JP4642406B2

JP4642406B2 - 定電流駆動回路

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Publication number: JP4642406B2
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Description

この発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を、目的とする輝度で安定して発光させるための定電流駆動回路に関する。

ＲＧＢ各色のＬＥＤを利用して様々な色を表示するには、各色のＬＥＤを同様の輝度で安定して発光させることが必要となる。ＬＥＤによるカラー表示は、携帯電話等の電子機器で利用されるバックライトの他、自動車のスピードメータ等の照明や、ディスプレイ等の表示装置など、様々な分野で利用が進んでおり、ＬＥＤを安定して発光させることを目的として定電流で駆動するための様々な技術が存在する。例えば、特許文献１は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって、ＲＧＢ各色のＬＥＤを安定駆動するための技術である。

特開２０００−２１４８２５号公報

特許文献１は、ＲＧＢ各色のＬＥＤ毎に定電圧を印加して、各ＬＥＤにおける順方向降下電圧の差異を各ＬＥＤ毎に設けた調整用抵抗で調節することで、定電流での安定した発光を可能とする技術である。携帯電話のような比較的小規模な回路に利用する場合は、このような技術でも十分対応が可能であるが、例えばディスプレイ等の大型の電子機器など、多数のＬＥＤをバックライトとして利用して高輝度を実現する必要がある大規模な回路においては、順方向電圧のバラツキを個別に調整用抵抗で調節することは困難であり、その結果、定電流駆動によりＬＥＤの輝度を均一に保つことができず、輝度ムラ等のディスプレイの画質劣化が発生するという問題があった。

特許文献１では、アノード側にＤ／Ｄコンバータの発生する電圧を印加したＬＥＤのカソード側をスイッチングＦＥＴのドレインに接続し、制御部が、当該スイッチングＦＥＴのゲートにＰＷＭ制御（Pulse Width Modulation）によるパルス電圧を印加してスイッチング動作を制御することによってＬＥＤの駆動を行う。即ちＰＷＭによるパルス電圧のオン、オフにより、ＬＥＤの点灯と消灯を制御する。このとき、Ｄ／Ｄコンバータの制御も制御部が行っている。

しかし、この方法では、ＬＥＤを消灯した状態から点灯するときに問題が生ずることがある。具体的には、ＬＥＤが消灯され電圧の印加もされていない状態から点灯する場合、制御部によりＬＥＤへの定電圧の印加を開始すると同時にスイッチングＦＥＴをオンに制御しても、その瞬間にはＤ／Ｄコンバータによる電圧の発生と印加が開始された状態であるため十分な電圧が得られなかったり、あるいは制御部とＤ／Ｄコンバータの間に残留する電荷の影響を受けてＤ／Ｄコンバータの発生電圧が正確に制御されないといったことがある。そのため、ＬＥＤに流れる電流波形で見た場合、消灯から点灯へ、パルス波形で急峻に立ち上がるように制御しているにも拘わらず、実際には、意図した電流値に至るまでにタイムラグが生じ、その間は徐々に電流値が上昇する電流波形のなまりが生じてしまうことがあった。この場合、所定の電流値に至るまでの間は、ＬＥＤを本来意図した輝度で発光させることができない。ＲＧＢの各色１個ずつのＬＥＤを利用する携帯電話のような小規模回路や、高速な動作を必要としない装置で利用する場合であれば、このような現象が発生しても問題はない。しかし、多数のＬＥＤを直列接続したり大電流駆動型の高輝度ＬＥＤを利用して実現するディスプレイ等の電子機器においては、電流の立ち上がりにつれて輝度が変化する症状が顕著なものとなる。そのため、例えば動画像等を表示する場合など高速な動作を必要とするディスプレイには利用できないという問題があった。

スイッチングＦＥＴによりＬＥＤを消灯しているときにもＬＥＤへ定電圧を印加し続ければ、このような現象を回避することはできる。しかし、この場合、スイッチングＦＥＴをオンにした瞬間に過大なインラッシュ電流が流れ、ＬＥＤ等の回路の構成素子を破壊するおそれがあるという問題があった。

