminance of the light emitting diode can be dimmed. The light emission luminance of the light emitting diode suitable for the brightness of the can be obtained.
また請求項4に記載の発光ダイオード駆動装置は、請求項3に記載の発光ダイオード駆動装置の制御回路において、前記制御回路は、前記発光ダイオードからの発光の起動と停止を実行する起動/停止回路と、発振器を備え、前記起動/停止回路から起動信号が出力されているとき、前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、前記ピーク電流制御端子より入力されるピーク電流値の設定値に応じて、前記発振器から出力されるパルスのデューティ比を変化させて前記スイッチング素子の制御端子へ出力する回路を有することを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the LED driving apparatus according to the third aspect, wherein the control circuit is a start / stop circuit for starting and stopping light emission from the light emitting diode. And an oscillator, and when a start signal is output from the start / stop circuit, a current flowing through the switching element is detected, and according to a set value of a peak current value input from the peak current control terminal, It has a circuit which changes the duty ratio of the pulse outputted from the oscillator and outputs it to the control terminal of the switching element.
以上のように構成することにより、起動/停止回路から起動信号が出力されているとき、スイッチング素子に流れる電流が検出され、ピーク電流制御力端子より入力されるピーク電流値の設定値に応じて、発振器から出力されるパルスのオンデューティが変化されスイッチング素子の制御端子へ出力され、スイッチング素子に流れるピーク電流値が制御される。よって、ピーク電流制御力端子より入力されるピーク電流値の設定値に応じて発光ダイオードの発光輝度を調光することが可能となるため、外部の明るさに適した発光ダイオードの発光輝度を得られる。 With the above configuration, when a start signal is output from the start / stop circuit, the current flowing through the switching element is detected, and the peak current value input from the peak current control force terminal is set according to the set value. The on-duty of the pulse output from the oscillator is changed and output to the control terminal of the switching element, and the peak current value flowing through the switching element is controlled. Therefore, the light emission brightness of the light emitting diode can be adjusted according to the set value of the peak current value input from the peak current control power terminal, so that the light emission brightness of the light emitting diode suitable for the external brightness can be obtained. It is done.
また、請求項5に記載の発光ダイオード駆動装置は、上記請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発光ダイオード駆動装置の制御回路において、前記制御回路は、前記スイッチング素子が発熱を有する異常状態となったことを検出し、動作する過熱保護回路を備え、前記制御回路は、前記過熱保護回路が動作すると、前記スイッチング素子の制御端子への出力を停止することを特徴とするものである。
The light-emitting diode driving device according to
以上のように構成することにより、発光ダイオード駆動装置のスイッチング素子の発熱を伴う異常発振からの保護が実現され、特に発光ダイオード駆動装置をモジュール化した場合に、発光ダイオードの温度上昇保護に有効である。 By configuring as described above, protection from abnormal oscillation accompanied by heat generation of the switching element of the light emitting diode driving device is realized. Particularly, when the light emitting diode driving device is modularized, it is effective for protecting the light emitting diode from rising in temperature. is there.
本発明の発光ダイオード駆動装置は、上記構成を有し、制御回路によりスイッチング素子がオン/オフ制御され、発光ダイオードに流れる電流がオン/オフ制御されることにより、トランスの二次側コイルに誘導起電力が生じ、二次側コイルより電流がコンデンサへ供給され、コンデンサより電力が制御回路へ供給されることによって、制御回路で消費される電力を低減することができ、よって発光ダイオード駆動装置の更なる高効率化を実現できる、という効果を有している。 The light emitting diode driving device of the present invention has the above-described configuration, and the switching element is on / off controlled by the control circuit, and the current flowing through the light emitting diode is on / off controlled, so that it is induced in the secondary coil of the transformer. An electromotive force is generated, current is supplied from the secondary coil to the capacitor, and power is supplied from the capacitor to the control circuit, so that the power consumed in the control circuit can be reduced, and thus the light emitting diode driving device It has the effect that further high efficiency can be realized.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
[実施の形態1]
図1は本発明の実施の形態1における発光ダイオード駆動装置の回路図であり、図2は同発光ダイオード駆動装置において、設定電圧Vsnの変化に対する発光ダイオード電流変化を示す動作波形図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a circuit diagram of a light-emitting diode driving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an operation waveform diagram showing changes in light-emitting diode current with respect to changes in the set voltage Vsn in the light-emitting diode driving apparatus.
