JP6816627B2

JP6816627B2 - LED lighting circuit and LED lighting device

Info

Publication number: JP6816627B2
Application number: JP2017081027A
Authority: JP
Inventors: 伸一野月; 祐哉山崎
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2017-04-17
Filing date: 2017-04-17
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2037-04-17
Also published as: JP2018181659A

Description

本発明は、ＬＥＤ点灯回路及びそれを用いたＬＥＤ照明装置に関する。 The present invention relates to an LED lighting circuit and an LED lighting device using the same.

特許文献１のＬＥＤ点灯装置は、昇圧チョッパ回路の制御回路および降圧チョッパ回路の制御回路への制御電源電圧の供給を段階的に行い、先に制御電源電圧の供給を受けた昇圧チョッパ回路が起動したことを検出して、降圧チョッパの制御回路への制御電源電圧の供給を開始する。 In the LED lighting device of Patent Document 1, the control power supply voltage is supplied stepwise to the control circuit of the step-up chopper circuit and the control circuit of the step-down chopper circuit, and the boost chopper circuit that receives the control power supply voltage first is activated. Detecting this, the supply of the control power supply voltage to the control circuit of the step-down chopper is started.

特開２０１２−３３６１１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-33611

しかし、上記構成では２系統の制御電源出力が必要となるため、制御電源生成回路の構成が複雑化する。一方、１系統の制御電源出力を用いる構成においては、ＬＥＤ点灯回路への電源投入時に、昇圧コンバータの駆動回路と降圧コンバータの駆動回路の相対的な起動タイミングが確定されない。そのため、詳細を後述するように、起動順序によっては、又は起動順序が確定されたとしても相互のタイミングによっては、降圧コンバータの駆動部の誤動作が誘発される可能性がある。したがって、制御電源出力を１系統として回路構成を簡素化しつつも、各駆動部における適切な起動動作を実現することが望まれる。 However, since the above configuration requires two control power supply outputs, the configuration of the control power supply generation circuit becomes complicated. On the other hand, in the configuration using one control power output, the relative start timing of the drive circuit of the boost converter and the drive circuit of the step-down converter is not determined when the power is turned on to the LED lighting circuit. Therefore, as will be described in detail later, a malfunction of the drive unit of the step-down converter may be induced depending on the starting order or even if the starting order is determined, depending on the mutual timing. Therefore, it is desired to realize an appropriate start-up operation in each drive unit while simplifying the circuit configuration by using one control power output system.

そこで、本発明は、昇圧コンバータ及び降圧コンバータを有するＬＥＤ点灯回路及びそれを用いたＬＥＤ照明装置において、簡素な構成で適正な起動動作を実現することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to realize an appropriate start-up operation with a simple configuration in an LED lighting circuit having a boost converter and a step-down converter and an LED lighting device using the same.

本発明のＬＥＤ点灯回路は、入力電源電圧を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータの昇圧出力電圧から直流電流を生成してＬＥＤに供給する降圧コンバータと、降圧コンバータのスイッチング電流を検出して電流検出値を生成する電流検出回路と、第１の端子及び第２の端子を有し、第２の端子の端子入力電圧に対応してピーク保護閾値を決定し、第１の端子に入力される電流検出値に基づいて降圧コンバータのＰＷＭ駆動を制御し、電流検出値がピーク保護閾値に達した場合にＰＷＭ駆動を停止させる降圧駆動部と、第２の端子に可変の端子入力電圧を印加可能なピーク閾値設定回路と、降圧駆動部が動作を開始してから所定期間の経過後に端子入力電圧を起動用の初期値から定常動作用の通常値に低下させるようにピーク閾値設定回路を制御する制御部とを備える。 The LED lighting circuit of the present invention detects a boost converter that boosts the input power supply voltage, a buck converter that generates a DC current from the boost output voltage of the boost converter and supplies it to the LED, and a current detection by detecting the switching current of the buck converter. It has a current detection circuit that generates a value, a first terminal and a second terminal, determines the peak protection threshold corresponding to the terminal input voltage of the second terminal, and the current input to the first terminal. A step-down drive unit that controls the PWM drive of the step-down converter based on the detected value and stops the PWM drive when the current detection value reaches the peak protection threshold, and a variable terminal input voltage can be applied to the second terminal. Control to control the peak threshold setting circuit and the peak threshold setting circuit so that the terminal input voltage is lowered from the initial value for start-up to the normal value for steady operation after a predetermined period of time has elapsed since the step-down drive unit started operation. It has a part.

上記構成によると、端子入力電圧に対応するピーク保護閾値に電流検出値が達した場合に降圧コンバータのＰＷＭ駆動を停止させる降圧駆動部に対して、ピーク閾値設定回路が可変の端子入力電圧を生成可能に構成され、端子入力電圧が降圧駆動部の動作開始後の期間の経過後に起動用の初期値から定常動作用の通常値に低下するように構成される。このように、昇圧コンバータ及び降圧コンバータを有するＬＥＤ点灯回路において、保護のための閾値を起動時に一時的に引き上げることにより、定常時の保護機能を確保しつつも起動に起因する保護動作の誤作動を防止することができ、簡素な構成で適正な起動動作が実現される。 According to the above configuration, the peak threshold setting circuit generates a variable terminal input voltage for the step-down drive unit that stops the PWM drive of the step-down converter when the current detection value reaches the peak protection threshold corresponding to the terminal input voltage. It is configured so that the terminal input voltage drops from the initial value for start-up to the normal value for steady operation after a period of time after the start of operation of the step-down drive unit. In this way, in the LED lighting circuit having the boost converter and the step-down converter, the threshold value for protection is temporarily raised at the time of starting, so that the protection function in the steady state is ensured and the protection operation malfunctions due to the starting. Can be prevented, and proper startup operation is realized with a simple configuration.

ここで、ピーク閾値設定回路が、定電圧源からの電圧をトランジスタによってスイッチングして発振電圧を生成するスイッチング回路と、発振電圧を積分する積分回路とを備え、制御部が、トランジスタの入力端子に制御信号を出力して発振信号の積分値を制御するように構成される。これにより、発振電圧のオンデューティ等を制御することにより、異なる仕様の降圧駆動部に対しても、回路定数などのハードウェアを変更することなくピーク閾値設定回路を適合させることができ、回路の汎用性が高まる。 Here, the peak threshold setting circuit includes a switching circuit that generates an oscillation voltage by switching the voltage from the constant voltage source with a transistor, and an integration circuit that integrates the oscillation voltage, and the control unit is connected to the input terminal of the transistor. It is configured to output a control signal to control the integrated value of the oscillation signal. As a result, by controlling the on-duty of the oscillation voltage, the peak threshold setting circuit can be adapted to the step-down drive unit with different specifications without changing the hardware such as the circuit constant. Increases versatility.

また、スイッチング回路が、定電圧源に接続された抵抗及びトランジスタの直列回路からなり、制御信号がＰＷＭ信号であればよい。これにより、制御部がＰＷＭ信号を出力できる構成の場合に、簡素な構成のピーク閾値設定回路が実現される。そして、ＰＷＭ信号のオンデューティを調整することによってピーク保護閾値などを適宜設定できるので、汎用性の高い回路が実現される。 Further, the switching circuit may be a series circuit of a resistor and a transistor connected to a constant voltage source, and the control signal may be a PWM signal. As a result, when the control unit has a configuration in which the PWM signal can be output, a peak threshold value setting circuit having a simple configuration is realized. Then, since the peak protection threshold value and the like can be appropriately set by adjusting the on-duty of the PWM signal, a highly versatile circuit is realized.

第１の形態では、昇圧コンバータを駆動する昇圧駆動部が設けられ、制御部が、降圧駆動部よりも先に昇圧駆動部を起動させるように構成される。これにより、降圧駆動部によって駆動される降圧コンバータのスムーズな起動が確保され、電流検出値に関連する保護動作の誤作動防止の効果が一層確実に得られる。 In the first embodiment, a boost drive unit for driving the boost converter is provided, and the control unit is configured to activate the boost drive unit before the step-down drive unit. As a result, the step-down converter driven by the step-down drive unit is ensured to start smoothly, and the effect of preventing malfunction of the protection operation related to the current detection value can be obtained more reliably.

第２の形態では、昇圧出力電圧を検出して電圧検出値を生成する電圧検出回路が設けられ、電圧検出値が設定値に達した場合に、制御部が降圧駆動部を起動させるように構成される。これにより、昇圧駆動部が動作／停止機能を有しない場合でも、昇圧駆動部の動作に対する降圧駆動部の起動タイミングの適正化が可能となる。また、昇圧出力電圧が設定値に達するタイミングに基づいて降圧コンバータの起動タイミングが決定されるので、昇圧コンバータの起動から降圧コンバータの起動までの期間を最短化してＬＥＤの点灯開始を迅速化することができる。 In the second embodiment, a voltage detection circuit that detects the boost output voltage and generates a voltage detection value is provided, and the control unit activates the step-down drive unit when the voltage detection value reaches the set value. Will be done. As a result, even when the boost drive unit does not have the operation / stop function, it is possible to optimize the start timing of the step-down drive unit with respect to the operation of the boost drive unit. Further, since the start timing of the step-down converter is determined based on the timing when the step-up output voltage reaches the set value, the period from the start-up of the step-up converter to the start-up of the step-down converter should be minimized to speed up the LED lighting start. Can be done.

