JP7147656B2 - 負荷駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ：light emitting diodeという）で構成されるＬＥＤ照明などのＬＥＤ負荷の駆動を行う負荷駆動装置に関するものである。

従来、特許文献１において、フィラメントタイプのランプを負荷として、負荷の駆動を行う負荷駆動回路が開示されている。この負荷駆動回路は、ランプに印加される電源電圧から算出されたデューティ比でランプを駆動することで、ランプの照度が一定範囲内となるようにし、ランプのちらつきを防止している。

一方、特許文献２において、ＬＥＤ負荷を駆動する駆動装置において、特許文献１と同様に、電源電圧から算出されたデューティ比でＬＥＤを駆動することにより、ちらつきを防止する技術が提案されている。この駆動装置では、ＬＥＤの順方向での電圧降下幅をＶｆ［Ｖ］、電源電圧をＶＢ［Ｖ］とし、デューティ比を１００％として目標電圧Ｖｘ［Ｖ］でＬＥＤを駆動した場合の照度となるようにするデューティ比をＴｉを次式に基づいて設定している。なお、ＬＥＤの順方向での電圧降下幅Ｖｆ［Ｖ］については、メモリなどに予め記憶した固定値としている。

（数１）
Ｔｉ＝（Ｖｘ－Ｖｆ）／（ＶＢ―Ｖｆ）

特開２０１１－１１９２３６号公報 特開２０１８－６１８７号公報

しかしながら、ＬＥＤの場合、ダイオード特性の影響を受けるため、特許文献１のように、単にＬＥＤに印加される電源電圧に基づいてデューティ比を算出したとしても、ちらつき防止を的確に行うことができない。

また、特許文献２のように電源電圧ＶＢ［Ｖ］と予め固定値として記憶しておいた電圧降下幅Ｖｆ［Ｖ］のみによってデューティ比を設定しても、実際には、ＬＥＤでの降下電圧はＬＥＤの段数や電圧温度依存性を有しているため、適切なデューティ比を設定できない。このため、段数の異なる複数のＬＥＤによるＬＥＤランプを負荷として有している場合に、照度を一定に保つことができなかった。

本発明は上記点に鑑みて、ＬＥＤで構成されるＬＥＤ負荷を駆動する負荷駆動装置において、段数の異なる複数のＬＥＤでＬＥＤ負荷が構成されていても、ちらつきを抑制することができるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、駆動指示信号が入力されると、電源電圧に基づいて制限抵抗（６１ｂ、６２ｂ）と所定の段数を有する発光ダイオード（６１ａ、６２ｂ）とが直列接続された負荷（６０）の駆動に用いられる負荷駆動装置であって、電源電圧を検出する電圧検出部（２３）と、ＬＥＤの電圧降下幅の電圧依存性のデータを記憶した記憶部（２５）と、駆動指示信号が入力されると、電圧検出部での電圧検出結果と記憶部に記憶された電圧依存性のデータとに基づいて、駆動信号のデューティ比を算出する制御部（２１）と、制御部で算出されたデューティ比で駆動信号を出力する負荷駆動出力部（２２）と、駆動信号に基づいてデューティ比に応じたオンオフ駆動がなされることで電源電圧を負荷に対して印加し、ＬＥＤによる照明が行われるようにする駆動デバイス（５０）と、を有し、記憶部は、電圧依存性のデータとして、ＬＥＤの電圧降下幅をＶｆ、電圧依存性をΔＶｆｖ、ＬＥＤを一定の照度とする際の目標電圧をＶｘを記憶しており、制御部は、電源電圧をＶＢとして、デューティ比Ｔｉを、後述する数式３により算出することを特徴としている。

このように、負荷駆動装置に駆動対象となるＬＥＤ負荷の特性を記憶してあり、電源電圧の変動に対応した電圧降下幅の変化量を加味してデューティ比Ｔｉを算出している。これにより、複数のＬＥＤ負荷がＬＥＤの段数が異なったものとされていても、ちらつきを抑制することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、記憶部は、電圧依存性のデータとして、ＬＥＤの電圧降下幅をＶｆ、電圧依存性をΔＶｆｖ、ＬＥＤを一定の照度とする際の目標電圧をＶｘ、ＬＥＤの段数をｎとして記憶しており、制御部は、電源電圧をＶＢとして、デューティ比Ｔｉを、後述する数式４により算出することを特徴としている。