図1に示すように、AC電源1を整流回路2により整流して電圧(電源電圧)Vinが形成されており、整流回路2の出力側に第1コンデンサ(平滑コンデンサ)3が並列に接続されている。これらAC電源1と整流回路2により電圧源が構成されている。
As shown in FIG. 1, an AC power supply 1 is rectified by a
そして、図1に示すように、一次側コイルの一端に前記電圧源より電源電圧Vinが印加されるトランス4が設けられ、このトランス4の一次側コイルの他端に、直列接続された1つ以上の発光ダイオードからなる発光ダイオード群6のp電極(アノード側)が接続されている。またカソードがトランス4の一次側コイルの一端に接続され、アノードが発光ダイオード群6のn電極(カソード側)に接続され、トランス4の一次側コイルに生じる逆起電力を発光ダイオード群6に供給するダイオード5が設けられている。そして、これらトランス4の一次側コイル、発光ダイオード群6、およびダイオード5により発光ダイオードブロックPBが構成されている。
As shown in FIG. 1, a transformer 4 to which the power supply voltage Vin is applied from the voltage source is provided at one end of the primary coil, and one of the transformer 4 is connected in series to the other end of the primary coil. The p electrode (anode side) of the light
また発光ダイオード群6に流れる電流を制御する制御ブロックCBが設けられている。
この制御ブロックCBは、ドレイン(一端)がドレイン端子13を介して、発光ダイオードブロックPBの発光ダイオード6とダイオード5との接続点に接続され、ソース(他端)が基準電位(ソース端子)15を介して基準電位(整流回路2のマイナス側出力端)に接続された第1スイッチング素子7と、第1スイッチング素子7の高電位側端子17、ゲート端子(制御端子)18、および低電位側端子19に接続され、第1スイッチング素子7をオン/オフ制御する制御回路10と、電力供給端子21を介して、一端(入力側)がトランス4の一次側コイルとダイオード5とのカソードの接続点に接続され、電源電圧Vin(整流回路2のプラス側出力端)が印加される定電流源8と、一端(入力側)が定電流源8の他端(出力側)に接続され、他端(出力側)が制御回路10の電源電圧端子16に接続されたレギュレータ9を備えている。前記レギュレータ9により、電源電圧Vccが一定電圧となるように制御されている。
A control block CB for controlling the current flowing through the light
In the control block CB, the drain (one end) is connected to the connection point between the
また制御回路10は、制御ブロックCBの設定入力端子12を介して、第1スイッチング素子7に流れるピーク電流値を外部から変化させるための設定電圧Vsnを入力するピーク電流制御力端子20を有している。設定電圧Vsnは外部より任意に設定することが可能な基準電圧(設定電圧)であり、この設定電圧Vsnを変えることにより、第1スイッチング素子7に流れる電流を変えることができ、よって発光ダイオード群6に流れる電流を変えることができ、発光ダイオード群6の発光輝度を調光することが可能となるため、外部の明るさに適した発光ダイオード群6の発光輝度を得られる。
Further, the
また一端が、電源電圧Vccが供給される制御ブロックCBの電源電圧端子14を介して、レギュレータ9の他端(出力側)および制御回路10に接続され、他端が前記電圧源の基準電位に接続された第2コンデンサ11が設けられ、トランス4の二次側コイルが、一端が第2コンデンサ11の一端に接続され、他端が電圧源の基準電位に接続されている。
One end is connected to the other end (output side) of the
図2を用いて実施の形態1における発光ダイオード駆動装置の動作を説明する。
発光ダイオード駆動装置の起動時、AC電源1を整流回路2により整流して形成された電源電圧Vinは、制御回路ブロックCBへの電力供給端子21、定電流源8、そしてレギュレータ9を介して、第2コンデンサ11に印加され(電力供給され)、第2コンデンサ11は充填されて両端電圧は上昇される。またこのとき、レギュレータ9により制御回路10の電源電圧Vccが一定電圧となるように制御される。また制御回路10への電力は第2コンデンサ11より供給されることになる。
The operation of the light emitting diode driving apparatus according to Embodiment 1 will be described with reference to FIG.