そこで、この発明の課題は、ＰＷＭ制御を利用しながら、全てのＬＥＤを常に定電流で安定して駆動することができる定電流駆動回路を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１の発明は、素子を所定の電流値で駆動するための定電流駆動回路であって、第１のスイッチング素子が繰り返しオンオフさせられることにより、供給される電源電圧から前記素子に印加する高周波パルス状の電圧を発生し、該発生した高周波パルス状の電圧を前記素子に印加する電圧発生手段と、前記高周波パルス状の電圧を印加したときに前記素子に流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出した電流値に従って、前記電圧発生手段の前記素子への断続的な高周波電圧印加の開始および停止を制御する電圧制御手段と、前記発生させた高周波パルス状の電圧が印加されている前記素子の動作を、第２のスイッチング素子によってパルス状に周期的にオンオフ制御する低周波のＰＷＭ制御手段と、を備え、前記電圧発生手段が、前記高周波パルス状の電圧を発生するタイミングと、前記電圧制御手段により制御される、前記素子への断続的な高周波電圧印加の開始および停止のタイミングと、前記低周波のＰＷＭ制御手段が、前記素子の動作をパルス状に周期的にオンオフ制御するタイミングとは、それぞれ独立して定められることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る定電流駆動回路であって、前記素子は発光素子であることを特徴とする。

供給される電源電圧から発生した電圧を、素子に対してパルス状に周期的に印加し、このとき素子に流れる電流値を監視しながら、電圧印加の開始または停止を制御することで、素子への印加電圧を制御することができ、その結果、素子に流れる電流を目的とする所定の電流値に維持することができる。

＜定電流駆動回路の構成＞
図１は、この発明の一の実施の形態に係る定電流駆動回路１を示す構成図である。このように、定電流駆動回路１は、電源１３に接続された昇圧回路部７と、昇圧回路部７に接続されたＬＥＤ群６と、ＬＥＤ群６がドレインに接続されたスイッチングＦＥＴ５と、スイッチングＦＥＴ５のゲートに接続されたＰＷＭ部３と、ソースに接続された抵抗４と、ＰＷＭ部３に接続された制御部２と、ＰＷＭ部３，スイッチングＦＥＴ５のソース，昇圧回路部７および電源１３に接続された定電圧制御部８と、から構成されている。また、昇圧回路部７は、電源１３に接続されたコイル１１と、コイルに接続された整流ダイオード９と、整流ダイオード９に接続されたコンデンサ１０と、コイル１１および定電圧制御部８にドレインおよびゲートが接続されたスイッチングＦＥＴ１２と、から構成される。

電源１３は、ＬＥＤ群６の駆動に利用する直流電圧を得る元になる電源電圧を発生する機能を有する。電源電圧は、これをＬＥＤ群６等の素子に直接印加しても、これらの素子が破壊されることのない電圧値を有している。

昇圧回路部（電圧発生手段）７は、電源１３から供給される電源電圧を昇圧して、ＬＥＤ群６を駆動するのに必要な直流電圧を発生する機能を有する。昇圧回路部７は、内部にコイル７およびスイッチングＦＥＴ１２を有しており、スイッチングＦＥＴ１２のスイッチング動作によりコイル７に発生する誘導電圧を利用して、昇圧したパルス状の直流電圧を得る。このスイッチングＦＥＴ１２は、後述するように、発生した直流電圧のＬＥＤ群６への印加の制御にも利用される。その他の整流ダイオード９およびコンデンサ１０は、安定した所定の直流電圧を発生するための素子である。尚、ここで利用する昇圧回路部７は、供給される電圧を昇圧して所定の直流電圧を発生する機能と、当該直流電圧の印加を制御する機能と、を有するものであれば、図１に示した態様に限らず、他の態様であっても構わない。例えば、図２に示した昇圧回路部１５のような構成であってもよい。