このように、電源電圧ＶＢの変動に対応した電圧降下幅の変化量に加えてＬＥＤの段数を加味してデューティ比Ｔｉを算出することで、ちらつきを更に抑制することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、周辺温度を検出する温度検出部（２４）を有し、記憶部は、ＬＥＤの温度依存性のデータも記憶しており、制御部は、駆動指示信号が入力されると、電圧検出部での電圧検出結果と記憶部に記憶された電圧依存性のデータに加えて、温度依存性のデータに基づいて、駆動信号のデューティ比を算出しており、温度依存性をΔＶｆｔ、周辺温度をＴｘ、ＬＥＤを一定の照度とする際の目標温度をＴａとして、デューティ比を算出するための数式のうちの分母を、さらにΔＶｆｔ（Ｔａ－Ｔｘ）を差し引いた値として、デューティ比Ｔｉを算出することを特徴としている。

このように、電源電圧の変動やＬＥＤの段数に加えて、温度の変動に対応した電圧降下幅の変化量を加味してデューティ比Ｔｉを算出することができる。このようにすれば、一層ちらつきを抑制することが可能となる。

上記請求項１ないし３に記載の負荷駆動装置は、例えば、請求項４に記載したように、負荷に対応して１つずつ備えられるようにすることができる。

また、上記請求項１ないし３に記載の負荷駆動装置は、請求項５または６に記載したように、異なる段数のＬＥＤで構成された複数の負荷の駆動に用いられる共通のものとされても良い。

その場合、請求項５に示したように、駆動デバイスを複数の負荷それぞれに対応した数備え、記憶部にて、複数の負荷ごとにデータを記憶し、制御部にて、複数の負荷ごとにデューティ比Ｔｉを算出し、複数の負荷と算出したデューティ比Ｔｉとを紐付けして負荷駆動出力部に出力すると共に、負荷駆動出力部にて、複数の負荷ごとに、紐付けられたデューティ比Ｔｉで駆動信号を出力することで、対応する駆動デバイスをオンオフ駆動することができる。

また、請求項６に示したように、負荷駆動出力部および駆動デバイスを複数の負荷それぞれに対応した数備え、記憶部にて、複数の負荷ごとにデータを記憶し、制御部にて、複数の負荷ごとにデューティ比Ｔｉを算出し、複数の負荷のうち対応する負荷の駆動に用いられる負荷駆動出力部に対して該負荷と対応するデューティ比Ｔｉを出力すると共に、負荷駆動出力部にて、デューティ比Ｔｉで駆動信号を出力することで、対応する駆動デバイスをオンオフ駆動することができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態にかかる負荷駆動装置のブロック構成を示した図である。 ＬＥＤが１段の場合のＬＥＤ負荷の回路図である。 ＬＥＤが３段の場合のＬＥＤ負荷の回路図である。 電源電圧の変動に対する電流変化量の関係をＬＥＤ負荷を構成するＬＥＤの段数を変えて調べた結果を示す図である。 周辺温度の変動に対する電流変化量の関係をＬＥＤ負荷を構成するＬＥＤの段数を変えて調べた結果を示す図である。 第２実施形態にかかる負荷駆動装置のブロック構成を示した図である。 第３実施形態にかかる負荷駆動装置のブロック構成を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる負荷駆動装置について説明する。図１は、負荷駆動装置１０のブロック構成を示した図である。この図を参照して、まず負荷駆動装置１０の構成について説明する。なお、本実施形態では、ＬＥＤ負荷毎に負荷駆動装置１０が備えられる形態について説明する。図１は、そのうちの１つのＬＥＤ負荷に対して備えられた負荷駆動装置１０のみを示しているが、各負荷駆動装置１０は同じ構成とされている。