本発明のＬＥＤ照明装置は、上記いずれかのＬＥＤ点灯回路と、ＬＥＤとを備える。これにより、ＬＥＤの点灯開始時における保護動作の誤作動による不点などが回避され、動作の信頼性が向上する。 The LED lighting device of the present invention includes any of the above LED lighting circuits and an LED. As a result, inconveniences due to malfunction of the protection operation at the start of lighting of the LED are avoided, and the reliability of the operation is improved.

第１の実施形態によるＬＥＤ点灯回路及びＬＥＤ照明装置の回路図である。It is a circuit diagram of the LED lighting circuit and the LED lighting device according to the first embodiment. 第１の実施形態のＬＥＤ点灯回路の一部を説明する図である。It is a figure explaining a part of the LED lighting circuit of 1st Embodiment. 第１の実施形態のＬＥＤ点灯回路の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation of the LED lighting circuit of 1st Embodiment. 第２の実施形態によるＬＥＤ点灯回路及びＬＥＤ照明装置の回路図である。It is a circuit diagram of the LED lighting circuit and the LED lighting device according to the second embodiment. 第２の実施形態のＬＥＤ点灯回路の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation of the LED lighting circuit of the 2nd Embodiment. 一変形例によるＬＥＤ点灯回路の一部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a part of the LED lighting circuit by one modification. 他の変形例によるＬＥＤ点灯回路の一部を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a part of the LED lighting circuit by another modification.

＜第１の実施形態＞
図１に、本発明の第１の実施形態によるＬＥＤ点灯回路１及びそれを含むＬＥＤ照明装置３の回路図を示す。ＬＥＤ照明装置３は、ＬＥＤ点灯回路１及びＬＥＤ２を含む。交流電源ＡＣからの入力電源電圧がＬＥＤ点灯回路１に入力され、ＬＥＤ点灯回路１からの直流出力がＬＥＤ２に供給される。ＬＥＤ点灯回路１は、整流回路１０、力率改善回路２０（以下、「ＰＦＣ２０」という）、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０、電流検出回路３５、補助電源回路４０、昇圧駆動部５０、電圧検出回路５５、降圧駆動部６０、ピーク閾値設定回路７０及び制御部８０を備える。 <First Embodiment>
FIG. 1 shows a circuit diagram of an LED lighting circuit 1 according to the first embodiment of the present invention and an LED lighting device 3 including the LED lighting circuit 1. The LED lighting device 3 includes an LED lighting circuit 1 and an LED 2. The input power supply voltage from the AC power supply AC is input to the LED lighting circuit 1, and the DC output from the LED lighting circuit 1 is supplied to the LED 2. The LED lighting circuit 1 includes a rectifier circuit 10, a power factor improvement circuit 20 (hereinafter referred to as “PFC20”), a DC / DC converter 30, a current detection circuit 35, an auxiliary power supply circuit 40, a boost drive unit 50, and a voltage detection circuit 55. It includes a step-down drive unit 60, a peak threshold setting circuit 70, and a control unit 80.

整流回路１０は、ダイオードブリッジ等の全波整流器であり、入力される交流電圧ＡＣを全波整流する。なお、必要に応じて、整流回路１０の前段に、電流ヒューズ、ノイズフィルタ等が接続される。また、直流電圧が入力される場合には、整流回路１０はなくてもよい。 The rectifier circuit 10 is a full-wave rectifier such as a diode bridge, and full-wave rectifies the input AC voltage AC. If necessary, a current fuse, a noise filter, or the like is connected to the front stage of the rectifier circuit 10. Further, when a DC voltage is input, the rectifier circuit 10 may not be provided.

ＰＦＣ２０は、インダクタ２１、スイッチング素子２２、ダイオード２３及び平滑コンデンサ２４を備え、昇圧チョッパ回路からなる昇圧コンバータを構成する。スイッチング素子２２は、例えばＭＯＳＦＥＴであり（以下、「ＦＥＴ２２」ともいう）、昇圧駆動部５０によってＰＷＭ駆動される。ＦＥＴ２２がオンの期間においては、整流回路１０の出力電圧がインダクタ２１及びＦＥＴ２２に流れることによりインダクタ２１にエネルギーが蓄えられる。ＦＥＴ２２がオフの期間においては、整流回路１０の出力電圧とともにインダクタ２１に蓄えられているエネルギーがダイオード２３を介して平滑コンデンサ２４に充電される。このように、平滑コンデンサ２４に充電された電圧が、ＰＦＣ２０の昇圧出力電圧Ｖｄｃとなる。なお、平滑コンデンサ２４の低電位側端子と同電位のノードをグランドＧというものとする。 The PFC 20 includes an inductor 21, a switching element 22, a diode 23, and a smoothing capacitor 24, and constitutes a boost converter including a boost chopper circuit. The switching element 22 is, for example, a MOSFET (hereinafter, also referred to as “FET 22”), and is PWM-driven by the boost drive unit 50. During the period when the FET 22 is on, energy is stored in the inductor 21 by flowing the output voltage of the rectifier circuit 10 through the inductor 21 and the FET 22. During the period when the FET 22 is off, the energy stored in the inductor 21 together with the output voltage of the rectifier circuit 10 is charged to the smoothing capacitor 24 via the diode 23. In this way, the voltage charged in the smoothing capacitor 24 becomes the step-up output voltage Vdc of the PFC 20. The node having the same potential as the low potential side terminal of the smoothing capacitor 24 is referred to as ground G.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、インダクタ３１、スイッチング素子３２、ダイオード３３及びコンデンサ３４を備え、降圧チョッパ回路（バック型コンバータ）からなる降圧コンバータを構成する。スイッチング素子３２は、例えばＭＯＳＦＥＴであり（以下、「ＦＥＴ３２」ともいう）、降圧駆動部６０によってＰＷＭ駆動される。また、電流検出回路３５は、低抵抗素子からなり（以下、「電流検出抵抗３５」ともいう）、ＦＥＴ３２に直列接続される。電流検出抵抗３５には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０のスイッチング電流に応じた電圧が発生し、この電圧が電流検出値となる。ＦＥＴ３２がオンの期間においては、昇圧出力電圧Ｖｄｃを電源として、ＬＥＤ２→インダクタ３１→ＦＥＴ３２→電流検出抵抗３５→グランドＧに電流が流れ、インダクタ３１にエネルギーが蓄えられる。ＦＥＴ３２がオフの期間においては、インダクタ３１に蓄えられたエネルギーを電源として、インダクタ３１→ダイオード３３→ＬＥＤ２→インダクタ３１に電流が流れる。コンデンサ３４は、ＬＥＤ２に流れる電流をフィルタリングする。 The DC / DC converter 30 includes an inductor 31, a switching element 32, a diode 33, and a capacitor 34, and constitutes a step-down converter including a step-down chopper circuit (back type converter). The switching element 32 is, for example, a MOSFET (hereinafter, also referred to as “FET 32”), and is PWM-driven by the step-down driving unit 60. Further, the current detection circuit 35 is composed of a low resistance element (hereinafter, also referred to as “current detection resistance 35”), and is connected in series with the FET 32. A voltage corresponding to the switching current of the DC / DC converter 30 is generated in the current detection resistor 35, and this voltage becomes the current detection value. During the period when the FET 32 is on, a current flows through the LED 2 → the inductor 31 → the FET 32 → the current detection resistor 35 → the ground G using the boosted output voltage Vdc as a power source, and energy is stored in the inductor 31. During the period when the FET 32 is off, a current flows through the inductor 31 → the diode 33 → the LED 2 → the inductor 31 using the energy stored in the inductor 31 as a power source. The capacitor 34 filters the current flowing through the LED 2.

補助電源回路４０は、昇圧出力電圧Ｖｄｃから制御電源Ｖｃｃを生成する。補助電源回路４０は、例えば、三端子レギュレータ、シリーズレギュレータなどの電圧レギュレータ回路を含み、グランドＧを基準電位として１５〜２０Ｖ程度の定電圧を制御電源Ｖｃｃとして生成する。なお、本開示において、制御電源と制御電圧とは実質的に同義であるものとする。 The auxiliary power supply circuit 40 generates a control power supply Vcc from the boosted output voltage Vdc. The auxiliary power supply circuit 40 includes, for example, a voltage regulator circuit such as a three-terminal regulator or a series regulator, and generates a constant voltage of about 15 to 20 V as a control power supply Vcc with the ground G as a reference potential. In the present disclosure, the control power supply and the control voltage are substantially synonymous.