このように、ＬＥＤ群６等の各素子に直接印加されても破損することのない電圧値を有する電源１３を利用することで、昇圧回路部７により定電流駆動回路１の動作を可能としながら、内部に故障があっても、過大な電流が流れて各部が破損するような問題を回避することができる。例えば、昇圧回路部７が破損しても各素子が破損することはないし、スイッチングＦＥＴ５が破損してドレイン−ソース間が短絡してもＬＥＤ群６に電流が流れ続けるだけで、その電流値は後述するように抵抗４を利用して制御されるため、ＬＥＤ群６が破損することはない。また、抵抗４は、後述するように、ＬＥＤ群６へ印加する電圧を制御するために利用されるが、これについてもヒューズ等の素子を利用することで、その破損を容易に確認することができ、他の素子の破損や定電流駆動回路１の誤動作等に至ることはない。

ＬＥＤ群６は、定電流駆動回路１が定電流での駆動を目的とする素子であれば、例えば、同色の複数個のＬＥＤを直列接続して利用する態様のほか、所定の割合で混合したＲＧＢ各色等のＬＥＤを複数個直列接続して利用する態様であっても構わない。また、ＬＥＤ群６として示しているが、ＬＥＤの個数を制限するものではなく、１個のＬＥＤのみを利用する態様であっても構わない。また、ＬＥＤ等の発光素子ではなく、他の素子を利用する態様であっても構わない。

スイッチングＦＥＴ５は、ＰＷＭ部３からゲートに印加されるパルス電圧に従ってドレイン−ソース間の電流をパルス状に周期的にオン、オフ制御する機能を有する。具体的には、パルス電圧がオンのときはドレイン−ソース間のスイッチング動作をオンにし電流を流すことでＬＥＤ群６を点灯させ、パルス電圧がオフのときはスイッチング動作をオフとし電流を遮断することでＬＥＤ群６を消灯させるよう動作する。

ＰＷＭ部３は、制御部２による制御に従ってパルス電圧を発生し、スイッチングＦＥＴ５にゲート電圧として印加する機能を有する。

制御部２は、ＰＷＭ部３の発生するパルス電圧を制御する機能を有する。具体的には、ＰＷＭ部３の発生するパルス波形のデューティ比を制御する。この制御部２およびＰＷＭ部３が、ＰＷＭ制御手段を構成している。

上記の制御部２、ＰＷＭ部３およびスイッチングＦＥＴ５の動作によって、ＬＥＤ群６の点灯および消灯の動作と、発光時の輝度と、が制御される。具体的には、制御部２により制御されたデューティ比のパルス電圧がＰＷＭ部３で生成され、これがスイッチングＦＥＴ５のゲート電圧として印加されることで、ＬＥＤ群６のカソード側の接地がオン、オフ制御され、これに従ってＬＥＤ群６が点灯または消灯する。デューティ比が１００％であれば、ＬＥＤ群６は点灯し続け、デューティ比が０であればＬＥＤ群６は消灯し続ける。また、デューティ比を変更することで、ＬＥＤ群６の点灯時間と消灯時間の割合や回数を変更し、その結果、ＬＥＤ群６の輝度を制御することができる。

そして、定電流駆動回路１では、これに加えてさらに、制御部２およびＰＷＭ制御部３によりＬＥＤ群６が点灯している状態にあるときに、ＬＥＤ群６に流れる電流値を一定にするよう制御するために、抵抗４および定電圧制御部８が設けられている。

抵抗４は、ＬＥＤ群６に流れる電流値の検出用に設けられたもので、抵抗４両端の電位差と、抵抗４の抵抗値、とから電流値を得ることができる。ただし、実際には、電流値に換算して利用するのではなく、抵抗４の両端の電位差をそのまま利用して、その電圧値の大小によって、ＬＥＤ群６に流れる電流値の大小を判断する。

定電圧制御部（電圧制御手段）８は、上述の昇圧回路部７で電源電圧を昇圧したパルス状の直流電圧を得るためにスイッチングＦＥＴ１２のスイッチング動作を制御する機能と、抵抗４の両端の電位差からＬＥＤ群６に流れる電流値を検知し、その値が目標とする所定の電流値となるように、昇圧回路部７からＬＥＤ群６に印加する電圧を制御する機能を有する。その動作については、詳細を後述するが、ここでは定電圧制御部８を実現するための構成例を図３を用いて説明する。