When the light emitting diode driving device is activated, the power supply voltage Vin formed by rectifying the AC power supply 1 by the
続いて、外部からの設定電圧Vsnに応じて、制御回路10による第1スイッチング素子7のオン/オフ制御(パルス幅制御)が開始される。設定電圧Vsnが高いと、パルス幅が長く(オンデューティが長く)され、設定電圧Vsnが低いと、パルス幅が短く(オンデューティが短く)される。
Subsequently, on / off control (pulse width control) of the first switching element 7 by the
第1スイッチング素子7がオン状態において、第1コンデンサ3→トランス4の一次側コイル→発光ダイオード群6→第1スイッチング素子7と電流が流れ、第1スイッチング素子7がオフ状態において、トランス4の一次側コイル→発光ダイオード群6→ダイオード5→トランス4の一次側コイルと電流が流れる(閉ループを電流が流れる)。そのため、発光ダイオード群6に流れる電流ILの波形は、図2に示すように、第1スイッチング素子7がオン状態のときに上昇し、オフ状態のときに徐々に下降する電流波形となる。第1スイッチング素子7のオン/オフ制御がなされている状態において、トランス4の一次側コイルに流れるパルス電流も発光ダイオード群6に流れるパルス電流波形と同じであり、このパルス電流によりトランス4の二次側コイルに誘導起電力が生じ、この誘導起電力による電流が第2コンデンサ11に供給され、充填・平滑されて、制御ブロックCBの電源供給端子14を介してレギュレータ9と制御回路10の電源電圧端子16に印加される。これにより、制御回路10へは、第2コンデンサ11から電力が供給され、制御ブロックCBへの電力供給端子21から定電流源8とレギュレータ9を介した電力供給は停止される。
When the first switching element 7 is in the on state, current flows through the
このような本発明の実施の形態1における発光ダイオード駆動装置を使用した場合、広いAC電源1の入力範囲において、定電流源8とレギュレータ9を介した制御回路10への電力供給ではなく、トランス4の誘導起電力による制御回路10への電力供給となるため、制御ブロックCBで消費される電力を低減することができる、定電流制御が可能な発光ダイオード駆動装置を実現できる。また簡単な構成で発光ダイオード駆動装置を実現できる。そのため、発光ダイオード駆動装置の更なる高効率化を実現できる。このことは、効率の面で、特にAC電源1が高電圧入力となる場合に大きな差となって現れる。またトランス4と第2コンデンサ11を設けるという簡単な構成で、制御ブロックCBで消費される電力を低減することができる発光ダイオード駆動装置を実現できる。
When such a light emitting diode driving apparatus according to the first embodiment of the present invention is used, power is not supplied to the
また、図1中に示す、定電流源8、レギュレータ9、および制御回路10を同一の半導体基板上に集積化すると良い。その際、電源電圧端子14、制御回路10の高電位側端子17、制御回路10の制御端子(ゲート端子)18、制御回路10の低電位側端子19、および制御ブロックCBへの電力供給端子21の少なくとも5つの端子を外部接続端子として集積化する。そして、5つ以上の端子を有したパッケージに組み込むことにより、部品点数が大幅に削減でき、部品の寸法も小さくなり、より小型・低価格の電源を実現できる。
Further, the constant
さらに、第1スイッチング素子7、定電流源8、レギュレータ9、および制御回路10を同一の半導体基板上に集積化すると良い。その際、ドレイン端子13、電源電圧端子14、基準電位(ソース端子)15、及び制御回路ブロックへの電力供給端子21の少なくとも4つの端子を外部接続端子として集積化する。そして、4つ以上の端子を有したパッケージに組み込むことにより、部品点数が大幅に削減でき、部品の寸法も小さくなり、より小型・低価格の電源を実現できる。
[実施の形態2]