図１に示す負荷駆動装置１０は、複数備えられるＬＥＤ負荷６０ごとに備えられ、制御用の集積回路（以下、制御ＩＣという）２０、電圧検出回路３０、温度検出回路４０および駆動デバイス５０を備えた構成とされている。

制御ＩＣ２０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えたマイクロコンピュータで構成され、所定の電圧（例えば５Ｖ）で駆動される。本実施形態の場合、制御ＩＣ２０は、制御部２１、負荷駆動出力部２２、電圧検出部２３、温度検出部２４、不揮発性メモリ２５等を有し、駆動指示信号に基づいてＬＥＤ負荷６０を駆動する。

制御部２１は、例えば車両からの駆動指示信号に基づいてデューティ比を算出し、ＬＥＤ負荷を駆動するために、算出されたデューティ比を示す制御信号を負荷駆動出力部２２に出力するものである。具体的には、制御部２１は、電圧検出部２３での電圧検出結果、温度検出部２４での温度検出結果、および、不揮発性メモリ２５に記憶されている各種データに基づいて、デューティ比を設定している。なお、このデューティ比の算出方法の詳細については後述する。

負荷駆動出力部２２は、制御部２１で算出されたデューティ比に応じて駆動デバイス５０をオンオフ駆動するための駆動信号を出力することで、ＬＥＤ負荷６０を駆動する。後述するように、駆動デバイス５０は、スイッチング素子によって構成されるため、負荷駆動出力部２２は、駆動デバイス５０を構成するスイッチング素子を駆動するための所定のデューティ比とされた電圧もしくは電流を駆動信号として出力する。

電圧検出部２３は、電圧検出回路３０で検出された電源電圧ＶＢと対応するモニタ電圧Ｖｓをデジタル値に変換することで電源電圧ＶＢを検出するものであり、ＡＤ変換回路などによって構成されている。制御ＩＣ２０の入力許容電圧が５Ｖ以下となっていることから、上記した電圧検出回路３０にて、電源電圧ＶＢが５Ｖ以下まで分圧されてモニタ電圧Ｖｓが生成されるようになっている。電圧検出部２３は、この電圧検出回路３０で生成されたアナログ値で示されるモニタ電圧Ｖｓをデジタル値に変換し、それを制御部２１に入力している。

温度検出部２４は、温度検出回路４０から伝えられる周辺温度に応じた温度検出信号を入力し、それをデジタル値に変換するものであり、ＡＤ変換回路などによって構成されている。

不揮発性メモリ２５は、記憶部に相当し、制御ＩＣ２０に内蔵されたＲＯＭ等を構成するフラッシュメモリ等の非遷移有形記録媒体であり、各種データが記憶されていて制御部２１で読み出せるようになっている。具体的には、不揮発性メモリ２５は、ＬＥＤ負荷６０の特性として、Ｖｆ［Ｖ］、Ｖｘ［Ｖ］、Ｔｘ［℃］、ΔＶｆｖ［Ｖ／Ｖ］、ΔＶｆｔ［Ｖ／℃］を記憶している。Ｖｆは、ＬＥＤの順方向での電圧降下幅である。Ｖｘは、ＬＥＤ負荷６０の照度を一定とする際の目標電圧であり、目標電圧Ｖｘでデューティ比１００％駆動したときの照度で一定とすることを想定している。Ｔｘは、ＬＥＤ負荷６０の照度を一定とする目標温度であり、目標温度Ｔｘでデューティ比１００％駆動したときの照度で一定とすることを想定している。ΔＶｆｖは、Ｖｆの電圧依存性、つまり電源電圧が１Ｖ変動したときのＶｆの変化量である。ΔＶｆｔは、Ｖｆの温度依存性、つまり周辺温度が１℃変動したときのＶｆの変化量である。

なお、本実施形態の場合、不揮発性メモリ２５に記憶されるＬＥＤ負荷６０の特性は、負荷駆動装置１０の駆動対象となるＬＥＤ負荷６０のものである。このため、各負荷駆動装置１０の不揮発性メモリ２５には、駆動するＬＥＤ負荷６０に対応する特性がそれぞれ別々に記憶されている。