定電圧制御部８は、例えば、図３に示すように、抵抗４に接続される電流検出部１７と、電流検出部１７に接続される基準電圧発生部１６と、電流検出部１７，昇圧回路７内部のスイッチングＦＥＴ１２およびＰＷＭ部３に接続されるＦＥＴ駆動部１８と、ＦＥＴ駆動部１８に接続される同期信号発生部１９と、から構成することができる。

基準電圧発生部１６は、実際に抵抗４の両端に生じた電位差と比較するために利用する、定電流駆動回路１が目的とする所定の定電流でＬＥＤ群６を駆動するときに抵抗４の両端に生ずる電位差を、基準電圧として発生する機能を有する。基準電圧となる電圧値は、予め、所定の値に固定される態様であってもよいし、変更可能であって、利用するＬＥＤ群６等の素子に従って変更する態様であっても構わない。

電流検出部１７は、上述したように抵抗４の両端の電位差からＬＥＤ群６に流れる電流値を検知するための機能部である。実際には、電流値を直接検出するのではなく、抵抗４の両端の電位差を検出し、基準電圧発生部１６の発生する基準電圧と比較して、その比較結果から、ＬＥＤ群６を流れる電流値が定電流駆動回路１の目的とする所定の電流値よりも大きいか小さいかを判定する。そして、その判定結果をＦＥＴ駆動部１８に通知する機能を有する。

ＦＥＴ駆動部１８は、電流検出部１７から通知される判定結果と、ＰＷＭ部３から取得するスイッチングＦＥＴ５のスイッチング動作を制御するパルス電圧にかかる情報と、から、昇圧回路部７内のスイッチングＦＥＴ１２のスイッチング動作を制御する機能を有する。具体的には、ＰＷＭ部３が発生するパルス電圧に従って、昇圧回路部７の発生した電圧のＬＥＤ群６への印加の開始および停止を制御する。そして、さらに、実際にＬＥＤ群６に流れる電流値に係る情報を得て、これをＬＥＤ群６への電圧の印加制御にフィードバックすることで、ＬＥＤ群６へ印可する電圧値を制御する。その結果、ＬＥＤ群６に流れる電流値が制御されることとなる。

同期信号発生部１９は、ＰＷＭ部３で発生されるスイッチングＦＥＴ５のスイッチング動作を制御するパルス電圧に比して十分に高周波なパルス波形を、同期信号として発生する機能を有する。この同期信号を利用して、ＦＥＴ駆動部１８が、スイッチングＦＥＴ１２のスイッチング動作を高速に制御することで、昇圧回路部７で昇圧したパルス状の直流電圧を発生すると共に、この直流電圧のＬＥＤ群６への印加を、制御部２がＬＥＤ群６の点灯および輝度を制御する動作に比して非常に高速に制御することが可能となる。

尚、後述の定電流駆動回路１の動作に係る説明においては、定電圧制御部８を一の制御部として説明するが、実際には、上述した各部の機能および動作によりその動作を実現している。

また、図１では、ＬＥＤ群６および昇圧回路部７のスイッチング動作に、スイッチングＦＥＴ５，１２を利用しているが、本発明はこれに限らず、ゲート電圧等の制御信号によって、電流のオン、オフを制御できる機能を有するものであれば、他の態様であっても構わない。例えば、図４に示すように、スイッチングＦＥＴ５，１２の代わりに、トランジスタ２０，２１を利用する態様であっても構わない。

また、図１では、一の定電流駆動回路１を示しているが、実際には、例えば各色のＬＥＤを駆動するため、定電流駆動回路１を複数個動作させる場合も多い。このような場合、複数個の定電流駆動回路１をそれぞれ独立して動作させる態様の他、例えば、制御部２を共通にして、図１に示すその他の素子群１４が、制御部２と電源１３との間に並列となるように、図５に示すように接続した態様であっても構わない。