昇圧駆動部５０は、制御電源Ｖｃｃを受けてＰＦＣ２０のＦＥＴ２２をＰＷＭ駆動する。昇圧駆動部５０はＰＦＣ制御ＩＣ及びその周辺回路（不図示）を含むが、本開示においては、説明の便宜上、昇圧駆動部５０をその制御ＩＣとして記載する。電圧検出回路５５は、ＰＦＣ２０の出力電圧、すなわち昇圧出力電圧Ｖｄｃを分圧する分圧抵抗５６及び５７を含む。 The boost drive unit 50 receives the control power supply Vcc and PWM drives the FET 22 of the PFC 20. The boost drive unit 50 includes a PFC control IC and its peripheral circuits (not shown), but in the present disclosure, the boost drive unit 50 is described as the control IC for convenience of explanation. The voltage detection circuit 55 includes voltage dividing resistors 56 and 57 that divide the output voltage of the PFC 20, that is, the boosted output voltage Vdc.

昇圧駆動部５０は、少なくとも、電源端子Ｐ１、グランド端子Ｐ２、ゲート端子Ｐ３、イネーブル端子Ｐ４及び電圧フィードバック端子Ｐ５を有する。なお、昇圧駆動部５０は、これらの端子以外にも、不図示のマルチプライヤ入力端子、電流検出端子、補償端子などを有するものとする。電源端子Ｐ１に制御電源Ｖｃｃが供給され、グランド端子Ｐ２はグランドＧに接続される。ゲート端子Ｐ３は、ＦＥＴ２２のゲートに接続されてゲート信号を出力する。イネーブル端子Ｐ４は、制御部８０に接続される。昇圧駆動部５０は、イネーブル端子Ｐ４への入力がハイレベルの場合には動作し（すなわち、ゲート信号を出力し）、ローレベルの場合には停止する（すなわち、ゲート信号を停止する）。電圧フィードバック端子Ｐ５には、電圧検出回路５５から昇圧出力電圧Ｖｄｃの分圧値が入力される。昇圧駆動部５０は、この分圧値が内部基準値と一致するように、ＦＥＴ２２のＰＷＭ駆動におけるオン幅（又はオンデューティ）を制御する。 The boost drive unit 50 has at least a power supply terminal P1, a ground terminal P2, a gate terminal P3, an enable terminal P4, and a voltage feedback terminal P5. In addition to these terminals, the boost drive unit 50 shall have a multiplier input terminal (not shown), a current detection terminal, a compensation terminal, and the like. The control power supply Vcc is supplied to the power supply terminal P1, and the ground terminal P2 is connected to the ground G. The gate terminal P3 is connected to the gate of the FET 22 and outputs a gate signal. The enable terminal P4 is connected to the control unit 80. The boost drive unit 50 operates when the input to the enable terminal P4 is at a high level (that is, outputs a gate signal) and stops when the input to the enable terminal P4 is at a low level (that is, stops the gate signal). A voltage dividing value of the boosted output voltage Vdc is input from the voltage detection circuit 55 to the voltage feedback terminal P5. The boost drive unit 50 controls the on-width (or on-duty) of the FET 22 in PWM drive so that the partial pressure value matches the internal reference value.

降圧駆動部６０は、制御電源Ｖｃｃを受けてＤＣ／ＤＣコンバータ３０のＦＥＴ３２を駆動する。降圧駆動部６０はＤＣ／ＤＣコンバータ制御ＩＣ及びその周辺回路（不図示）を含むが、本開示においては、説明の便宜上、降圧駆動部６０をその制御ＩＣとして記載する。 The step-down drive unit 60 receives the control power supply Vcc and drives the FET 32 of the DC / DC converter 30. The step-down drive unit 60 includes a DC / DC converter control IC and its peripheral circuits (not shown), but in the present disclosure, the step-down drive unit 60 is described as the control IC for convenience of explanation.

降圧駆動部６０は、少なくとも、電源端子Ｐ１１、グランド端子Ｐ１２、ゲート端子Ｐ１３、イネーブル端子Ｐ１４、電流検出端子Ｐ１５及び閾値設定端子Ｐ１６を有する。なお、降圧駆動部６０は、これらの端子以外にも、不図示の機能端子を有するものとする。電源端子Ｐ１１に制御電源Ｖｃｃが供給され、グランド端子Ｐ１２はグランドＧに接続される。ゲート端子Ｐ１３は、ＦＥＴ３２のゲートに接続されてゲート信号を出力する。イネーブル端子Ｐ１４は、制御部８０に接続される。降圧駆動部６０は、イネーブル端子Ｐ１４への入力がハイレベルの場合には動作し（すなわち、ゲート信号を出力し）、ローレベルの場合には停止する（すなわち、ゲート信号を停止する）。電流検出端子Ｐ１５には、電流検出抵抗３５からの電流検出値が入力される。閾値設定端子Ｐ１６には、後述のピーク閾値設定回路７０によって生成される端子入力電圧Ｖｉｎが印加される。 The step-down drive unit 60 has at least a power supply terminal P11, a ground terminal P12, a gate terminal P13, an enable terminal P14, a current detection terminal P15, and a threshold value setting terminal P16. In addition to these terminals, the step-down drive unit 60 shall have functional terminals (not shown). The control power supply Vcc is supplied to the power supply terminal P11, and the ground terminal P12 is connected to the ground G. The gate terminal P13 is connected to the gate of the FET 32 and outputs a gate signal. The enable terminal P14 is connected to the control unit 80. The step-down drive unit 60 operates when the input to the enable terminal P14 is at a high level (that is, outputs a gate signal) and stops when the input to the enable terminal P14 is at a low level (that is, stops the gate signal). The current detection value from the current detection resistor 35 is input to the current detection terminal P15. The terminal input voltage Vin generated by the peak threshold value setting circuit 70 described later is applied to the threshold value setting terminal P16.

図２に、降圧駆動部６０の内部回路の一部（特に、端子Ｐ１３、Ｐ１５及びＰ１６に関連する部分）を示す。降圧駆動部６０は、コンパレータ６１及び６２、電圧調整回路６３、ロジック回路６４、ゲートドライバ６５並びに分圧抵抗６７及び６８を含む。コンパレータ６１及び６２の負入力端子は、電流検出端子Ｐ１５に接続される。電圧調整回路６３は閾値設定端子Ｐ１６に接続され、閾値設定端子Ｐ１６の端子入力電圧Ｖｉｎに実質的に比例するピーク保護閾値Ｖｐｔｈを生成する。このピーク保護閾値Ｖｐｔｈがコンパレータ６２の正入力端子に入力される。電圧調整回路６３には分圧抵抗６７及び６８が接続され、この分圧回路によるピーク保護閾値Ｖｐｔｈの分圧値がオフタイミング閾値Ｖｏｆｆとしてコンパレータ６１の正入力端子に接続される。コンパレータ６１及び６２の出力端子は、ロジック回路６４に接続される。ロジック回路６４の出力は、ゲートドライバ６５を介してゲート端子Ｐ１３に出力される。 FIG. 2 shows a part of the internal circuit of the step-down drive unit 60 (particularly, a part related to terminals P13, P15 and P16). The step-down drive unit 60 includes comparators 61 and 62, a voltage adjusting circuit 63, a logic circuit 64, a gate driver 65, and voltage dividing resistors 67 and 68. The negative input terminals of the comparators 61 and 62 are connected to the current detection terminal P15. The voltage adjustment circuit 63 is connected to the threshold value setting terminal P16 and generates a peak protection threshold value Vpt substantially proportional to the terminal input voltage Vin of the threshold value setting terminal P16. This peak protection threshold value Vpt is input to the positive input terminal of the comparator 62. The voltage dividing resistors 67 and 68 are connected to the voltage adjusting circuit 63, and the voltage dividing value of the peak protection threshold Vpt by the voltage dividing circuit is connected to the positive input terminal of the comparator 61 as the off-timing threshold Voff. The output terminals of the comparators 61 and 62 are connected to the logic circuit 64. The output of the logic circuit 64 is output to the gate terminal P13 via the gate driver 65.

ゲート信号のオン／オフサイクルにおける降圧駆動部６０の動作について説明する。ゲート信号がハイレベルとなり、ＦＥＴ３２がオンされると、電流検出端子Ｐ１５に入力される電流検出値が増加していく。電流検出値がオフタイミング閾値Ｖｏｆｆに達すると、コンパレータ６１の出力がローレベルからハイレベルに遷移する。ロジック回路６４は、この遷移に応じてゲート信号をローレベルに反転させ、ＦＥＴ３２はオフされる。その後、ロジック回路６４は、他の検出回路（不図示）に基づく検出条件に応じて決定されるオフ時間、又は固定のオフ時間にわたってゲート信号をローレベルに維持する。このオフ時間が経過した時点でゲート信号がローレベルからハイレベルとなり、ＦＥＴ３２はオフからオンに反転される。このように、閾値設定端子Ｐ１６の端子入力電圧Ｖｉｎに応じて決定されるオン時間に基づいて、ゲート信号及びＦＥＴ３２のオン／オフが反復され、ＬＥＤ２に流れる電流が決定される。 The operation of the step-down drive unit 60 in the on / off cycle of the gate signal will be described. When the gate signal becomes high level and the FET 32 is turned on, the current detection value input to the current detection terminal P15 increases. When the current detection value reaches the off-timing threshold value Voff, the output of the comparator 61 transitions from low level to high level. The logic circuit 64 inverts the gate signal to a low level in response to this transition, and the FET 32 is turned off. The logic circuit 64 then maintains the gate signal at a low level for an off-time determined according to detection conditions based on other detection circuits (not shown), or for a fixed off-time. When this off time elapses, the gate signal changes from low level to high level, and the FET 32 is inverted from off to on. In this way, the gate signal and the FET 32 are repeatedly turned on / off based on the on-time determined according to the terminal input voltage Vin of the threshold setting terminal P16, and the current flowing through the LED 2 is determined.