電圧検出回路３０は、電源電圧ＶＢを電源電圧ＶＢに対応するモニタ電圧Ｖｓに変換し、それを電圧検出部２３に入力するものである。例えば、電圧検出回路３０は、分圧抵抗によって構成され、分圧抵抗によって電源電圧ＶＢを分圧してモニタ電圧Ｖｓを生成している。電圧検出回路３０が生成するモニタ電圧Ｖｓは、制御ＩＣ２０への入力許容電圧、例えば５Ｖ以下とされている。

温度検出回路４０は、温度センサなどで構成され、周辺温度に応じた温度検出信号を温度検出部２４に入力するものである。ここでいう周辺温度とは、駆動対象となるＬＥＤ負荷６０の温度と相関があるＬＥＤ負荷６０の周囲の温度のことである。ＬＥＤ負荷６０の温度を直接測定できると好ましいが、直接測定することが難しいことから、温度検出回路４０によってＬＥＤ負荷６０の周辺温度を測定し、それをＬＥＤ負荷６０の温度としている。勿論、周辺温度をそのままＬＥＤ負荷６０の温度とせずに、例えばその温度に対して所定の係数を掛けて補正したり、予め実験によって調べておいた相関図を用いて周辺温度と対応するＬＥＤ負荷６０の温度を求めたりするようにして、ＬＥＤ負荷６０の温度がより正確に求められるようにしても良い。例えば、温度センサは、多段に並べられたダイオードで構成され、温度特性によってダイオードの順方向での電圧降下幅Ｖｆが変化することに基づいて、周辺温度に応じた温度検出信号を出力する。

駆動デバイス５０は、負荷駆動出力部２２からの駆動信号に基づいてＬＥＤ負荷６０を駆動する駆動電流を供給するものである。例えば、駆動デバイス５０は、ＭＯＳＦＥＴ、トランジスタ、ＩＰＤ（インテリジェントパワーデバイス）などによって構成される。駆動デバイス５０が駆動信号に基づいてデューティ駆動されることで、ＬＥＤ負荷６０に対して供給される駆動電流の平均電流値がＬＥＤ負荷６０の照度を一定とする値に制御されるようになっている。

ＬＥＤ負荷６０は、駆動デバイス５０がデューティ駆動されることでＬＥＤ照明を行うものである。具体的には、ＬＥＤ負荷６０は、駆動デバイス５０がオンされたときに電源電圧ＶＢが印加されることでＬＥＤ照明を行う。ＬＥＤ照明の照度はＬＥＤ負荷６０に供給される平均電流値、つまり単位時間当たりの電流値の大きさに応じて変化し、平均電流値が大きいほど照度が高くなる。そして、駆動デバイス５０の駆動電流のデューティ比に応じて平均電流値が可変となることから、制御部２１で設定されるデューティ比に基づいて、ＬＥＤ負荷６０の照度が調整されるようになっている。

図１ではＬＥＤ負荷６０を１つのみ示してあるが、実際には段数が異なる複数のＬＥＤ負荷６０が備えられており、本実施形態の場合は、その１つ１つが別々の負荷駆動装置１０によって駆動される。図２Ａでは、ＬＥＤ負荷６０として第１負荷６１を備えた構成、図２Ｂでは、ＬＥＤ負荷６０として第２負荷６２を備えた構成をそれぞれ図示してある。第１負荷６１と第２負荷６２は、それぞれ備えられるＬＥＤ６１ａの段数とＬＥＤ６２ａの段数が異なっている。また、第１負荷６１にはＬＥＤ６１ａに対して制限抵抗６１ｂが直列接続され、第２負荷６２にはＬＥＤ６２ａに対して制限抵抗６２ｂが直列接続されている。このため、各ＬＥＤ６１ａ、６２ａに過大な電流が流れないように電流制限がなされている。