次に、図１を参照しながら、定電流駆動回路１の動作について説明する。

＜定電流駆動回路の動作＞
ＬＥＤ群６を所定の輝度で点灯させるため、制御部２が、ＰＷＭ部３から、図６（ａ）に示すようなパルス電圧を発生し、スイッチングＦＥＴ５を制御するものとする。図６（ａ）の上部に示したように、図６の横方向は時間を表し、図６（ａ）は、ＰＷＭ部３の発生するパルス電圧が、時刻ｔ₀からｔ₁まではオンの状態であり、ｔ₁からｔ₂まではオフの状態であることを示す。

理想的には、ＬＥＤ群６に流れる電流値が図６（ａ）と完全に同一の波形を示しながら、ＬＥＤ群６が点灯すればよい。しかし、従来の技術では、上述したように、回路内に残留する電荷の影響等によって、時刻ｔ₀に０であった電流が徐々に上昇する電流波形のなまりが生じたり、時刻ｔ₀で目標とする所定の電流値を大きく超えるインラッシュ電流が流れてしまうといった現象が起きることがあった。そのため、定電流駆動回路１では、制御部２、ＰＷＭ部３およびスイッチングＦＥＴ５によって、ＬＥＤ群６の点灯動作を図６（ａ）に示すように制御しながら、時刻ｔ₀からｔ₁に至るＬＥＤ群６の点灯している間のＬＥＤ群６に流れる電流値を、さらに細かく制御する。

定電圧制御部８内では、図６（ｂ）に示すように、ＰＷＭ部３で発生する図６（ａ）のパルス波形に比べて十分に高周波なパルス波を発生している。そして、定電圧制御部８は、このパルス波形に基づいて昇圧回路部７内のスイッチングＦＥＴ１２のスイッチング動作を制御する。これにより、定電圧制御部８は、図６（ｂ）と同様の波形を示すパルス状の直流電圧を昇圧回路部７で発生させることが可能である。

時刻ｔ₀において、ＰＷＭ部３の発生する電圧のパルス波形がオンになると、これを受けた定電圧制御部８は、昇圧回路部７内部のスイッチングＦＥＴ１２を制御して、ＬＥＤ群６への直流電圧の印加を開始する。このとき印加される直流電圧は、電源部１３により供給された電圧を昇圧回路部７で昇圧したものである。このときの昇圧後の電圧値は、パルス状に周期的に印加することで、ＬＥＤ群６にかかる実際の電圧値を後述するように制御することができるため、目的とする所定の定電流で動作するときにＬＥＤ群６で必要となる電圧値よりも若干高い電圧値であっても構わない。

図６（ｃ）は、昇圧回路部７がＬＥＤ群６に印加する直流電圧を示している。このように、定電圧制御部８は、スイッチングＦＥＴ１２を制御して、図６（ｂ）と同様の波形を示すパルス状の昇圧後の直流電圧をＬＥＤ群６に印可する。

定電圧制御部８は、ＬＥＤ群６に流れる電流値が定電流駆動回路１の目的とする電流値に一致したときに抵抗４の両端に生じる基準電圧Ｖ₀と、抵抗４の両端で計測した実際の電位差と、を比較監視している。そのときの抵抗４の両端の電位差である電圧値の波形を図６（ｄ）に示している。図６（ｄ）に示すように、時刻ｔ₀で電圧値がＶ_Lであったものが、時間の経過に従って徐々に上昇し基準電圧Ｖ₀に達すると、図６（ｃ）に示すように、定電圧制御部８は、スイッチングＦＥＴ１２を制御して昇圧回路部７からのＬＥＤ群６への電圧の印加を停止する。しかし、実際には各素子の時間的な動作限界等の影響から、電圧値がＶ₀に達した瞬間ではなく、ｔ₀から時間ａだけ経過した時刻ｔ_aに、電圧値がＶ₀を超えてＶ_Uに達して電圧値の上昇が停止する。そして、ここから電圧値が徐々に低下し、電圧値が基準電圧Ｖ₀に達すると、図６（ｃ）に示すように、定電圧制御部８は、再びスイッチングＦＥＴ１２を制御して昇圧回路部７からＬＥＤ群６への電圧の印加を開始する。このときも同様に、図６（ｄ）に示すように、時刻ｔ_aから時間ｂだけ経過した時刻ｔ_bに電圧値Ｖ₀より低いＶ_Lに達した後、再び電圧値が上昇し始める。ただし、実際の各素子の動作は非常に高速であるため、電圧印加を開始または停止する時刻と、電圧値がＶ_LまたはＶ_Uに達する時刻との時間差は非常に小さいものであるし、基準電圧Ｖ₀と電圧値Ｖ_UまたはＶ_Lの電位差も非常に小さく、実用上問題となることはない。