図3は本発明の実施の形態2における発光ダイオード駆動装置の回路図である。本実施の形態2は、図1に示す実施の形態1と比較して、第1コンデンサ(平滑コンデンサ)3が無いこと以外は構成、基本動作、および効果は同じであるため、以下に相違点、追加点のみについて記載する。
Furthermore, the first switching element 7, the constant
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a circuit diagram of a light emitting diode driving apparatus according to
実施の形態2では、第1コンデンサ3が無いことにより、整流回路2で整流された電圧が入力電源としてそのまま供給される。そのため、例えば、入力電源電圧Vinが0V付近になると、制御回路10の電源電圧Vccが大幅に低下するために、制御回路10による第1スイッチング素子7のオン/オフ制御がなされない期間が生じる。しかし、発光ダイオード群6のような可視光の場合、商用周波数レベル以上であれば、人間の目では発光ダイオード群6のチラツキは認識できないレベルである。そのため、発光ダイオード駆動装置として、更なる低消費電力化を図ることが可能となる。更に、第1コンデンサ3が無いことにより、高調波によるノイズ発生も大幅に低減されるため、ノイズ対策部品も不要となるため、発光ダイオード駆動装置の更なる小型化も同時に実現される。
[実施の形態3]
図4は本発明の実施の形態3における発光ダイオード駆動装置の回路図である。本実施の形態3は図1に示す実施の形態1と比較して、制御ブロックCBへの電力供給端子21が無く、定電流源8の一端が第1コンデンサ3にではなく、ドレイン端子13に接続されている以外は構成、基本動作、および効果は同じであるため、以下に相違点、追加点のみについて記載する。
In the second embodiment, since the
[Embodiment 3]
FIG. 4 is a circuit diagram of a light emitting diode driving apparatus according to
制御ブロックCBへの電力供給端子21が無くなることにより、図4中に示す、定電流源8、レギュレータ9、および制御回路10を同一の半導体基板上に集積化した場合、電源電圧端子14、制御回路10の高電位側端子17、制御回路10の制御端子18、および制御回路10の低電位側端子19の少なくとも4つの端子を外部接続端子として集積化する。そして、4つ以上の端子を有したパッケージに組み込むことにより、部品点数が大幅に削減でき、部品の寸法も小さくなり、より小型・低価格の電源を実現できる。
When the
さらに、第1のスイッチング素子7、定電流源8、レギュレータ9、および制御回路10を同一の半導体基板上に集積化すると良い。その際、ドレイン端子13、電源電圧端子14、および基準電位(ソース端子)15の少なくとも3つの端子を外部接続端子として集積化する。そして、3つ以上の端子を有したパッケージに組み込むことにより、部品点数が大幅に削減でき、部品の寸法も小さくなり、より小型・低価格の電源を実現できる。
[実施の形態4]
図5は本発明の実施の形態4における発光ダイオード駆動装置の回路図である。本実施の形態4は図4に示す実施の形態3と比較して、第1スイッチング素子7が、発光ダイオードブロックPBの発光ダイオード群6とトランス4の一次側コイルとの接続点に接続されている以外は、構成、および効果は同じである。本実施の形態4では、第1スイッチング素子7がオフ状態において、トランス4の一次側コイル→発光ダイオード群6→ダイオード5→トランス4の一次側コイルと電流が流れる(閉ループを電流が流れる)。
Furthermore, the first switching element 7, the constant
[Embodiment 4]
FIG. 5 is a circuit diagram of a light-emitting diode driving apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the fourth embodiment, the first switching element 7 is connected to the connection point between the light emitting
