JP6511322B2 - Ｌｅｄ駆動回路 - Google Patents

Description

本発明はＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動回路に係り、特に、発光色が異なり異なる電流が流れる複数のＬＥＤを駆動する際に、各ＬＥＤが要求する電流を正確に供給しつつ低消費電流化を実現したＬＥＤ駆動回路に関する。

図３に従来のＬＥＤ駆動回路を示す。１１は複数個のＬＥＤを直列接続した第１ＬＥＤ回路、１２は第１ＬＥＤ回路１１とは異なる発光色の複数個のＬＥＤを直列接続した第２ＬＥＤ回路、１３は両ＬＥＤ回路１１，１２を駆動する駆動回路である。特許文献１の図４にはＬＥＤの直列回路を複数並列接続した構成が記載されている。

図４に別の従来のＬＥＤ駆動回路を示す。２１は複数個のＬＥＤを直列接続した第１ＬＥＤ回路、２２はＬＥＤ回路２１とは異なる発光色の複数個のＬＥＤを直列接続した第２ＬＥＤ回路、２３は両ＬＥＤ回路２１，２２を駆動する駆動回路、Ｓ１〜Ｓ３はスイッチである。

図４のＬＥＤ駆動回路では、入力電圧ＶＩＮが低いときは、スイッチＳ１，Ｓ２をＯＮさせスイッチＳ３をＯＦＦさせることで、第１ＬＥＤ回路２１と第２ＬＥＤ回路２２を並列接続して、各ＬＥＤに必要な順方向電圧を印加することができる。また、入力電圧ＶＩＮが高いときは、スイッチＳ１，Ｓ２をＯＦＦさせスイッチＳ３をＯＮさせることで、第１ＬＥＤ回路２１と第２ＬＥＤ回路２２を直列接続して、各ＬＥＤに必要な順方向電圧を印加しながら、第１ＬＥＤ回路２１と第２ＬＥＤ回路２２に共通の電流を流して消費電流を小さくすることができる。

特開２００９−２５２９３９号公報

しかし、図３の従来例のＬＥＤ駆動回路では、第１ＬＥＤ回路１１に流れる電流と第２ＬＥＤ回路１２に流れる電流が、駆動回路１３の回路バラツキの影響を受ける問題がある。また、第１ＬＥＤ回路１１と第２ＬＥＤ回路１２に個々に電流を流す必要があるので、消費電流の低減を図ることが困難である。

また、図４に示すＬＥＤ駆動回路では、第１ＬＥＤ回路２１と第２ＬＥＤ回路２２を並列接続した際は図３のＬＥＤ駆動回路と同様の問題がある。また、直列接続した際には、それら第１ＬＥＤ回路２１と第２ＬＥＤ回路２２に要求される電流の値が異なるときは、一方のＬＥＤ回路については、その電流を要求される値に一致させることはできるが、他方のＬＥＤ回路については、その電流を要求される電流に一致させることができず、所定の輝度を得ることができない問題があった。

本発明の目的は、消費電流の低減を図り、且つ発光色の異なるそれぞれのＬＥＤに対して要求される電流を正確に供給し、それぞれのＬＥＤについて最適な輝度を実現できるようにしたＬＥＤ駆動回路を提供することである。

上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明のＬＥＤ駆動回路は、第１ＬＥＤ回路と第２ＬＥＤ回路の直列回路の該第２ＬＥＤ回路の側に駆動回路を直列接続した回路を第１電源端子と第２電源端子の間に接続し、前記第２ＬＥＤ回路に要求される電流を前記駆動回路により設定し、前記第１ＬＥＤ回路に要求される電流と前記第２ＬＥＤ回路に要求される電流の差分に基づき、前記第１ＬＥＤ回路と前記第２ＬＥＤ回路の共通接続のノードに正又は負の電流を供給するＬＥＤ駆動回路において、前記第１ＬＥＤ回路に流れる電流を検知する第１電流検知回路と、前記第２ＬＥＤ回路に流れる電流を検知する第２電流検知回路と、前記第１電流検知回路で検知された電流と前記第２電流検知回路で検知された電流を比較する電流比較回路と、該電流比較回路で得られた比較結果に基づき前記ノードに電流を吐き出し又は前記ノードから電流を吸い込む電流増減回路と、を設けたことを特徴とする。