以上のようにして、本実施形態にかかる負荷駆動装置１０が構成されている。続いて、本実施形態の負荷駆動装置１０の作動について説明する。

図１に示した負荷駆動装置１０は、例えば車両からの駆動指示信号に基づいて駆動される。例えば、ユーザが車両に備えられている照明点灯スイッチをオフからオンに切り替えると、それに伴ってＬＥＤ負荷６０を駆動してＬＥＤ照明を点灯させるための駆動指示信号が負荷駆動装置１０に入力される。これにより、制御部２１において、電圧検出部２３での電圧検出結果や温度検出部２４での温度検出結果および不揮発性メモリ２５に記憶されている各種データに基づいてデューティ比が設定され、負荷駆動出力部２２よりそのデューティ比とされた電圧もしくは電流の駆動信号が出される。これにより、駆動デバイス５０が駆動信号に基づいてデューティ駆動され、ＬＥＤ負荷６０が駆動されて、ＬＥＤ照明が点灯させられる。

ここで、制御部２１によるデューティ比の算出方法の詳細について説明する。

上記したように、制御部２１は、電圧検出部２３での電圧検出結果や温度検出部２４での温度検出結果および不揮発性メモリ２５に記憶されている各種データに基づいて、次式よりデューティ比Ｔｉを算出している。

（数２）
Ｔｉ＝（Ｖｘ－ｎＶｆ）／
｛ＶＢ－ｎＶｆ－ΔＶｆｖ（ＶＢ－Ｖｘ）－ΔＶｆｔ（Ｔａ－Ｔｘ）｝
ＬＥＤ負荷６０は、構成されるＬＥＤの段数によって、電源電圧ＶＢが同じ電圧値であったとしても、ＬＥＤに流れる電流値が変化する。図３は、図２に示したように、ＬＥＤ６１ａを１段とした第１負荷６１とＬＥＤ６２ａを３段とした第２負荷６２それぞれについて、電源電圧ＶＢを変化させたときの電流変化量を測定した結果を示している。ここでは電源電圧ＶＢが１３Ｖのときを基準として、そこからの電流変化量を図示してある。また、図４は、ＬＥＤ６１ａを１段とした第１負荷６１とＬＥＤ６２ａを３段とした第２負荷６２それぞれについて、周辺温度Ｔａを変化させたときの電流変化量を測定した結果を示している。ここでは周辺温度Ｔａを車両の使用環境として－３０℃～８０℃を想定し、－３０℃のときを基準として、そこからの電流変化量を図示してある。

これらの図に示されるように、１段のＬＥＤ６１ａの場合と、３段のＬＥＤ６２ａの場合とで、電源電圧ＶＢの変化や周辺温度Ｔａの変化に対する電流変化量の傾きが異なっている。このように、電源電圧ＶＢや周辺温度Ｔａが変動した場合、電流変化量が変わることから、単に電源電圧ＶＢを検出して上記した数式１を用いてデューティ比Ｔｉを算出したとしても、ＬＥＤの段数や電源電圧ＶＢや周辺温度Ｔａが変動した場合に対応することができない。

このため、本実施形態では、上記した数式２に基づき、ＬＥＤの段数や電源電圧ＶＢや周辺温度Ｔａが変動した場合を加味したデューティ比Ｔｉが算出されるようにしている。

具体的には、各項におけるＶｆに対して段数ｎを掛け合わせることで、段数に応じた電圧降下幅としている。また、電源電圧ＶＢと目標電圧Ｖｘとの差に対してΔＶｆｖを掛け合わせることで、電源電圧ＶＢと目標電圧Ｖｘとの間に電圧差が有る場合に、その電圧差に対応する電圧降下幅の変化量が得られる。同様に、周辺温度Ｔａと目標温度Ｔｘとの差に対してΔＶｆｔを掛け合わせることで、周辺温度Ｔａと目標温度Ｔｘとの間に温度差が有る場合に、その温度差に対応する電圧降下幅の変化量が得られる。したがって、目標電圧ＶｘからＬＥＤの段数に対応する電圧降下幅Ｖｆを差し引き、それを電源電圧ＶＢからＬＥＤの段数に対応する電圧降下幅Ｖｆと電圧差や温度差に対応する電圧降下幅の変化量を差し引いた値で割ることで、デューティ比Ｔｉを算出している。