一方、スイッチング電流が、上記動作の応答時間よりも短い時定数で急峻に上昇する状況において、電流検出値がピーク保護閾値Ｖｐｔｈに達すると、又は電流検出値がピーク保護閾値Ｖｐｔｈに達した連続回数が所定回数に達すると、ロジック回路６４はゲート信号をローレベルにラッチしてＦＥＴ３２の駆動停止を維持する。この過電流保護動作によって、電流検出値が急峻に上昇するような異常な動作状態からＤＣ／ＤＣコンバータ３０が保護される。 On the other hand, in a situation where the switching current rises sharply with a time constant shorter than the response time of the above operation, when the current detection value reaches the peak protection threshold value Vpt, or the number of consecutive times the current detection value reaches the peak protection threshold value Vphth. When the number of times reaches a predetermined number of times, the logic circuit 64 latches the gate signal at a low level to maintain the drive stop of the FET 32. This overcurrent protection operation protects the DC / DC converter 30 from an abnormal operating state in which the current detection value suddenly rises.

ここで、ピーク保護閾値Ｖｐｔｈが適正値よりも低いと、降圧駆動部６０の起動時において不要な過電流保護動作を誘発する可能性がある。例えば、ＰＦＣ２０の起動前又は起動後に昇圧出力電圧Ｖｄｃが充分に上昇する前にＤＣ／ＤＣコンバータ３０が起動すると、降圧駆動部６０によるＰＷＭ制御の応答遅延と昇圧出力電圧Ｖｄｃの上昇との関係に起因して、スイッチング電流にオーバーシュートなどが発生する可能性がある。この過渡状態自体は問題とはならないが、検出電流値がピーク保護閾値を超えて過電流保護動作が誘発される可能性がある。一方、ピーク保護閾値Ｖｐｔｈが適正値よりも高いと、本来の過電流保護機能が減殺されてしまう。そこで、本実施形態では、ピーク保護閾値Ｖｐｔｈを適切な態様で可変とするために、ピーク閾値設定回路７０が設けられる。 Here, if the peak protection threshold value Vphth is lower than the appropriate value, an unnecessary overcurrent protection operation may be induced when the step-down drive unit 60 is started. For example, if the DC / DC converter 30 is started before or after the start of the PFC 20 before the boost output voltage Vdc is sufficiently raised, the relationship between the response delay of PWM control by the step-down drive unit 60 and the rise of the boost output voltage Vdc is established. As a result, overshoot or the like may occur in the switching current. This transient state itself is not a problem, but the detected current value may exceed the peak protection threshold value to induce an overcurrent protection operation. On the other hand, if the peak protection threshold Vpt is higher than the appropriate value, the original overcurrent protection function is diminished. Therefore, in the present embodiment, the peak threshold value setting circuit 70 is provided in order to make the peak protection threshold value Vpt variable in an appropriate manner.

ピーク閾値設定回路７０は、トランジスタ７１、抵抗７２〜７６並びにコンデンサ７７及び７８を備える。トランジスタ７１のベース（入力端子）が抵抗７２を介して制御部８０に接続され、コレクタ（出力端子）が抵抗７３を介して制御電源Ｖｃｃに接続され、エミッタ（接地端子）がグランドＧに接続され、コレクタ−エミッタ間に抵抗７４が接続される。トランジスタ７１のコレクタに接続された抵抗７５及びコンデンサ７７が１段目の積分回路を構成し、１段目の積分回路の積分出力点に接続された抵抗７６及びコンデンサ７８が２段目の積分回路を構成し、２段目の積分回路の積分出力点が閾値設定端子Ｐ１６に接続される。 The peak threshold setting circuit 70 includes transistors 71, resistors 72 to 76, and capacitors 77 and 78. The base (input terminal) of the transistor 71 is connected to the control unit 80 via the resistor 72, the collector (output terminal) is connected to the control power supply Vcc via the resistor 73, and the emitter (ground terminal) is connected to the ground G. , A resistor 74 is connected between the collector and the emitter. The resistor 75 and the capacitor 77 connected to the collector of the transistor 71 constitute the first-stage integrator circuit, and the resistor 76 and the capacitor 78 connected to the integrator output point of the first-stage integrator circuit form the second-stage integrator circuit. Is configured, and the integration output point of the second-stage integrating circuit is connected to the threshold setting terminal P16.

なお、本実施形態では、トランジスタ７１としてバイポーラトランジスタを採用しているが、トランジスタ７１はＭＯＳＦＥＴであってもよい。本開示を通じて、バイポーラトランジスタのベース及びＭＯＳＦＥＴのゲートを総称して入力端子といい、バイポーラトランジスタのコレクタ及びＭＯＳＦＥＴのドレインを総称して出力端子といい、バイポーラトランジスタのエミッタ及びＭＯＳＦＥＴのソースを総称して接地端子というものとする。また、本実施形態では、設計容易性の観点、コンデンサ７７及び７８の小容量化の観点などから２段の積分回路が採用されているが、１段の積分回路のみが採用されてもよい。 In this embodiment, a bipolar transistor is used as the transistor 71, but the transistor 71 may be a MOSFET. Throughout the present disclosure, the base of the bipolar transistor and the gate of the MOSFET are collectively referred to as an input terminal, the collector of the bipolar transistor and the drain of the MOSFET are collectively referred to as an output terminal, and the emitter of the bipolar transistor and the source of the MOSFET are collectively referred to. It shall be called a ground terminal. Further, in the present embodiment, a two-stage integrator circuit is adopted from the viewpoint of design ease and the viewpoint of reducing the capacity of the capacitors 77 and 78, but only one-stage integrator circuit may be adopted.

トランジスタ７１のベースには、制御部８０から制御信号としてＰＷＭ信号Ｓｐが入力される。これにより、トランジスタ７１のコレクタには矩形波電圧が現れ、この矩形波電圧が抵抗７５及びコンデンサ７７の積分回路によって積分され、その積分出力が抵抗７６及びコンデンサ７７の積分回路によってさらに積分され、その積分出力が端子入力電圧Ｖｉｎとなる。したがって、端子入力電圧Ｖｉｎは、制御部８０によって決定されるＰＷＭ信号Ｓｐのオンデューティに応じた電圧となる。具体的には、ＰＷＭ信号Ｓｐのオンデューティの増加／減少に対して電圧Ｖｉｎは減少／増加する。 A PWM signal Sp is input from the control unit 80 to the base of the transistor 71 as a control signal. As a result, a square wave voltage appears in the collector of the transistor 71, the square wave voltage is integrated by the integrating circuit of the resistor 75 and the capacitor 77, and the integrated output is further integrated by the integrating circuit of the resistor 76 and the capacitor 77. The integrated output becomes the terminal input voltage Vin. Therefore, the terminal input voltage Vin is a voltage corresponding to the on-duty of the PWM signal Sp determined by the control unit 80. Specifically, the voltage Vin decreases / increases with respect to the increase / decrease of the on-duty of the PWM signal Sp.

制御部８０は、マイコン及びその周辺回路を含み、制御電源Ｖｃｃを受けて昇圧駆動部５０、降圧駆動部６０及びピーク閾値設定回路７０の動作を統括的に制御する。一般的に、マイコンの動作開始電圧（例えば、５Ｖ程度）は、ＰＦＣ制御用のＩＣの動作開始電圧（例えば、１１Ｖ程度）及びＤＣ／ＤＣコンバータ制御用のＩＣの動作開始電圧（例えば、１１Ｖ程度）よりも低い。本実施形態においても、制御部８０の動作開始電圧は、昇圧駆動部５０及び降圧駆動部６０の動作開始電圧よりも低いものとする。言い換えると、起動時に制御電源Ｖｃｃの供給が開始されると、制御部８０が昇圧駆動部５０及び降圧駆動部６０よりも先に起動する。なお、本実施形態ではピーク閾値設定回路７０の抵抗７２が接続される定電圧源が制御電源Ｖｃｃである構成を示すが、制御部８０に基準電圧の出力端子がある場合には、定電圧源はその基準電圧であってもよい。 The control unit 80 includes a microcomputer and its peripheral circuits, receives a control power supply Vcc, and comprehensively controls the operations of the step-up drive unit 50, the step-down drive unit 60, and the peak threshold value setting circuit 70. Generally, the operation start voltage of the microcomputer (for example, about 5V) is the operation start voltage of the IC for PFC control (for example, about 11V) and the operation start voltage of the IC for DC / DC converter control (for example, about 11V). ) Is lower. Also in this embodiment, the operation start voltage of the control unit 80 is lower than the operation start voltage of the step-up drive unit 50 and the step-down drive unit 60. In other words, when the supply of the control power supply Vcc is started at the time of activation, the control unit 80 is activated before the step-up drive unit 50 and the step-down drive unit 60. In this embodiment, the constant voltage source to which the resistor 72 of the peak threshold setting circuit 70 is connected is the control power supply Vcc. However, when the control unit 80 has a reference voltage output terminal, the constant voltage source is used. May be its reference voltage.