なお、本実施の形態4では、定電流源8の一端の接続を、制御ブロックCBのドレイン端子13(第1スイッチング素子7の高電位側端子)に接続しているが、トランス4の一次側コイルとダイオード5のカソードとの接続点に接続を変更し、電圧源に接続するようにすることも可能である。
「制御回路10の回路例」
上記実施の形態1〜4における発光ダイオード駆動装置に使用する制御回路10の回路例を、図6〜図8に示す。
In the fourth embodiment, one end of the constant
"Circuit example of the
6 to 8 show circuit examples of the
図6に示す制御回路10は、第1スイッチング素子7のオン/オフ制御開始・停止を行う起動/停止回路22と、MAXDUTY信号およびCLOCK信号を同期して出力するパルス発振器23と、ピーク電流制御力端子20を介して入力される設定電圧Vsnと高電位端子17の電圧を比較することによりドレイン電流を検出するドレイン電流検出回路24と、後述するAND回路28の出力がオン時にブランキングパルスを発生するオン時ブランキングパルス発生器29と、ドレイン電流検出回路24の検出出力信号とオン時ブランキングパルス発生器29の出力信号の論理積をとるAND回路25と、AND回路25の出力信号とパルス発振器23のMAXDUTY信号の否定(NOT)信号との論理和をとるOR回路26(発振器23からのMAXDUTY信号入力部のみインバータ有り)と、パルス発振器23のCLOCK信号によりセットされOR回路26の出力信号によりリセットされるフリップフロップ27と、パルス発振器23のMAXDUTY信号とフリップフロップ27の出力信号と起動/停止回路22の出力信号(起動信号)の論理積をとるAND回路28とから構成されている。
The
この構成により、第1スイッチング素子7のオン/オフ制御開始は起動/停止回路22より起動信号が出力されているときに行われ、第1スイッチング素子7に対して、ドレイン電流検出回路24において設定電圧Vsnと高電位端子17の電圧を比較することにより検出されるドレイン電流をフィードバックしながら、発振器23より出力されるパルスのデューティ比を変化させるPWM制御が実行される。なお、最大オンデューティは発振器23のMAXDUTY信号で規定される。また、ドレイン電流検出回路24の設定電圧Vsnは外部より任意に設定することが可能、即ち、第1スイッチング素子7に流れる検出ピーク電流値を変えることができるため、発光ダイオードに流れる電流を変えることができる(調光機能)。
With this configuration, the on / off control of the first switching element 7 is started when the start signal is output from the start /
図7に示す制御回路10は、新たに、第1スイッチング素子7が発熱を有する異常状態となったことを検出し、動作する過熱保護回路30を設け、過熱保護回路30の動作信号をAND回路28に入力して、過熱保護回路30が動作すると、第1スイッチング素子7の制御端子18への出力を停止している点以外は図6に示す制御回路10と同じである。この過熱保護回路30は、特に発光ダイオード駆動装置全体、又は一部がモジュール化された場合に、第1スイッチング素子7が発熱を有する異常状態等から駆動装置を保護するものであり、発光ダイオード駆動装置の第1スイッチング素子7の発熱を伴う異常発振からの保護が実現され、発光ダイオードの温度上昇保護に有効である。
The
図8に示す制御回路10は、新たに、第1スイッチング素子7と並列に接続された、第2スイッチング素子31および抵抗32の直列回路を設けている点以外は図6に示す制御回路と同じであり、ドレイン電流検出回路24の検出に関する他の検出方法を示し、検出は抵抗32の両端電圧で行う。ここで、第1スイッチング素子7に流れる電流と第2スイッチング素子31に流れる電流はある一定の比となるように構成されることが好ましい。
The
本発明にかかる発光ダイオード駆動装置は、発光ダイオードを使用した装置・機器全般に利用可能であり、特に、LED照明機器として有用である。 The light emitting diode driving device according to the present invention can be used for all devices and equipment using light emitting diodes, and is particularly useful as LED lighting equipment.