請求項２にかかる発明は、第１ＬＥＤ回路と第２ＬＥＤ回路の直列回路の該第２ＬＥＤ回路の側に駆動回路を直列接続した回路を第１電源端子と第２電源端子の間に接続し、前記第２ＬＥＤ回路に要求される電流を示す第２基準値に基づき前記駆動回路の電流を設定し、前記第１ＬＥＤ回路に要求される電流を示す第１基準値に基づき前記第１ＬＥＤ回路と前記第２ＬＥＤ回路の共通接続のノードに正又は負の電流を供給するＬＥＤ駆動回路において、前記第１ＬＥＤ回路に流れる電流を検知する第１電流検知回路と、前記第２ＬＥＤ回路に流れる電流を検知する第２電流検知回路と、前記第１電流検知回路で検知された電流を前記第１基準値と比較する第１電流比較回路と、該第１電流比較回路の比較結果に基づき前記ノードに電流を吐き出し又は前記ノードから電流を吸い込む電流増減回路と、前記第２電流検知回路で検知された電流を前記第２基準値と比較する第２電流比較回路とを備え、前記駆動回路は前記第２電流比較回路の比較結果に基づき駆動電流が制御されることを特徴とする。

本発明によれば、第１ＬＥＤ回路と第２ＬＥＤ回路を直列接続し、しかも第１ＬＥＤ回路と第２ＬＥＤ回路にそれぞれ要求される異なる正確な電流を流すことができるので、第１ＬＥＤ回路のＬＥＤと第２ＬＥＤ回路のＬＥＤについて、それぞれ最適な輝度を実現しながら、消費電流の削減を達成することができる。

本発明の第１の実施例のＬＥＤ駆動回路のブロック図である。 本発明の第２の実施例のＬＥＤ駆動回路のブロック図である。 従来のＬＥＤ駆動回路のブロック図である。 従来の別のＬＥＤ駆動回路のブロック図である。

＜第１の実施例＞
図１に本発明の実施例のＬＥＤ駆動回路を示す。１は複数個のＬＥＤを直列接続した第１ＬＥＤ回路、２は第１ＬＥＤ回路１とは異なる発光色の複数個のＬＥＤを直列接続した第２ＬＥＤ回路、３は両ＬＥＤ回路１，２を駆動する駆動回路である。この駆動回路３には両ＬＥＤ回路１，２を調光するＰＷＭ信号が入力される。ＶＩＮは入力電圧（電源端子）、ＧＮＤは接地（電源端子）である。なお、駆動回路３にＰＷＭ信号を入力する代わりに、駆動回路３を常時オンさせておき、ＰＷＭノイズの低減を図る構成としても良い。

４は第１ＬＥＤ回路１に流れる電流Ｉ１を検知する第１電流検知回路、５は第２ＬＥＤ回路２に流れる電流Ｉ２を検知する第２電流検知回路、６は第１電流検知回路４で検知された電流Ｉ１と第２電流検知回路５で検知された電流Ｉ２との差分に応じた制御信号を出力する電流比較回路である。

７は電流増減回路であり、電流比較回路６から出力する制御信号に基づいて、第１電流検知回路４と第２電流検知回路の共通接続点のノードＮ１からの吸込電流Ｉ３あるいはノードＮ１への吐出電流Ｉ４の値を調整する。

さて、第１ＬＥＤ回路１に要求される電流Ｉ１と第２ＬＥＤ回路２に要求される電流Ｉ２が異なる場合は、電流比較回路６において、その電流の差分に応じて、電流増減回路７からに吸い込む電流Ｉ３によって電流Ｉ１を増大させ、あるいは電流増減回路７から供給する電流Ｉ４によって電流Ｉ２を増大させる。

まず、例えば、Ｉ１＝５０ｍＡ、Ｉ２＝１５０ｍＡに設定する場合は、駆動回路３によってＬＥＤ回路２の電流Ｉ２を１５０ｍＡに設定する。これにより当初はＬＥＤ回路１にも電流Ｉ１＝１５０ｍＡが流れる。しかし、このときの電流比較回路６はＩ２−Ｉ１＝１００ｍＡとなるような制御信号を電流増減回路７に対して出力するので、負帰還制御が行われ、その電流増減回路７はその差分の電流Ｉ４（＝１００ｍＡ）をノードＮ１に吐き出す。このとき、電流Ｉ２は駆動回路３によって１５０ｍＡに制限されているので、そのうちの残りの電流５０ｍＡは電流Ｉ１としてＬＥＤ回路１から流れる。つまり、Ｉ２＝Ｉ１＋Ｉ４となる。以上により、ＬＥＤ回路１の電流Ｉ１は５０ｍＡに、ＬＥＤ回路２の電流Ｉ２は１５０ｍＡにそれぞれ設定される。