制御部８０は、起動すると、昇圧駆動部５０のイネーブル端子Ｐ４の電圧（イネーブル信号Ｅｎ１）をハイレベルとして降圧駆動部６０のイネーブル端子Ｐ１４の電圧（イネーブル信号Ｅｎ２）をローレベルとする。すなわち、制御電源Ｖｃｃが充分に上昇すると、降圧駆動部６０及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０が停止した状態で、昇圧駆動部５０及びＰＦＣ２０が動作を開始する。その後、期間Ｔ１の経過後に、制御部８０は、降圧駆動部６０のイネーブル端子Ｐ１４の電圧をハイレベルとする。これにより、昇圧出力電圧Ｖｄｃが安定してから、降圧駆動部６０及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０が起動することになる。 When the control unit 80 is activated, the voltage of the enable terminal P4 of the boost drive unit 50 (enable signal En1) is set to a high level, and the voltage of the enable terminal P14 of the step-down drive unit 60 (enable signal En2) is set to a low level. That is, when the control power supply Vcc rises sufficiently, the step-up drive unit 50 and the PFC 20 start operating with the step-down drive unit 60 and the DC / DC converter 30 stopped. Then, after the elapse of the period T1, the control unit 80 sets the voltage of the enable terminal P14 of the step-down drive unit 60 to a high level. As a result, the step-down drive unit 60 and the DC / DC converter 30 are started after the step-up output voltage Vdc is stabilized.

また、制御部８０は、期間Ｔ１及びその後の期間Ｔ２にわたってＰＷＭ信号ＳｐのオンデューティＤを初期値Ｄ１に維持し、期間Ｔ２の経過時にオンデューティＤを初期値Ｄ１よりも高い定常値Ｄ２に切り換える。すなわち、制御部８０の起動後の期間Ｔ１及びＴ２経過時までは、端子入力電圧Ｖｉｎ及びそれに対応するピーク保護閾値Ｖｐｔｈ及びオフタイミング閾値Ｖｏｆｆが定常時の値よりも高い値となるように、トランジスタ７１が制御される。なお、期間Ｔ１及び期間Ｔ２の各々は、制御部８０に含まれるタイマによって設定される。 Further, the control unit 80 maintains the on-duty D of the PWM signal Sp at the initial value D1 over the period T1 and the subsequent period T2, and switches the on-duty D to a steady value D2 higher than the initial value D1 when the period T2 elapses. .. That is, until the elapsed periods T1 and T2 after the start of the control unit 80, the transistor so that the terminal input voltage Vin and the corresponding peak protection threshold Vpt and off-timing threshold Voff are higher than the values at the steady state. 71 is controlled. Each of the period T1 and the period T2 is set by a timer included in the control unit 80.

図３に、本実施形態のＬＥＤ点灯回路１の動作を示す。図３は、上段から、イネーブル信号Ｅｎ１、イネーブル信号Ｅｎ２、ＰＷＭ信号ＳｐのオンデューティＤ、端子入力電圧Ｖｉｎ、昇圧出力電圧Ｖｄｃ及びＬＥＤ２のＬＥＤ電流を示し、その横軸は時間を示す。時刻ｔ０において、ＬＥＤ点灯回路１に入力電源ＡＣが投入される。 FIG. 3 shows the operation of the LED lighting circuit 1 of the present embodiment. FIG. 3 shows the enable signal En1, the enable signal En2, the on-duty D of the PWM signal Sp, the terminal input voltage Vin, the boosted output voltage Vdc, and the LED current of the LED2 from the upper row, and the horizontal axis thereof shows the time. At time t0, the input power supply AC is turned on to the LED lighting circuit 1.

時刻ｔ１において、制御部８０が起動する。この時点で、制御部８０は、イネーブル信号Ｅｎ１をハイレベルとし、イネーブル信号Ｅｎ２をローレベルとする。すなわち、時刻ｔ１以降は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が停止した状態で、ＰＦＣ２０が動作する。また、制御部８０は、オンデューティＤを初期値Ｄ１とする。時刻ｔ２に、ＰＦＣ２０の動作が安定し、昇圧出力電圧Ｖｄｃが設定値Ｖｓで一定となる。 At time t1, the control unit 80 is activated. At this point, the control unit 80 sets the enable signal En1 to a high level and the enable signal En2 to a low level. That is, after time t1, the PFC 20 operates with the DC / DC converter 30 stopped. Further, the control unit 80 sets the on-duty D to the initial value D1. At time t2, the operation of the PFC 20 becomes stable, and the boost output voltage Vdc becomes constant at the set value Vs.

時刻ｔ３において、制御部８０がイネーブル信号Ｅｎ２をハイレベルに切り換え、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が起動し、これによりＬＥＤ電流が流れ始める。時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間Ｔ２において、制御部８０は、オンデューティＤを初期値Ｄ１に維持する。したがって、期間Ｔ２においては、端子入力電圧Ｖｉｎは、定常動作用の通常値Ｖ２よりも高い起動用の初期値Ｖ１に維持される。なお、期間Ｔ２においては、端子入力電圧Ｖｉｎが定常時よりも増加された状態にあるため、オフタイミング閾値Ｖｏｆｆも定常時よりも増加した状態となる。したがって、降圧駆動部６０の他の機能の作用がない限り（例えば、ゲート信号について固定のオフ期間が適用される場合）、ＬＥＤ電流は、定常動作用の設定よりも若干増加した値となり得る。 At time t3, the control unit 80 switches the enable signal En2 to a high level, the DC / DC converter 30 is activated, and the LED current starts to flow. During the period T2 from the time t3 to the time t4, the control unit 80 maintains the on-duty D at the initial value D1. Therefore, during the period T2, the terminal input voltage Vin is maintained at the initial value V1 for start-up, which is higher than the normal value V2 for steady operation. In the period T2, since the terminal input voltage Vin is in a state of being increased from the steady state, the off-timing threshold value Voff is also in a state of being increased from the steady state. Therefore, the LED current can be slightly higher than the steady-state setting, unless other functions of the buck drive 60 act (eg, when a fixed off period is applied for the gate signal).

時刻ｔ４において、制御部８０は、オンデューティＤを定常値Ｄ２に切り換える。これにより、定常動作状態が得られる。このように、降圧駆動部６０の起動直後に、一時的にピーク保護閾値Ｖｐｔｈが定常時の値よりも高くなるように制御される。そして、本実施形態のように、オフタイミング閾値Ｖｏｆｆとピーク保護閾値Ｖｐｔｈとが独立して設定可能でない場合であっても、ＬＥＤ電流が流れ始める期間Ｔ２にのみ、その電流値を若干増加させるだけで上記の作用が得られる。 At time t4, the control unit 80 switches the on-duty D to the steady-state value D2. As a result, a steady operating state can be obtained. In this way, immediately after the step-down drive unit 60 is activated, the peak protection threshold value Vpt is temporarily controlled to be higher than the value at the steady state. Then, even when the off-timing threshold value Voff and the peak protection threshold value Vpt cannot be set independently as in the present embodiment, the current value is only slightly increased only during the period T2 when the LED current starts to flow. The above action can be obtained.

以上のように、本実施形態のＬＥＤ点灯回路１は、入力電源電圧を昇圧するＰＦＣ２０と、ＰＦＣ２０の昇圧出力電圧Ｖｄｃから直流電流を生成してＬＥＤ２に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０のスイッチング電流を検出して電流検出値を生成する電流検出抵抗３５と、電流検出端子Ｐ１５及び閾値設定端子Ｐ１６を有し、閾値設定端子Ｐ１６の端子入力電圧Ｖｉｎに対応してピーク保護閾値Ｖｐｔｈを決定し、電流検出端子Ｐ１５に入力される電流検出値に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ３０のＰＷＭ駆動を制御し、電流検出値がピーク保護閾値Ｖｐｔｈに達した場合にＰＷＭ駆動を停止させる降圧駆動部６０と、閾値設定端子Ｐ１６に可変の端子入力電圧Ｖｉｎを印加可能なピーク閾値設定回路７０と、降圧駆動部６０が動作を開始してから所定期間Ｔ２の経過後に端子入力電圧Ｖｉｎを起動用の初期値Ｖ１から定常動作用の通常値Ｖ２に低下させるようにピーク閾値設定回路７０を制御する制御部８０を備える。 As described above, the LED lighting circuit 1 of the present embodiment includes a PFC 20 that boosts the input power supply voltage, a DC / DC converter 30 that generates a DC current from the boosted output voltage Vdc of the PFC 20, and supplies the DC / DC to the LED 2. It has a current detection resistor 35 that detects the switching current of the DC converter 30 and generates a current detection value, a current detection terminal P15 and a threshold setting terminal P16, and peak protection corresponding to the terminal input voltage Vin of the threshold setting terminal P16. The threshold voltage Vpt is determined, the PWM drive of the DC / DC converter 30 is controlled based on the current detection value input to the current detection terminal P15, and the PWM drive is stopped when the current detection value reaches the peak protection threshold voltage Vpt. The step-down drive unit 60, the peak threshold value setting circuit 70 capable of applying a variable terminal input voltage Vin to the threshold value setting terminal P16, and the terminal input voltage Vin after a predetermined period T2 has elapsed since the step-down drive unit 60 started operation. The control unit 80 is provided to control the peak threshold setting circuit 70 so as to reduce the initial value V1 for activation to the normal value V2 for steady operation.