このように、定電圧制御部８は、昇圧回路部７で昇圧した直流電圧を、図６（ｂ）に示す非常に高い周波数でパルス状に周期的に印加する。そして、さらにその印加の開始および停止を図６（ｃ）に示すように制御することで、ＬＥＤ群６へ印加する電圧値を制御し、その結果、ＬＥＤ群６へ流れる電流値を制御しているのである。

図６（ａ）の時刻ｔ₁で、パルス電圧に従ってＬＥＤ群６が消灯されたとき、上述の抵抗４の両端に生ずる電位差情報のみでは、電圧値の低下に伴い、定電圧制御部８が、ＬＥＤ群６への印加電圧値を上昇させようとする。しかし、定電圧制御部８には、ＰＷＭ部３が発生する図６（ａ）に示すパルス波形に係る情報も入力されているため、このような現象を回避し、図６（ｃ）に示すように、ＰＷＭ部３からのパルス波形が次に時刻ｔ₂でオンになるまでの時間ｃの間は、昇圧回路部７からのＬＥＤ群６への電圧の印加は停止される。そして、時刻ｔ₂に至った瞬間から、上述と同様の電圧の制御を開始する。

このように、抵抗４の両端に生ずる電位差を監視しながら、ＬＥＤ群６に印加する電圧値を詳細に制御することで、ＬＥＤ群６に流れる電流値は、図６（ｅ）のような波形を示す。図６（ｄ）に示したように、抵抗４の両端の電位差が上限となる電圧値Ｖ_Uと下限となる電圧値Ｖ_Lの間を変動するため、ＬＥＤ群６に流れる電流値も、これに従ってＶ_Uに対応する電流値とＶ_Lに対応する電流値との間を変動することとなる。しかし、上述したように実際にはその変動幅は小さく、ＬＥＤ群６の輝度が変化するほどのものではないため、その動作に影響はない。よって、定電流駆動回路１は、上述の動作により、ＬＥＤ群６を、所定の電流が流れたときの輝度で点灯させることができる。

ＰＷＭ部３の発生するパルス波形に従って、パルス波形がオフのときには、定電圧制御部８および昇圧回路部７は動作を停止し、ＬＥＤ群６および抵抗４を流れる電流値は完全に０となる。このとき、昇圧回路部７では、昇圧したパルス状の直流電圧を発生し続けていたとしても、ＬＥＤ群６の点灯を開始した瞬間に、ＬＥＤ群６に流れる電流値に対応する抵抗４両端の電位差を監視しながら印可する直流電圧を上述のように制御するため、従来問題となっていたインラッシュ電流の発生といった問題を回避することができる。

ＬＥＤ群６に印可する電圧は、上述したように高い周波数でパルス状に印加しながら制御しているため、昇圧回路部７において、ＬＥＤ群６に所定の電流値が得られるときに必要となる所定の電圧値よりも若干高い電圧値を有する直流電圧を発生し、これを利用することが可能である。この所定の電圧値よりも高い電圧値を有する直流電圧を、上述したように制御しながらＬＥＤ群６に印加することで、ＬＥＤ群６を点灯した直後からＬＥＤ群６を目的の輝度で点灯させるのに十分な電流を得ることが可能である。