次に、上記と逆に、Ｉ１＝１５０ｍＡ、Ｉ２＝５０ｍＡに設定する場合は、駆動回路３によってＬＥＤ回路２の電流Ｉ２を５０ｍＡに設定する。これにより当初はＬＥＤ回路１にも電流Ｉ１＝５０ｍＡが流れる。しかし、このときの電流比較回路６ではＩ２−Ｉ１＝−１００ｍＡとなるような制御信号を電流増減回路７に対して出力するので、負帰還制御が行われ、その電流増減回路７はその差分の電流Ｉ３（＝−１００ｍＡ）をノードＮ１から吸い込む。このとき、電流Ｉ２は駆動回路３によって５０ｍＡに制限されているので、ＬＥＤ回路１の電流はＩ１＝Ｉ２＋Ｉ３となる。以上により、ＬＥＤ回路１の電流Ｉ１は１５０ｍＡに、ＬＥＤ回路２の電流Ｉ２は５０ｍＡにそれぞれ設定される。

このように、第１の実施例によれは、ＬＥＤ回路１、２に要求される電流が異なる場合であっても、それぞれに要求される正確な電流を流すことができる。しかもＬＥＤ回路１、２は直列接続されているので、並列接続した場合と比較して消費電流を低減することもできる。

＜第２の実施例＞
図２に本発明の第２の実施例のＬＥＤ駆動回路を示す。本実施例では、第１電流検知回路４で検知された第１ＬＥＤ回路１の電流Ｉ１と定電流源回路８から与えられる基準値Ｉｒｅｆ１とを第１電流比較回路６Ａで比較して、電流増減回路７を制御する。また、第２電流検知回路５で検知された第２ＬＥＤ回路２の電流Ｉ２と定電流源回路８から与えられる基準値Ｉｒｅｆ２とを第２電流比較回路６Ｂで比較して、駆動回路３Ａでその電流Ｉ２を制御する。

まず、例えば、Ｉ１＝５０ｍＡ、Ｉ２＝１５０ｍＡに設定する場合は、定電流発生回路８によって、基準値Ｉｒｅｆ１を５０ｍＡに、基準値Ｉｒｅｆ２を１５０ｍＡに設定する。これにより、第２電流比較回路６Ｂと駆動回路３Ａによって、ＬＥＤ回路２に流れる電流Ｉ２は１５０ｍＡに設定される。ＬＥＤ回路１にも当初は電流Ｉ１＝１５０ｍＡが流れる。しかし、このときの電流比較回路６ではＩ１−Ｉｒｅｆ１＝Ｉ４＝１００ｍＡとなるような制御信号を電流増減回路７に対して出力するので、負帰還制御が行われ、その電流増減回路７はその電流Ｉ４（＝１００ｍＡ）をノードＮ１に吐き出す。このとき、電流Ｉ２は駆動回路３Ａによって１５０ｍＡに制限されているので、そのうちの残りの電流５０ｍＡは電流Ｉ１としてＬＥＤ回路１から流れる。つまり、Ｉ２＝Ｉ１＋Ｉ４となる。以上により、ＬＥＤ回路１の電流Ｉ１は５０ｍＡに、ＬＥＤ回路２の電流Ｉ２は１５０ｍＡにそれぞれ設定される。

なお、本実施例では、基準値Ｉｒｅｆ１，Ｉｒｅｆ２を電流Ｉ１，Ｉ２と同じ値に設定したが、それぞれＩ１／ｎ、Ｉ２/ｍとし、第１電流検知回路４、第２電流検知回路６から第１電流比較回路６Ａ、第２電流比較回路６Ｂに入力する電流をそれぞれＩ１／ｎ、Ｉ２/ｍとして比較しても良い。