このように、端子入力電圧Ｖｉｎに対応するピーク保護閾値Ｖｐｔｈに電流検出値が達した場合にＤＣ／ＤＣコンバータ３０のＰＷＭ駆動を停止させる降圧駆動部６０に対して、ピーク閾値設定回路７０が可変の端子入力電圧Ｖｉｎを生成可能に構成され、端子入力電圧Ｖｉｎが降圧駆動部６０の動作開始後の期間Ｔ２の経過後に起動用の初期値Ｖ１から定常動作用の通常値Ｖ２に低下するように構成される。これにより、昇圧コンバータであるＰＦＣ２０及び降圧コンバータであるＤＣ／ＤＣコンバータ３０を有するＬＥＤ点灯回路１において、保護のための閾値を起動時に一時的に引き上げることにより、定常時の保護機能を確保しつつも起動に起因する保護動作の誤作動を防止することができ、簡素な構成で適正な起動動作が実現される。また、ＬＥＤ照明装置３は上記のＬＥＤ点灯回路１及びＬＥＤ２を備えるので、ＬＥＤ２の点灯開始時の保護動作の誤作動による不点などが回避され、動作の信頼性が向上する。 In this way, the peak threshold setting circuit 70 is variable with respect to the step-down drive unit 60 that stops the PWM drive of the DC / DC converter 30 when the current detection value reaches the peak protection threshold Vpt corresponding to the terminal input voltage Vin. The terminal input voltage Vin can be generated so that the terminal input voltage Vin drops from the initial value V1 for start-up to the normal value V2 for steady operation after the lapse of the period T2 after the start of operation of the step-down drive unit 60. It is composed. As a result, in the LED lighting circuit 1 having the PFC 20 which is a boost converter and the DC / DC converter 30 which is a step-down converter, the threshold value for protection is temporarily raised at the time of startup, thereby ensuring the protection function at the steady state. However, it is possible to prevent malfunction of the protective operation due to activation, and proper activation operation is realized with a simple configuration. Further, since the LED lighting device 3 includes the above-mentioned LED lighting circuit 1 and LED 2, the inconvenience due to the malfunction of the protection operation at the start of lighting of the LED 2 is avoided, and the reliability of the operation is improved.

また、本実施形態では、ピーク閾値設定回路７０が、制御電源Ｖｃｃからの電圧をトランジスタ７１によってスイッチングして発振電圧を生成するスイッチング回路（７１〜７４）及びその発振電圧を積分する積分回路（７５〜７８）を備え、制御部８０が、トランジスタ７１のベース（入力端子）に制御信号を出力して発振電圧の積分値を制御するように構成される。これにより、発振電圧のオンデューティを制御することにより、異なる仕様の降圧駆動部６０に対しても、回路定数などのハードウェアを変更することなく、ピーク閾値設定回路７０を適合させることができ、回路の汎用性が高まる。特に、本実施形態のように、スイッチング回路は、定電圧源に接続された抵抗７２及びトランジスタ７１の直列回路からなり、制御部８０がトランジスタ７１の入力端子にＰＷＭ信号Ｓｐを出力するように構成される。これにより、制御部８０がＰＷＭ信号を出力できる構成の場合に、簡素な構成のピーク閾値設定回路７０が実現される。そして、ＰＷＭ信号ＳｐのオンデューティＤを調整することによってピーク保護閾値Ｖｐｔｈなどを適宜設定できるので、汎用性の高い回路が実現される。 Further, in the present embodiment, the peak threshold setting circuit 70 switches the voltage from the control power supply Vcc by the transistor 71 to generate an oscillation voltage (71 to 74) and an integrator circuit (75) that integrates the oscillation voltage. ~ 78), and the control unit 80 is configured to output a control signal to the base (input terminal) of the transistor 71 to control the integrated value of the oscillation voltage. As a result, by controlling the on-duty of the oscillation voltage, the peak threshold value setting circuit 70 can be adapted to the step-down drive unit 60 having different specifications without changing the hardware such as the circuit constant. Increases the versatility of the circuit. In particular, as in the present embodiment, the switching circuit includes a series circuit of a resistor 72 and a transistor 71 connected to a constant voltage source, and the control unit 80 is configured to output a PWM signal Sp to the input terminal of the transistor 71. Will be done. As a result, when the control unit 80 has a configuration in which the PWM signal can be output, the peak threshold value setting circuit 70 having a simple configuration is realized. Then, the peak protection threshold value Vpt or the like can be appropriately set by adjusting the on-duty D of the PWM signal Sp, so that a highly versatile circuit is realized.

さらに、本実施形態では、制御部８０が、降圧駆動部６０よりも先に昇圧駆動部５０を起動させるように構成される。これにより、降圧駆動部６０によって駆動されるＤＣ／ＤＣコンバータ３０のスムーズな起動が確保され、上記の保護動作の誤作動防止の効果が一層確実に得られる。 Further, in the present embodiment, the control unit 80 is configured to activate the step-up drive unit 50 before the step-down drive unit 60. As a result, the DC / DC converter 30 driven by the step-down drive unit 60 is ensured to start smoothly, and the effect of preventing malfunction of the above-mentioned protection operation can be obtained more reliably.

＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、制御部８０がイネーブル信号Ｅｎ１に対してイネーブル信号Ｅｎ２のタイミングを遅延させることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の起動タイミングを適正化する構成を示した。一方、本実施形態では、昇圧出力電圧Ｖｄｃが設定値Ｖｓに達したことに応じて、制御部８０がイネーブル信号Ｅｎ２をハイレベルとしてＤＣ／ＤＣコンバータ３０を起動させる構成を示す。 <Second embodiment>
In the first embodiment, the control unit 80 delays the timing of the enable signal En2 with respect to the enable signal En1 to optimize the start timing of the DC / DC converter 30. On the other hand, in the present embodiment, the control unit 80 activates the DC / DC converter 30 with the enable signal En2 as a high level when the boosted output voltage Vdc reaches the set value Vs.

図４に、本実施形態のＬＥＤ点灯回路１及びそれを用いたＬＥＤ照明装置３を示す。本実施形態のＬＥＤ点灯回路１は、制御部８０がイネーブル信号Ｅｎ１を出力しない点で第１の実施形態のＬＥＤ点灯回路１とは異なる。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。 FIG. 4 shows the LED lighting circuit 1 of the present embodiment and the LED lighting device 3 using the same. The LED lighting circuit 1 of the present embodiment is different from the LED lighting circuit 1 of the first embodiment in that the control unit 80 does not output the enable signal En1. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted.

本実施形態では、電圧検出回路５５によって検出された電圧検出値が、制御部８０に入力される。制御部８０は、電圧検出値が設定値（昇圧出力電圧Ｖｄｃの設定値Ｖｓに対応する値）に達した時点で、イネーブル信号Ｅｎ２をローレベルからハイレベルに切り換える。電圧検出値が設定値に達したか否かは、電圧検出値がその設定値に等しくなったこと、電圧検出値の微分値が実質的にゼロとなったこと、電圧検出値が設定値未満の所定値を超えてから所定時間が経過したことなどによって識別することができる。 In the present embodiment, the voltage detection value detected by the voltage detection circuit 55 is input to the control unit 80. The control unit 80 switches the enable signal En2 from the low level to the high level when the voltage detection value reaches the set value (the value corresponding to the set value Vs of the boost output voltage Vdc). Whether or not the voltage detection value has reached the set value is that the voltage detection value is equal to the set value, the differential value of the voltage detection value is substantially zero, and the voltage detection value is less than the set value. It can be identified by the fact that a predetermined time has passed since the predetermined value of was exceeded.