なお、このデューティ比Ｔｉについては、第１負荷６１、第２負荷６２それぞれに対して算出され、目標電圧Ｖｘについては同じ電圧とされる。例えば、法規においては、ＬＥＤ寿命などを考慮して、１３．５Ｖの電圧でデューティ比１００％でＬＥＤ駆動を行った場合を上限として、それ以下の電圧でＬＥＤ駆動を行うことが決められている。このため、例えばそれ以下となる１３．０Ｖを目標電圧Ｖｘとして設定している。そして、電源電圧ＶＢが目標電圧Ｖｘより大きい場合であれば、その電圧差ＶＢ－Ｖｘを求め、それに電圧差に対応する電圧降下幅の変化量を掛けることで、数式２の分母の第３項が求められる。

以上説明したように、負荷駆動装置１０に駆動対象となるＬＥＤ負荷６０の特性を記憶してあり、各負荷駆動装置１０でその特性を加味してデューティ比Ｔｉを算出するようにしている。このため、複数のＬＥＤ負荷６０について、ＬＥＤの段数が異なったものとされていても、ちらつきを抑制することが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して複数のＬＥＤ負荷６０が共通の負荷駆動装置１０で駆動されるようにするようにしたものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図５に示すように、本実施形態の負荷駆動装置１０は、ＬＥＤ負荷６０に対応した数の駆動デバイス５０を備えており、負荷駆動出力部２２から各駆動デバイス５０に対して駆動信号が出力されるようになっている。

このような形態では、不揮発性メモリ２５に対して、各ＬＥＤ負荷６０の特性をすべて記憶し、制御部２１で各ＬＥＤ負荷６０の特性に応じたデューティ比Ｔｉを別々に算出する。そして、ＬＥＤ負荷６０ごとの算出結果をどのＬＥＤ負荷６０のデューティ比Ｔｉを示しているかが判るように紐付けして負荷駆動出力部２２に伝え、負荷駆動出力部２２からＬＥＤ負荷６０と対応する駆動デバイス５０に算出結果のデューティ比Ｔｉに応じた駆動信号を出力する。

このようにすることで、共通の負荷駆動装置１０によって複数のＬＥＤ負荷６０を駆動する場合において、複数のＬＥＤ負荷６０がＬＥＤの段数が異なったものとされていても、ちらつきを抑制することが可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して複数のＬＥＤ負荷６０が共通の負荷駆動装置１０で駆動されるようにするようにしたものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図６に示すように、本実施形態の負荷駆動装置１０も、第２実施形態と同様に、ＬＥＤ負荷６０に対応した数の駆動デバイス５０を備えているが、さらに負荷駆動出力部２２もＬＥＤ負荷６０に対応した数備えてある。本実施形態の場合、負荷駆動出力部２２を制御ＩＣ２０から独立させた外付け部品として複数個備えるようにすることで、ＬＥＤ負荷６０の数に合わせ易くしてあるが、制御ＩＣ２０内において複数個備えるようにしても良い。

このように、負荷駆動出力部２２および駆動デバイス５０をＬＥＤ負荷６０の数に対応した数備えるようにしても良い。この場合にも、第２実施形態と同様に、不揮発性メモリ２５に対して、各ＬＥＤ負荷６０の特性をすべて記憶し、制御部２１で各ＬＥＤ負荷６０の特性に応じたデューティ比Ｔｉを別々に算出する。そして、ＬＥＤ負荷６０ごとの算出結果をそのＬＥＤ負荷６０の駆動に用いられる負荷駆動出力部２２に伝え、負荷駆動出力部２２から対応する駆動デバイス５０に算出結果のデューティ比Ｔｉに応じた駆動信号を出力する。このようにしても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、ＬＥＤ負荷６０として、第１負荷６１と第２負荷６２を例に挙げたが、ＬＥＤ負荷６０の数については任意であるし、各ＬＥＤ負荷６０を構成するＬＥＤの段数についても任意である。