次に、上記と逆に、Ｉ１＝１５０ｍＡ、Ｉ２＝５０ｍＡに設定する場合は、定電流発生回路８によって、基準値Ｉｒｅｆ１を１５０ｍＡに、基準値Ｉｒｅｆ２を５０ｍＡに設定する。これにより、第２電流比較回路６Ｂと駆動回路３Ａによって、ＬＥＤ回路２の電流Ｉ２は５０ｍＡに設定される。ＬＥＤ回路１にも当初は電流Ｉ１＝５０ｍＡが流れる。しかし、このときの第１電流比較回路６Ａでは、Ｉ１−Ｉｒｅｆ１＝Ｉ３＝−１００ｍＡとなるような制御信号を、電流増減回路７に対して出力するので、負帰還制御が行われ、その電流増減回路７はその電流Ｉ３（＝１００ｍＡ）をノードＮ１から吸い込む。このとき、電流Ｉ２は駆動回路３Ａによって５０ｍＡに制限されているので、Ｉ１＝Ｉ２＋Ｉ３となる。以上により、ＬＥＤ回路１の電流Ｉ１はＩ１＝１５０ｍＡに、ＬＥＤ回路２の電流Ｉ２は５０ｍＡにそれぞれ設定される。

この場合も上記同様、基準値Ｉｒｅｆ１，Ｉｒｅｆ２を電流Ｉ１，Ｉ２と同じ値に設定する代わりに、それぞれＩ１／ｎ、Ｉ２/ｍとし、第１電流検知回路４、第２電流検知回路６から第１電流比較回路６Ａ、第２電流比較回路６Ｂに入力する電流をそれぞれＩ１／ｎ、Ｉ２/ｍとして比較しても良い。

以上から、第２の実施例によれば、ＬＥＤ回路１の電流Ｉ１、ＬＥＤ回路２の電流Ｉ２を個々に精度高く設定することができる。第１の実施例では、電流Ｉ１とＩ２の差分により電流Ｉ１あるいはＩ２を制御する相対的制御であったが、第２の実施例では電流Ｉ１はＩｒｅｆ１となるように制御し、電流Ｉ２はＩｒｅｆ２となるように制御するので、絶対的な制御となり、それぞれの電流Ｉ１，Ｉ２を精度を高く設定することができる利点がある。

１，１１，２１，２，１２，２２：ＬＥＤ回路
３，３Ａ，１３，２３：駆動回路
４：第１電流検出回路
５：第２電流検出回路
６：電流比較回路、６Ａ：第１電流比較回路、６Ｂ：第２電流比較回路
７：電流増減回路
８：定電流源回路

Claims (2)

1. 第１ＬＥＤ回路と第２ＬＥＤ回路の直列回路の該第２ＬＥＤ回路の側に駆動回路を直列接続した回路を第１電源端子と第２電源端子の間に接続し、前記第２ＬＥＤ回路に要求される電流を前記駆動回路により設定し、前記第１ＬＥＤ回路に要求される電流と前記第２ＬＥＤ回路に要求される電流の差分に基づき、前記第１ＬＥＤ回路と前記第２ＬＥＤ回路の共通接続のノードに正又は負の電流を供給するＬＥＤ駆動回路において、
   前記第１ＬＥＤ回路に流れる電流を検知する第１電流検知回路と、前記第２ＬＥＤ回路に流れる電流を検知する第２電流検知回路と、前記第１電流検知回路で検知された電流と前記第２電流検知回路で検知された電流を比較する電流比較回路と、該電流比較回路で得られた比較結果に基づき前記ノードに電流を吐き出し又は前記ノードから電流を吸い込む電流増減回路と、を設けたことを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
2. 第１ＬＥＤ回路と第２ＬＥＤ回路の直列回路の該第２ＬＥＤ回路の側に駆動回路を直列接続した回路を第１電源端子と第２電源端子の間に接続し、前記第２ＬＥＤ回路に要求される電流を示す第２基準値に基づき前記駆動回路の電流を設定し、前記第１ＬＥＤ回路に要求される電流を示す第１基準値に基づき前記第１ＬＥＤ回路と前記第２ＬＥＤ回路の共通接続のノードに正又は負の電流を供給するＬＥＤ駆動回路において、
   前記第１ＬＥＤ回路に流れる電流を検知する第１電流検知回路と、前記第２ＬＥＤ回路に流れる電流を検知する第２電流検知回路と、前記第１電流検知回路で検知された電流を前記第１基準値と比較する第１電流比較回路と、該第１電流比較回路の比較結果に基づき前記ノードに電流を吐き出し又は前記ノードから電流を吸い込む電流増減回路と、前記第２電流検知回路で検知された電流を前記第２基準値と比較する第２電流比較回路とを備え、前記駆動回路は前記第２電流比較回路の比較結果に基づき駆動電流が制御されることを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
   

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