CB 制御ブロック
PB 発光ダイオードブロック
1 AC電源
2 整流回路
3 平滑コンデンサ
4 トランス
5 ダイオード
6 発光ダイオード(又は複数の直列接続された発光ダイオード群)
7 第1のスイッチング素子
8 定電流源
9 レギュレータ
10 制御回路
11 コンデンサ
12 制御ブロックの設定入力端子
13 制御ブロックのドレイン端子
14 制御ブロックの電源電圧端子
15 制御ブロックのソース端子(基準電位)
16 制御回路の電源電圧端子
17 制御回路の高電位側端子
18 制御回路の制御端子
19 制御回路の低電位側端子
20 制御回路のピーク電流制御端子
21 制御ブロックの電力供給端子
22 起動/停止回路
23 発振器
24 ドレイン電流検出回路
25 AND回路
26 OR回路(1入力端子:インバータ付き)
27 RSフリップフロップ
28 AND回路
29 オン時ブランキングパルス発生器
30 過熱保護回路
31 第2のスイッチング素子
32 抵抗
CB control block PB light emitting diode block 1
7 First switching
16 Control circuit power
27 RS flip-
Claims (5)
一端が、前記発光ダイオードブロックに接続され、他端が、前記電圧源の基準電位に接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の高電位側端子、制御端子、および低電位側端子に接続され、前記スイッチング素子をオン/オフ制御する制御回路と、
一端が、前記トランスの一次側コイルと前記ダイオードのカソードとの接続点に接続された定電流源と、
一端が、前記定電流源の他端に接続され、他端が、前記制御回路の電源電圧端子に接続されたレギュレータと、
一端が、前記レギュレータの他端および前記制御回路に接続され、他端が、前記電圧源の基準電位に接続されたコンデンサ
を備え、
前記トランスの二次側コイルは、一端が前記コンデンサの一端に接続され、他端が前記電圧源の基準電位に接続されていること
を特徴とする発光ダイオード駆動装置。 A transformer in which a power supply voltage is applied to one end of the primary side coil from a voltage source, one or more light emitting diodes connected to the other end of the primary side coil of the transformer, and a cathode at one end of the primary side coil of the transformer A light emitting diode block composed of a diode connected to the light emitting diode, the anode being connected to the light emitting diode, and supplying a back electromotive force generated in the primary coil of the transformer to the light emitting diode;
A switching element having one end connected to the light emitting diode block and the other end connected to a reference potential of the voltage source;
A control circuit connected to the high-potential side terminal, the control terminal, and the low-potential side terminal of the switching element to control on / off of the switching element;
A constant current source having one end connected to a connection point between a primary coil of the transformer and a cathode of the diode;
One end is connected to the other end of the constant current source, and the other end is connected to the power supply voltage terminal of the control circuit;
One end is connected to the other end of the regulator and the control circuit, the other end includes a capacitor connected to a reference potential of the voltage source,
The secondary coil of the transformer has one end connected to one end of the capacitor and the other end connected to a reference potential of the voltage source.
一端が、前記発光ダイオードブロックに接続され、他端が、前記電圧源の基準電位に接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の高電位側端子、制御端子、および低電位側端子に接続され、前記スイッチング素子をオン/オフ制御する制御回路と、
一端が、前記スイッチング素子の高電位側端子に接続された定電流源と、
一端が、前記定電流源の他端に接続され、他端が、前記制御回路の電源電圧端子に接続されたレギュレータと、
一端が、前記レギュレータの他端および前記制御回路に接続され、他端が、前記電圧源の基準電位に接続されたコンデンサ
を備え、
前記トランスの二次側コイルは、一端が前記コンデンサの一端に接続され、他端が前記電圧源の基準電位に接続されていること
を特徴とする発光ダイオード駆動装置。 A transformer in which a power supply voltage is applied to one end of the primary side coil from a voltage source, one or more light emitting diodes connected to the other end of the primary side coil of the transformer, and a cathode at one end of the primary side coil of the transformer A light emitting diode block composed of a diode connected to the light emitting diode, the anode being connected to the light emitting diode, and supplying a back electromotive force generated in the primary coil of the transformer to the light emitting diode;
A switching element having one end connected to the light emitting diode block and the other end connected to a reference potential of the voltage source;
A control circuit connected to the high-potential side terminal, the control terminal, and the low-potential side terminal of the switching element to control on / off of the switching element;
A constant current source having one end connected to the high potential side terminal of the switching element;
One end is connected to the other end of the constant current source, and the other end is connected to the power supply voltage terminal of the control circuit;
One end is connected to the other end of the regulator and the control circuit, the other end includes a capacitor connected to a reference potential of the voltage source,
The secondary coil of the transformer has one end connected to one end of the capacitor and the other end connected to a reference potential of the voltage source.
