JP7099360B2 - Led駆動回路 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施形態のLED駆動回路1は、並列に接続される2つのLED光源2(1),2(2)を駆動対象とする。LED光源2のアノードは、DC-DCコンバータ3の正側出力端子にシャント抵抗回路4を介して接続されている。シャント抵抗回路4は、2つの抵抗素子5及び6が直列に接続されて構成されている。LED光源2(1),2(2)のカソードは、それぞれNチャネルMOSFET7(1),7(2)を介してDC-DCコンバータ3の負側端子に接続されている。
Vout≒Vin/(1-D) …(1)
となり、D’=1-Dとすると、
Vout≒Vin/D’ …(2)
となる。よって、微小なデューティの変化量ΔD’に対する出力電圧Voutの変化は、1/D’2に比例する。
Vout=Iout×(Rs1+Rs2+RL)+VF’ …(3)
となり、(3)式を変形させると
Iout=(Vout-VF’)/(Rs1+Rs2+RL) …(4)
となる。
Visense1=Iout×Rs1 …(5-1)
Visense2=Iout×(Rs1+Rs2) …(5-2)
となる。よって、フィードバック演算部20で付与される制御ゲインをGとすると、図1に破線で示す制御系ループの一巡ゲインは、
G∝1/D’2×Rs1/(Rs1+Rs2+RL) …(6)
又は
G∝1/D’2×(Rs1+Rs2)/(Rs1+Rs2+RL) …(7)
となる。
以下、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。第2実施形態は、図4に示すように、電流検出部が2つの差動アンプ23(1),23(2)を用いる構成であり、図4A~図4Dにて接続形態のバリエーションを示す。図4Aに示す電流検出部24Aでは、差動アンプ23(1)の各入力端子を抵抗素子6の両端に接続し、差動アンプ23(2)の非反転入力端子を抵抗素子5の電源側端子に、同反転入力端子を抵抗素子6の負荷側端子に接続している。そして、セレクタ16の各入力端子を、差動アンプ23(1),23(2)の出力端子にそれぞれ接続している。
第3実施形態は、DC-DCコンバータのバリエーションを示す。図5Aに示すDC-DCコンバータ31Aは、正側入力端子と負側端子との間に接続されるNチャネルMOSFET32及び逆方向のダイオード33の直列回路34と、正側出力端子と負側端子との間に接続される逆方向のダイオード35及びNチャネルMOSFET36の直列回路37とを備える。インダクタ11は、各直列回路34,37の共通接続点間に接続されている。すなわち、DCコンバータ31Aは昇降圧型である。尚、図中に破線で示す「負荷」は、シャント抵抗回路4以降の負荷側の構成に対応する。
図6に示すLED駆動回路51は、LED光源2(3)を加えて駆動対象を3つのLED光源2とした構成である。LED光源2(3)の照度は、LED光源2(1),2(2)の中間であるものとする。すなわち、Iout1>Iout3>Iout2となる。これに伴い、FET7(3)が追加され、LED負荷切替制御部52は、FET7(3)も駆動制御する。
図7に示すLED駆動回路61は、第4実施形態と同様に駆動対象を3つのLED光源2とした構成であるが、電流検出部62は、第2実施形態のように2つの差動アンプ23(1)及び23(2)と加算部25とを用いて構成されている。差動アンプ23(1),23(2)の入力端子は、それぞれ抵抗素子6,5の両端に接続されている。
図8に示すLED駆動回路71も、第4実施形態と同様に駆動対象を3つのLED光源2とした構成であるが、シャント抵抗回路72は、もう1つの抵抗素子73を備えている。それに伴い、電流検出部74は、第3の差動アンプ23(3)備えている。差動アンプ23(3)の各入力端子は、シャント抵抗回路72の両端に接続されており、差動アンプ23(3)の出力端子は、加算部25に替わってセレクタ54の入力端子に接続されている。以上が制御部75を構成している。
図9に示すLED駆動回路81は、光源としては一体に構成されているLED光源82を駆動対象とする。LED光源82は、第1実施形態のLED光源2(1)及び2(2)に相当するLED素子を直列に接続した構成であり、前者を第1光源部82H,後者を第2光源部82Lと称する。
図10に示す第8実施形態は、第1実施形態のLED駆動回路1により、単一のLED光源2(1)を、2段階の電流Iout1,Iout2で駆動する構成である。電流検出部15は、LED光源2(1)を電流Iout1で駆動する際には差電圧Rs1×Iout1を検出し、電流Iout2で駆動する際には、差電圧(Rs1+Rs2)×Iout2を検出する。この場合、具体数値例を第7実施形態と同様に設定すれば、それぞれの差電圧は同様に何れも0.1Vになり、検出精度及びダイナミックレンジを確保できる。
駆動対象とするLED光源は、4つ以上でも良い。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Claims (4)
- 1つ以上のLED素子を有してなる1つ以上のLED光源(2(1),2(2),2(3),82)を駆動対象とするもので、
DC-DCコンバータと、
前記LED光源について選択された駆動形態に応じて、前記DC-DCコンバータ(3)からの駆動電流がLED光源に通電される状態を変化させる駆動制御部(9,84)と、
前記DC-DCコンバータと、前記LED光源との間の通電経路に配置される複数の抵抗素子(5,6,73)からなる直列抵抗回路(4,72)と、
この直列抵抗回路において発生する差電圧に基づいて、前記駆動電流を検出する電流検出部(15,53,62,74)と、
前記直列抵抗回路と前記電流検出部との間に配置され、前記電流検出部に接続される抵抗素子の直列個数を切替える抵抗数切替部(16)と、
検出された駆動電流が、駆動対象に応じた目標電流となるように、前記DC-DCコンバータのスイッチング動作を制御するスイッチング制御部(26)とを備え、
前記スイッチング制御部は、前記選択された駆動形態に応じて前記抵抗数切替部を制御し、前記直列個数を切替えるLED駆動回路。 - 並列に接続される複数のLED光源(2(1),2(2),2(3)を駆動対象とし、
前記駆動制御部は、前記DC-DCコンバータからの駆動電流を、前記複数のLED光源の1つに選択的に供給するように制御し、
前記スイッチング制御部は、前記駆動制御部により選択されたLED光源に応じて前記直列個数を切替える請求項1記載のLED駆動回路。 - 前記スイッチング制御部は、検出された駆動電流が、駆動対象に応じた目標電流となるように制御するためのエラーアンプ(18)を備え、
前記駆動電流の大小に応じて、前記直列抵抗回路,前記エラーアンプ及び前記DC-DCコンバータを含む通電経路のゲインを調整するように前記直列個数を切替える請求項1又は2記載のLED駆動回路。 - 前記スイッチング制御部(5)は、動作抵抗値が小さいLED光源を駆動する際には、前記ゲインが低くなるように前記直列個数を切替え、
前記動作抵抗値が大きいLED光源を駆動する際には、前記ゲインが高くなるように前記直列個数を切替える請求項2を引用する請求項3記載のLED駆動回路。
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