図５に、本実施形態のＬＥＤ点灯回路１の動作を示す。図５は、上段から、イネーブル信号Ｅｎ２、ＰＷＭ信号ＳｐのオンデューティＤ、端子入力電圧Ｖｉｎ、昇圧出力電圧Ｖｄｃ及びＬＥＤ２のＬＥＤ電流を示し、その横軸は時間を示す。時刻ｔ０において、ＬＥＤ点灯回路１の入力電源ＡＣが投入される。 FIG. 5 shows the operation of the LED lighting circuit 1 of the present embodiment. FIG. 5 shows the enable signal En2, the on-duty D of the PWM signal Sp, the terminal input voltage Vin, the boosted output voltage Vdc, and the LED current of the LED2 from the upper row, and the horizontal axis thereof shows the time. At time t0, the input power AC of the LED lighting circuit 1 is turned on.

時刻ｔ１において、制御部８０が起動する。この時点で、制御部８０は、イネーブル信号Ｅｎ２をローレベルとする。すなわち、時刻ｔ０以降は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が停止した状態で、ＰＦＣ２０が動作する。また、制御部８０は、オンデューティＤを初期値Ｄ１とする。 At time t1, the control unit 80 is activated. At this point, the control unit 80 sets the enable signal En2 to a low level. That is, after time t0, the PFC 20 operates with the DC / DC converter 30 stopped. Further, the control unit 80 sets the on-duty D to the initial value D1.

時刻ｔ５において、ＰＦＣ２０の動作が安定し、昇圧出力電圧Ｖｄｃが設定値Ｖｓで一定となる。また、時刻ｔ５において、制御部８０は、昇圧出力電圧Ｖｄｃが設定値に達したことを電圧検出値に基づいて識別すると、イネーブル信号Ｅｎ２をハイレベルに切り換える。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が起動し、ＬＥＤ２にＬＥＤ電流が流れ始める。時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間Ｔ２において、制御部８０は、オンデューティＤを初期値Ｄ１に維持する。したがって、期間Ｔ２においては、端子入力電圧Ｖｉｎは、定常動作用の通常値Ｖ２よりも高い起動用の初期値Ｖ１に維持される。なお、期間Ｔ２においては、端子入力電圧Ｖｉｎが定常時よりも増加された状態にあるため、オフタイミング閾値Ｖｏｆｆも定常時よりも増加した状態となる。したがって、降圧駆動部６０の他の機能の作用がない限り（例えば、ゲート信号について固定のオフ期間が適用される場合）、ＬＥＤ電流は、定常動作用の設定よりも若干増加した値となり得る。 At time t5, the operation of the PFC 20 becomes stable, and the boosted output voltage Vdc becomes constant at the set value Vs. Further, at time t5, when the control unit 80 identifies that the boost output voltage Vdc has reached the set value based on the voltage detection value, the control unit 80 switches the enable signal En2 to a high level. As a result, the DC / DC converter 30 is activated, and the LED current starts to flow in the LED 2. During the period T2 from the time t5 to the time t6, the control unit 80 maintains the on-duty D at the initial value D1. Therefore, during the period T2, the terminal input voltage Vin is maintained at the initial value V1 for start-up, which is higher than the normal value V2 for steady operation. In the period T2, since the terminal input voltage Vin is in a state of being increased from the steady state, the off-timing threshold value Voff is also in a state of being increased from the steady state. Therefore, the LED current can be slightly higher than the steady-state setting, unless other functions of the buck drive 60 act (eg, when a fixed off period is applied for the gate signal).

時刻ｔ６において、第１の実施形態の時刻ｔ４と同様に、制御部８０は、オンデューティＤを定常値Ｄ２に切り換える。これにより、定常動作状態が得られる。このように、降圧駆動部６０の起動直後に、一時的にピーク保護閾値Ｖｐｔｈが定常時の値よりも高くなるように制御される。なお、本実施形態では、ＰＦＣ２０の起動からＤＣ／ＤＣコンバータ３０の起動までの期間Ｔ１（＝時刻ｔ５−時刻ｔ１）を、第１の実施形態の期間Ｔ１（＝時刻ｔ２−時刻ｔ１）よりも短くすることが可能である。また、本実施形態の期間Ｔ２（＝時刻ｔ６−時刻ｔ５）は、第１の実施形態の期間Ｔ２（＝時刻ｔ３−時刻ｔ２）と同じであればよい。 At time t6, the control unit 80 switches the on-duty D to the steady-state value D2, as at time t4 of the first embodiment. As a result, a steady operating state can be obtained. In this way, immediately after the step-down drive unit 60 is activated, the peak protection threshold value Vpt is temporarily controlled to be higher than the value at the steady state. In the present embodiment, the period T1 (= time t5-time t1) from the activation of the PFC 20 to the activation of the DC / DC converter 30 is set to be larger than the period T1 (= time t2-time t1) of the first embodiment. It can be shortened. Further, the period T2 (= time t6-time t5) of the present embodiment may be the same as the period T2 (= time t3-time t2) of the first embodiment.

以上のように、本実施形態のＬＥＤ点灯回路１では、電圧検出回路５５が、昇圧出力電圧Ｖｄｃを検出して電圧検出値を生成し、電圧検出値が設定値に達した場合に、制御部８０が、降圧駆動部６０を起動させるように構成される。この構成によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、昇圧駆動部５０がイネーブル端子を有しない場合にも、昇圧駆動部５０の動作に対する降圧駆動部６０の起動タイミングの適正化が可能となる。また、昇圧出力電圧Ｖｄｃが設定値に達するタイミングに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ３０の起動タイミングが決定されるので、ＰＦＣ２０が起動してからＤＣ／ＤＣコンバータ３０が起動するまでの期間（Ｔ１＋Ｔ２）を最短化してＬＥＤ２の点灯開始を迅速化することができる。 As described above, in the LED lighting circuit 1 of the present embodiment, the voltage detection circuit 55 detects the boosted output voltage Vdc and generates a voltage detection value, and when the voltage detection value reaches the set value, the control unit The 80 is configured to activate the step-down drive unit 60. With this configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, even when the step-up drive unit 50 does not have an enable terminal, it is possible to optimize the start timing of the step-down drive unit 60 with respect to the operation of the step-up drive unit 50. Further, since the start timing of the DC / DC converter 30 is determined based on the timing when the boosted output voltage Vdc reaches the set value, the period (T1 + T2) from the start of the PFC 20 to the start of the DC / DC converter 30 is set. It is possible to shorten the time and speed up the start of lighting of the LED 2.

＜変形例＞
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明は、例えば以下に示すように種々の態様に変形可能である。 <Modification example>
Although the preferred embodiments of the present invention have been shown above, the present invention can be transformed into various aspects as shown below, for example.

（１）ピーク閾値設定回路７０の変形
上記各実施形態では、ピーク閾値設定回路７０として、ＰＷＭ制御された矩形波電圧を積分する構成を示したが、他の構成が採用されてもよい。例えば、ピーク閾値設定回路７０のスイッチング回路部分に誘導素子（インダクタ）又は容量素子（コンデンサ）が付加されて、スイッチング回路の出力電圧波形が正弦波、三角波などとなるように構成されてもよい。すなわち、ピーク閾値設定回路７０は、定電圧源からの電圧をトランジスタ７１によってスイッチングして発振電圧を生成する回路であればよい。また、上記各実施形態では、発振電圧（矩形波電圧）のオンデューティの代わりに、又はそれとともに振幅が制御されるようにしてもよい。 (1) Modification of Peak Threshold Setting Circuit 70 In each of the above embodiments, the peak threshold setting circuit 70 is configured to integrate a PWM-controlled square wave voltage, but other configurations may be adopted. For example, an induction element (inductor) or a capacitance element (capacitor) may be added to the switching circuit portion of the peak threshold setting circuit 70 so that the output voltage waveform of the switching circuit becomes a sine wave, a triangular wave, or the like. That is, the peak threshold setting circuit 70 may be a circuit that generates an oscillation voltage by switching the voltage from the constant voltage source by the transistor 71. Further, in each of the above embodiments, the amplitude may be controlled instead of or in addition to the on-duty of the oscillation voltage (rectangular wave voltage).

また、制御部８０がアナログ値を出力できる場合、すなわち制御部８０のマイコンがアナログ出力ポートを有する場合には、図６Ａに示すように、そのアナログ出力ポートＰａからアナログ値が端子入力電圧Ｖｉｎとして（適宜の抵抗を介して）閾値設定端子Ｐ１６に入力されるようにしてもよい。図６Ａの例の場合、制御部８０は、期間Ｔ２の経過時までに起動用の初期値Ｖ１のアナログ値を出力し、期間Ｔ２の経過時から定常動作用の通常値Ｖ２のアナログ値を出力する。 Further, when the control unit 80 can output an analog value, that is, when the microcomputer of the control unit 80 has an analog output port, as shown in FIG. 6A, the analog value is set as the terminal input voltage Vin from the analog output port Pa. It may be input to the threshold setting terminal P16 (via an appropriate resistor). In the case of the example of FIG. 6A, the control unit 80 outputs the analog value of the initial value V1 for activation by the lapse of the period T2, and outputs the analog value of the normal value V2 for steady operation from the lapse of the period T2. To do.