あるいは、ＬＥＤ群６が消灯している間も昇圧回路部７において昇圧したパルス状の直流電圧を発生しておけば、ＬＥＤ群６を点灯した直後からＬＥＤ群６を目的の輝度で点灯させるのに十分な電流を得ることができ、上述したようにインラッシュ電流の発生を回避することもできる。

また、定電圧制御部８は、ＬＥＤ群６の電流値を検知するために設けられた抵抗値４の両端の電位差を検出し利用しているが、この抵抗４は接地されているため、ここに電荷が残留して検出する電位差が影響を受けることもない。そのため、制御部２およびＰＷＭ部３によってＬＥＤ群６が点灯されると、定電圧制御部８は、ＬＥＤ群６に流れる電流値に対応する抵抗４の両端に生ずる電圧値を、瞬時にかつ正確に得ることができる。

これらにより、ＬＥＤ群６を消灯した状態から点灯させた場合にも、図６（ａ）に示すＰＷＭ部３の発生するパルス波形の立ち上がりに準じて、ＬＥＤ群６の電流値も図６（ｅ）に示すように急峻な立ち上がりを示し、従来のように、徐々に上昇して目的の電流値に達する電流波形のなまりといった現象を回避することができる。

さらに、ＬＥＤ群６に流れる電流値に対応する情報を抵抗４の両端の電位差から得て利用しているため、ＬＥＤ群６の順方向降下電圧値等のＬＥＤ群６に固有の値に基づいて調整用抵抗を設けるといった作業を必要としない。また、ＬＥＤ群６を含む各素子の周囲温度の変化や、経時変化にも、特別な調整をすることなく対応することが可能である。

さらにまた、上述の態様によれば、ＬＥＤを直列接続してＬＥＤ群６として利用できる数が制限されることがなく、図５に示すように、定電流駆動回路１を並列接続して利用したり、図３に示す定電圧制御部８内の基準電圧発生部１６の値を調節することで各定電流駆動回路１毎にＬＥＤの輝度を変更することも可能であり、ＬＥＤ等の素子を様々な態様で利用する装置を実現することが可能である。

この発明の一の実施の形態に係る定電流駆動回路の構成を示す図である。この発明の一の実施の形態に係る昇圧回路部の別の構成を示す図である。この発明の一の実施の形態に係る定電圧制御部の構成例を示す図ある。この発明の一の実施の形態に係る定電流駆動回路をトランジスタを利用して実現したときの構成を示す図である。この発明の一の実施の形態に係る定電流駆動回路を並列接続して利用するときの構成を示す図である。この発明の一の実施の形態に係る定電流駆動回路の動作を説明する図である。

符号の説明

１定電流駆動回路、２制御部、３ＰＷＭ部、４抵抗、５,１２スイッチングＦＥＴ、６ＬＥＤ群、７,１５昇圧回路部、８定電圧制御部、９整流ダイオード
、１０コンデンサ、１１コイル、１３電源。

Claims

素子を所定の電流値で駆動するための定電流駆動回路であって、
第１のスイッチング素子が繰り返しオンオフさせられることにより、供給される電源電圧から前記素子に印加する高周波パルス状の電圧を発生し、該発生した高周波パルス状の電圧を前記素子に印加する電圧発生手段と、
前記高周波パルス状の電圧を印加したときに前記素子に流れる電流値を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の検出した電流値に従って、前記電圧発生手段の前記素子への断続的な高周波電圧印加の開始および停止を制御する電圧制御手段と、
前記発生させた高周波パルス状の電圧が印加されている前記素子の動作を、第２のスイッチング素子によってパルス状に周期的にオンオフ制御する低周波のＰＷＭ制御手段と、
を備え、
前記電圧発生手段が、前記高周波パルス状の電圧を発生するタイミングと、
前記電圧制御手段により制御される、前記素子への断続的な高周波電圧印加の開始および停止のタイミングと、
前記低周波のＰＷＭ制御手段が、前記素子の動作をパルス状に周期的にオンオフ制御するタイミングとは、それぞれ独立して定められる
ことを特徴とする定電流駆動回路。
請求項１に記載の定電流駆動回路であって、
前記素子は発光素子であることを特徴とする定電流駆動回路。