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の発光ダイオード駆動装置。 The light emitting diode driving device according to claim 1, wherein the control circuit has a peak current control force terminal for changing a peak current value flowing in the switching element from the outside.
前記起動/停止回路から起動信号が出力されているとき、前記スイッチング素子に流れる電流を検出し、前記ピーク電流制御端子より入力されるピーク電流値の設定値に応じて、前記発振器から出力されるパルスのデューティ比を変化させて前記スイッチング素子の制御端子へ出力する回路を有すること
を特徴とする請求項3に記載の発光ダイオード駆動装置。 The control circuit includes a start / stop circuit for starting and stopping light emission from the light emitting diode, and an oscillator,
When a start signal is output from the start / stop circuit, a current flowing through the switching element is detected and output from the oscillator according to a set value of a peak current value input from the peak current control terminal 4. The light emitting diode driving device according to claim 3, further comprising a circuit that changes a duty ratio of the pulse and outputs the pulse to a control terminal of the switching element.
前記制御回路は、前記過熱保護回路が動作すると、前記スイッチング素子の制御端子への出力を停止すること
を特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発光ダイオード駆動装置。
The control circuit includes an overheat protection circuit that detects that the switching element is in an abnormal state having heat generation and operates.
5. The light emitting diode driving device according to claim 1, wherein the control circuit stops output to the control terminal of the switching element when the overheat protection circuit operates. 6.
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007142057A (en) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Light emitting diode driving device and light emitting diode driving semiconductor device |
| JP2010109906A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Driver circuit of light-emitting element |
| WO2010022182A3 (en) * | 2008-08-20 | 2010-05-27 | Via Optronics, Llc | Led backlight |
| JP2010130365A (en) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Driver circuit of light-emitting device |
| CN101919146A (en) * | 2008-01-18 | 2010-12-15 | 奥斯兰姆有限公司 | A buck converter that supplies current to at least one light-emitting diode |
| US8665922B2 (en) | 2008-10-31 | 2014-03-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Driver circuit of light-emitting element |
| US9794993B2 (en) | 2015-04-30 | 2017-10-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | LED driving device |
| US10667342B2 (en) | 2015-03-31 | 2020-05-26 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Configurable light source driver device |
-
2005
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007142057A (en) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Light emitting diode driving device and light emitting diode driving semiconductor device |
| CN101919146A (en) * | 2008-01-18 | 2010-12-15 | 奥斯兰姆有限公司 | A buck converter that supplies current to at least one light-emitting diode |
| JP2011510604A (en) * | 2008-01-18 | 2011-03-31 | オスラム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Buck converter for supplying current to at least one LED |
| KR101480687B1 (en) * | 2008-01-18 | 2015-01-21 | 오스람 게엠베하 | Buck converter for making power available to at least one led |
| WO2010022182A3 (en) * | 2008-08-20 | 2010-05-27 | Via Optronics, Llc | Led backlight |
| JP2010109906A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Driver circuit of light-emitting element |
| US8665922B2 (en) | 2008-10-31 | 2014-03-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Driver circuit of light-emitting element |
| US9220137B2 (en) | 2008-10-31 | 2015-12-22 | Semiconductor Components Industries, Llc | Method for driving a light-emitting unit and circuit therefor |
| JP2010130365A (en) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Driver circuit of light-emitting device |
| US10667342B2 (en) | 2015-03-31 | 2020-05-26 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Configurable light source driver device |
| US9794993B2 (en) | 2015-04-30 | 2017-10-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | LED driving device |
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