また、イネーブル信号Ｅｎ２のハイレベルへの遷移後から所定の時定数で端子入力電圧Ｖｉｎが低下するようにしてもよい。図６Ｂに示すように、トランジスタ７１の前段に抵抗９１及びコンデンサ９２からなるＲＣタイマ回路が接続され、コンデンサ９２の電圧がトランジスタ７１のベースに入力される。トランジスタ７１のエミッタとグランドＧの間に抵抗９３が接続される。ＲＣタイマ回路にはイネーブル信号Ｅｎ２のハイレベルへの遷移と同じタイミングでハイレベルとなる電圧が印加される。これにより、降圧駆動部６０が起動してから所定の時定数で端子入力電圧Ｖｉｎが漸減し、その後、端子入力電圧Ｖｉｎは定常動作用の通常値Ｖ２となる。本変形例の構成は、制御部８０がタイマ機能を持たない回路（例えば、アナログ回路）で構成される場合に有用となり得る。ただし、本変形例の場合、降圧駆動部６０の仕様の変更に応じて抵抗７３、７４及び９３の抵抗値の変更を要し得ることに留意する必要がある。 Further, the terminal input voltage Vin may be lowered by a predetermined time constant after the transition of the enable signal En2 to the high level. As shown in FIG. 6B, an RC timer circuit including a resistor 91 and a capacitor 92 is connected to the front stage of the transistor 71, and the voltage of the capacitor 92 is input to the base of the transistor 71. A resistor 93 is connected between the emitter of the transistor 71 and the ground G. A high level voltage is applied to the RC timer circuit at the same timing as the transition of the enable signal En2 to the high level. As a result, the terminal input voltage Vin gradually decreases at a predetermined time constant after the step-down drive unit 60 is started, and then the terminal input voltage Vin becomes the normal value V2 for steady operation. The configuration of this modification may be useful when the control unit 80 is configured by a circuit having no timer function (for example, an analog circuit). However, in the case of this modification, it should be noted that the resistance values of the resistors 73, 74 and 93 may need to be changed according to the change in the specifications of the step-down drive unit 60.

（２）昇圧駆動部５０及び降圧駆動部６０の制御ＩＣに関する変形
上記各実施形態では、昇圧駆動部５０及び降圧駆動部６０に関して、一般的な制御ＩＣを例として説明したが、上述した各動作が実現される限り、仕様は変更されてもよい。例えば、イネーブル信号がハイレベルの場合にＰＷＭ駆動が実行され、ローレベルの場合にＰＷＭ駆動が停止される構成を示したが、イネーブル信号がローレベルの場合にＰＷＭ駆動が実行され、ハイレベルの場合にＰＷＭ駆動が停止されるようにしてもよい。この場合、イネーブル信号（Ｅｎ１、Ｅｎ２）の論理は反転される。また、降圧駆動部６０の内部構成、例えば、コンパレータ６１及び６２の論理とロジック回路６３の論理との対応関係も適宜変更可能である。 (2) Modification of Control IC of Boost Drive Unit 50 and Step-Down Drive Unit 60 In each of the above embodiments, a general control IC has been described as an example for the step-up drive unit 50 and the step-down drive unit 60, but each operation described above has been described. Specifications may be changed as long as For example, a configuration was shown in which PWM drive is executed when the enable signal is high level and PWM drive is stopped when the enable signal is low level, but PWM drive is executed when the enable signal is low level and the high level. In some cases, the PWM drive may be stopped. In this case, the logic of the enable signals (En1, En2) is inverted. Further, the internal configuration of the step-down drive unit 60, for example, the correspondence between the logic of the comparators 61 and 62 and the logic of the logic circuit 63 can be changed as appropriate.

また、上記各実施形態では、降圧駆動部６０において、ピーク保護閾値Ｖｐｔｈ及びオフタイミング閾値Ｖｏｆｆが連動的に設定される構成を示したが、これらのピーク保護閾値Ｖｐｔｈがオフタイミング閾値Ｖｏｆｆから独立して設定可能な制御ＩＣが用いられてもよい。この場合には、ピーク保護閾値Ｖｐｔｈが上述したように設定されれば、オフタイミング閾値Ｖｏｆｆは動作期間を通じて一定となるように制御されてもよい。 Further, in each of the above embodiments, the step-down drive unit 60 shows a configuration in which the peak protection threshold value Vpt and the off-timing threshold value Voff are set in conjunction with each other, but these peak protection threshold value Vpts are independent of the off-timing threshold value Voff. A control IC that can be set may be used. In this case, if the peak protection threshold Vpt is set as described above, the off-timing threshold Voff may be controlled to be constant throughout the operation period.

１ＬＥＤ点灯回路
２ＬＥＤ
３ＬＥＤ照明装置
２０力率改善回路（昇圧コンバータ）
３０ＤＣ／ＤＣコンバータ（降圧コンバータ）
３５電流検出回路
４０補助電源回路
５０昇圧駆動部
５５電圧検出回路
６０降圧駆動部
７０ピーク閾値設定回路
８０制御部
1 LED lighting circuit 2 LED
3 LED lighting device 20 power factor improvement circuit (boost converter)
30 DC / DC converter (step-down converter)
35 Current detection circuit 40 Auxiliary power supply circuit 50 Boost drive unit 55 Voltage detection circuit 60 Step-down drive unit 70 Peak threshold setting circuit 80 Control unit

Claims

ＬＥＤ点灯回路であって、
入力電源電圧を昇圧する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータの昇圧出力電圧から直流電流を生成してＬＥＤに供給する降圧コンバータと、
前記降圧コンバータのスイッチング電流を検出して電流検出値を生成する電流検出回路と、
第１の端子及び第２の端子を有し、前記第２の端子の端子入力電圧に対応してピーク保護閾値を決定し、前記第１の端子に入力される前記電流検出値に基づいて前記降圧コンバータのＰＷＭ駆動を制御し、前記電流検出値が前記ピーク保護閾値に達した場合に前記ＰＷＭ駆動を停止させる降圧駆動部と、
前記第２の端子に可変の前記端子入力電圧を印加可能なピーク閾値設定回路と、
前記降圧駆動部が動作を開始してから所定期間の経過後に前記端子入力電圧を起動用の初期値から定常動作用の通常値に低下させるように前記ピーク閾値設定回路を制御する制御部と
を備えたＬＥＤ点灯回路。 It is an LED lighting circuit
A boost converter that boosts the input power supply voltage and
A step-down converter that generates a direct current from the step-up output voltage of the step-up converter and supplies it to the LED.
A current detection circuit that detects the switching current of the buck converter and generates a current detection value,
It has a first terminal and a second terminal, determines a peak protection threshold value corresponding to the terminal input voltage of the second terminal, and is said to be based on the current detection value input to the first terminal. A step-down drive unit that controls the PWM drive of the step-down converter and stops the PWM drive when the current detection value reaches the peak protection threshold value.
A peak threshold value setting circuit capable of applying a variable terminal input voltage to the second terminal,
A control unit that controls the peak threshold value setting circuit so as to reduce the terminal input voltage from the initial value for start-up to the normal value for steady operation after a lapse of a predetermined period from the start of operation of the step-down drive unit. Equipped LED lighting circuit.

前記ピーク閾値設定回路が、定電圧源からの電圧をトランジスタによってスイッチングして発振電圧を生成するスイッチング回路と、前記発振電圧を積分する積分回路とを備え、
前記制御部が、前記トランジスタの入力端子に制御信号を出力して前記発振電圧の積分値を制御するように構成された、請求項１に記載のＬＥＤ点灯回路。 The peak threshold setting circuit includes a switching circuit that generates an oscillation voltage by switching a voltage from a constant voltage source with a transistor, and an integration circuit that integrates the oscillation voltage.
The LED lighting circuit according to claim 1, wherein the control unit outputs a control signal to an input terminal of the transistor to control an integrated value of the oscillation voltage.

前記スイッチング回路が、前記定電圧源に接続された抵抗及びトランジスタの直列回路からなり、前記制御信号がＰＷＭ信号である、請求項２に記載のＬＥＤ点灯回路。 The LED lighting circuit according to claim 2, wherein the switching circuit includes a series circuit of a resistor and a transistor connected to the constant voltage source, and the control signal is a PWM signal.

前記昇圧コンバータを駆動する昇圧駆動部をさらに備え、
前記制御部が、前記降圧駆動部よりも先に前記昇圧駆動部を起動させるように構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯回路。 A boost drive unit for driving the boost converter is further provided.
The LED lighting circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit is configured to activate the step-up drive unit before the step-down drive unit.

前記昇圧出力電圧を検出して電圧検出値を生成する電圧検出回路をさらに備え、
前記電圧検出値が設定値に達した場合に、前記制御部が前記降圧駆動部を起動させるように構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯回路。 A voltage detection circuit that detects the boosted output voltage and generates a voltage detection value is further provided.
The LED lighting circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit activates the step-down drive unit when the voltage detection value reaches a set value.

請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤ点灯回路と、前記ＬＥＤとを備えたＬＥＤ照明装置。

An LED lighting device comprising the LED lighting circuit according to any one of claims 1 to 5 and the LED.