また、上記実施形態では、ＬＥＤ負荷６０を構成するＬＥＤの段数、電源電圧ＶＢおよび周辺温度Ｔａが変動した場合のすべてに対応できるようにする例を示している。しかしながら、これらすべてに対応できなくても、少なくとも電源電圧ＶＢの変動に対応した電圧降下幅の変化量を加味して、デューティ比Ｔｉを設定できれば良い。

例えば、電源電圧ＶＢの変動に対応した電圧降下幅の変化量のみを加味してデューティ比Ｔｉを設定する場合には、数式３によってデューティ比Ｔｉを算出すれば良い。また、電源電圧ＶＢの変動に対応した電圧降下幅の変化量に加えてＬＥＤの段数を加味するのであれば、数式４によってデューティ比Ｔｉを算出すれば良い。さらに、電源電圧ＶＢの変動に対応した電圧降下幅の変化量に加えて温度の変動に対応した電圧降下幅の変化量を加味するのであれば、数式５によってデューティ比Ｔｉを算出すれば良い。

（数３）
Ｔｉ＝（Ｖｘ－Ｖｆ）／｛ＶＢ－Ｖｆ－ΔＶｆｖ（ＶＢ－Ｖｘ）｝

（数４）
Ｔｉ＝（Ｖｘ－ｎＶｆ）／｛ＶＢ－ｎＶｆ－ΔＶｆｖ（ＶＢ－Ｖｘ）｝

（数５）
Ｔｉ＝（Ｖｘ－Ｖｆ）／｛ＶＢ－Ｖｆ－ΔＶｆｖ（ＶＢ－Ｖｘ）－ΔＶｆｔ（Ｔａ－Ｔｘ）｝

１０…負荷駆動装置、２０…制御ＩＣ、２１…制御部、２２…負荷駆動出力部、２３…電圧検出部、２４…温度検出部、２５…不揮発性メモリ、３０…電圧検出回路、４０…温度検出回路、５０…駆動デバイス、６０…ＬＥＤ負荷、６１…第１負荷、６１ａ…ＬＥＤ、６１ｂ…制限抵抗、６２…第２負荷、６２ａ…ＬＥＤ、６２ｂ…制限抵抗

Claims (6)

