JP2021044283A - 発光素子駆動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、LEDランプモジュールの全体構成を示す図である。本構成例のLEDランプモジュールXは、LEDドライバIC1と、発光ダイオードLED1(本図では、複数の発光ダイオード素子が直列に接続されたLEDストリング)と、各種ディスクリート部品(キャパシタC1及びC2、インダクタL1、抵抗R1、センス抵抗Rs)とを有する。
引き続き、図1を参照しながら、LEDドライバIC1の回路構成について説明する。本構成例のLEDドライバIC1は、発光ダイオードLEDを駆動する手段として、上側スイッチ11Hと、下側スイッチ11Lと、上側ドライバ12Hと、下側ドライバ12Lと、コントローラ13と、オン時間設定部14と、スロープ電圧生成部15と、センスアンプ16と、エラーアンプ17と、コンパレータ18と、ブートストラップ用のダイオードD1と、を集積化して成る。もちろん、LEDドライバIC1には、上記以外の構成要素(各種保護回路など)を集積化してもよい。
図2は、ボトム検出オン時間固定方式の出力帰還制御を示す図であり、上から順に、インダクタ電流ILとスイッチ電圧Vswが描写されている。
次に、LEDオープン発生時の挙動について考察する。図4は、LEDオープン発生時の様子を示す図である。LEDオープン(例えば、LEDドライバIC1を搭載する制御基板と発光ダイオードLEDとの間の断線やコネクタ外れ)が生じると、センス抵抗Rsに出力電流ILEDが流れなくなる。そのため、LEDドライバIC1では、出力電流ILEDを引き上げ続けるように出力帰還制御が掛かる。以下、図5を参照しながら、より詳細に説明する。
図6は、LEDドライバIC1の新規な実施形態を示す図である。本実施形態のLEDドライバIC1は、先出の構成要素(図1を参照)に加えて、クランパ19を有する。
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、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、上記実施形態に限定されるものではなく、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。
11H 上側スイッチ(NMOSFET)
11L 下側スイッチ(NMOSFET)
12H 上側ドライバ
12L 下側ドライバ
13 コントローラ
14 オン時間設定部
15 スロープ電圧生成部
16 センスアンプ
17 エラーアンプ
18 コンパレータ
19 クランパ
C1〜C3 キャパシタ
CS1、CS2 電流源
D1 ダイオード
L1 インダクタ
LED 発光ダイオード
P1、P2 Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
R1 抵抗
Rs センス抵抗
SW スイッチ
X LEDランプモジュール
Claims (10)
- スイッチ出力段に流れるインダクタ電流の情報を含んだスロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、
前記スイッチ出力段から発光素子に供給される出力電流に応じたセンス電圧を生成するセンスアンプと、
前記センス電圧と基準電圧との差分に応じた制御電圧を生成するエラーアンプと、
前記スロープ電圧と前記制御電圧とを比較して比較信号を生成するコンパレータと、
前記比較信号に応じて前記スイッチ出力段を制御するコントローラと、
前記制御電圧を前記スロープ電圧に応じたクランプ電圧以下に制限するクランパと、
を有することを特徴とする発光素子駆動装置。 - 前記クランパは、
前記スロープ電圧よりも第1オフセット電圧だけ高い電圧を生成して前記コンパレータに出力する第1ボルテージフォロワと、
前記スロープ電圧よりも第2オフセット電圧だけ高い前記クランプ電圧を生成する第2ボルテージフォロワと、
前記スイッチ出力段に同期して前記制御電圧の印加端と前記クランプ電圧の印加端との間を導通/遮断するスイッチと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光素子駆動装置。 - 前記第2オフセット電圧は、前記第1オフセット電圧以上であ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。
- 前記第1ボルテージフォロワ及び前記第2ボルテージフォロワは、それぞれ、制御端が前記スロープ電圧の印加端に接続された第1トランジスタ及び第2トランジスタを含むことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の発光素子駆動装置。
- 前記第2トランジスタのオンスレッショルド電圧は、前記第1トランジスタのオンスレッショルド電圧以上であ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。
- 前記スイッチ出力段は、上側スイッチと下側スイッチを含むハーフブリッジ型であり、
前記スロープ電圧は、前記下側スイッチのオン時に流れる前記インダクタ電流の情報を含むことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置。 - 前記コントローラは、ボトム検出型オン時間固定方式で前記出力電流の出力帰還制御を行うことを特徴とする請求項6に記載の発光素子駆動装置。
- 前記コントローラは、前記インダクタ電流が前記制御電圧に応じたボトム値まで減少した時点で前記上側スイッチをオンして前記下側スイッチをオフするとともに、前記上側スイッチのオンタイミングから所定のオン時間が経過した時点で前記上側スイッチをオフして前記下側スイッチをオンすることを特徴とする請求項7に記載の発光素子駆動装置。
- 前記基準電圧は、外部入力されるアナログ調光電圧であることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置。
- 請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の発光素子駆動装置と、
前記発光素子駆動装置から前記出力電流の供給を受ける発光素子と、
を有することを特徴とする発光装置。
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