1. 駆動指示信号が入力されると、電源電圧に基づいて制限抵抗（６１ｂ、６２ｂ）と所定の段数を有する発光ダイオード（６１ａ、６２ｂ）とが直列接続された負荷（６０）の駆動を行う負荷駆動装置であって、
   前記電源電圧を検出する電圧検出部（２３）と、
   前記発光ダイオードの電圧降下幅の電圧依存性のデータを記憶した記憶部（２５）と、
   前記駆動指示信号が入力されると、前記電圧検出部での電圧検出結果と前記記憶部に記憶された前記電圧依存性のデータとに基づいて、駆動信号のデューティ比を算出する制御部（２１）と、
   前記制御部で算出された前記デューティ比で前記駆動信号を出力する負荷駆動出力部（２２）と、
   前記駆動信号に基づいて前記デューティ比に応じたオンオフ駆動がなされることで前記電源電圧を前記負荷に対して印加し、前記発光ダイオードによる照明が行われるようにする駆動デバイス（５０）と、を有し、
   前記記憶部は、前記電圧依存性のデータとして、前記発光ダイオードの電圧降下幅をＶｆ、前記電圧依存性をΔＶｆｖ、前記発光ダイオードを一定の照度とする際の目標電圧をＶｘを記憶しており、
   前記制御部は、前記電源電圧をＶＢとして、前記デューティ比Ｔｉを、
   Ｔｉ＝（Ｖｘ－Ｖｆ）／｛ＶＢ－Ｖｆ－ΔＶｆｖ（ＶＢ－Ｖｘ）｝
   で表される数式により算出することを特徴とする負荷駆動装置。
2. 駆動指示信号が入力されると、電源電圧に基づいて制限抵抗（６１ｂ、６２ｂ）と所定の段数を有する発光ダイオード（６１ａ、６２ｂ）とが直列接続された負荷（６０）の駆動を行う負荷駆動装置であって、
   前記電源電圧を検出する電圧検出部（２３）と、
   前記発光ダイオードの電圧降下幅の電圧依存性のデータを記憶した記憶部（２５）と、
   前記駆動指示信号が入力されると、前記電圧検出部での電圧検出結果と前記記憶部に記憶された前記電圧依存性のデータとに基づいて、駆動信号のデューティ比を算出する制御部（２１）と、
   前記制御部で算出された前記デューティ比で前記駆動信号を出力する負荷駆動出力部（２２）と、
   前記駆動信号に基づいて前記デューティ比に応じたオンオフ駆動がなされることで前記電源電圧を前記負荷に対して印加し、前記発光ダイオードによる照明が行われるようにする駆動デバイス（５０）と、を有し、
   前記記憶部は、前記電圧依存性のデータとして、前記発光ダイオードの電圧降下幅をＶｆ、前記電圧依存性をΔＶｆｖ、前記発光ダイオードを一定の照度とする際の目標電圧をＶｘ、前記発光ダイオードの段数をｎとして記憶しており、
   前記制御部は、前記電源電圧をＶＢとして、前記デューティ比Ｔｉを、
   Ｔｉ＝（Ｖｘ－ｎＶｆ）／｛ＶＢ－ｎＶｆ－ΔＶｆｖ（ＶＢ－Ｖｘ）｝
   で表される数式により算出することを特徴とする負荷駆動装置。
3. 周辺温度を検出する温度検出部（２４）を有し、
   前記記憶部は、前記発光ダイオードの温度依存性のデータも記憶しており、
   前記制御部は、
   前記駆動指示信号が入力されると、前記電圧検出部での電圧検出結果と前記記憶部に記憶された前記電圧依存性のデータに加えて、前記温度依存性のデータに基づいて、前記駆動信号のデューティ比を算出しており、
   前記温度依存性をΔＶｆｔ、前記周辺温度をＴｘ、前記発光ダイオードを一定の照度とする際の目標温度をＴａとして、
   前記デューティ比を算出するための前記数式のうちの分母を、さらにΔＶｆｔ（Ｔａ－Ｔｘ）を差し引いた値として、前記デューティ比Ｔｉを算出することを特徴とする請求項１または２に記載の負荷駆動装置。
4. 前記負荷に対応して１つずつ備えられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の負荷駆動装置。
5. 異なる段数の前記発光ダイオードで構成された複数の前記負荷の駆動に用いられ、
   前記駆動デバイスが複数の前記負荷それぞれに対応した数備えられ、
   前記記憶部は、複数の前記負荷ごとに前記データを記憶しており、
   前記制御部は、複数の前記負荷ごとに前記デューティ比Ｔｉを算出し、複数の前記負荷と算出した前記デューティ比Ｔｉとを紐付けして前記負荷駆動出力部に出力し、
   前記負荷駆動出力部は、複数の前記負荷ごとに、紐付けられた前記デューティ比Ｔｉで前記駆動信号を出力することで、対応する前記駆動デバイスをオンオフ駆動することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の負荷駆動装置。
6. 異なる段数の前記発光ダイオードで構成された複数の前記負荷の駆動に用いられ、
   前記負荷駆動出力部および前記駆動デバイスが複数の前記負荷それぞれに対応した数備えられ、
   前記記憶部は、複数の前記負荷ごとに前記データを記憶しており、
   前記制御部は、複数の前記負荷ごとに前記デューティ比Ｔｉを算出し、複数の前記負荷のうち対応する前記負荷の駆動に用いられる前記負荷駆動出力部に対して該負荷と対応する前記デューティ比Ｔｉを出力し、
   前記負荷駆動出力部は、前記デューティ比Ｔｉで前記駆動信号を出力することで、対応する前記駆動デバイスをオンオフ駆動することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の負荷駆動装置。

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