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JP7388991B2 - constant current circuit - Google Patents
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Description

本発明は、例えば発光素子駆動用の電力供給等に用いられる定電流回路に関する。 The present invention relates to a constant current circuit used, for example, to supply power for driving a light emitting element.

LED等の発光素子を光源とする点灯装置として、例えば車両のウィンカーなどのように、複数の発光素子を点灯させる装置がある。この種の点灯装置において発光素子を駆動するための回路として、DC/DCコンバータを用いた駆動回路が広く用いられている。駆動回路の従来例としては、例えば特許文献1に示されるように、複数のLEDを点灯させるための十分な電圧を得るために、昇圧DC/DCコンバータを用いた発光装置が開示されている。 2. Description of the Related Art As a lighting device using a light emitting element such as an LED as a light source, there is a device that lights up a plurality of light emitting elements, such as a turn signal of a vehicle. In this type of lighting device, a drive circuit using a DC/DC converter is widely used as a circuit for driving a light emitting element. As a conventional example of a drive circuit, for example, as shown in Patent Document 1, a light emitting device using a step-up DC/DC converter is disclosed in order to obtain sufficient voltage to light a plurality of LEDs.

近年、車両のウィンカーにおいて、複数のLEDが流れるように順次点灯するいわゆるシーケンシャルターンランプが普及しつつある。シーケンシャルターンランプを実現するための駆動回路として、例えば特許文献2、特許文献3、非特許文献1などに開示されているように、シーケンシャルターン用の信号を発生させて複数のLEDを駆動するものが提案されている。特許文献3の駆動方法では、シーケンシャルターンさせるために複数の駆動部を並列に動作させる必要があり、コストが高くなっていた。一方、非特許文献1のように、LEDに対して並列にスイッチを設け、そのスイッチをオン/オフすることによってシーケンシャルターンを実現する構成とすることにより、低コスト化が可能である。 In recent years, so-called sequential turn lamps in which a plurality of LEDs are turned on in sequence have become popular in turn signals for vehicles. As a drive circuit for realizing a sequential turn lamp, for example, as disclosed in Patent Document 2, Patent Document 3, Non-Patent Document 1, etc., a circuit that generates a signal for sequential turn and drives a plurality of LEDs. is proposed. In the drive method of Patent Document 3, it is necessary to operate a plurality of drive units in parallel to perform sequential turns, resulting in high cost. On the other hand, as in Non-Patent Document 1, cost reduction is possible by providing a switch in parallel with the LED and implementing a sequential turn by turning the switch on and off.

特許第6146984号公報Patent No. 6146984 特開昭51-36092号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-36092 特開2017-74803号公報JP 2017-74803 Publication

Texas Instruments, TPS92661-Q1のデータシート "High-Brightness LED Matrix Manager for Automotive Headlight Systems", [online], 2016年2月, [令和2年6月4日検索], インターネット<http://www.tij.co.jp/jp/lit/gpn/TPS92661-Q1>Texas Instruments, TPS92661-Q1 data sheet "High-Brightness LED Matrix Manager for Automotive Headlight Systems", [online], February 2016, [Retrieved June 4, 2020], Internet <http://www .tij.co.jp/jp/lit/gpn/TPS92661-Q1>

従来の駆動回路によってシーケンシャルターンランプの駆動を行う場合、点灯装置の仕様によっては、点灯駆動時のリプル電流が大きくなって装置要求を満たせないなどの課題が生じていた。 When a sequential turn lamp is driven by a conventional drive circuit, depending on the specifications of the lighting device, a problem arises in that the ripple current during the lighting drive becomes large and the device requirements cannot be met.

本発明は、複数の発光素子を順次点灯させる場合などの負荷駆動時のリプル電流を低減させ、安定した電流供給が可能な定電流回路を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a constant current circuit that can reduce ripple current when driving a load, such as when sequentially lighting up a plurality of light emitting elements, and can stably supply current.

本発明は、第1の駆動電圧を出力する第1の駆動電圧生成回路と、前記第1の駆動電圧に対して小さい電圧となる第2の駆動電圧を出力する第2の駆動電圧生成回路と、前記第1の駆動電圧の供給をオンオフする第1のスイッチと、前記第1のスイッチと直列に接続され、前記第2の駆動電圧の供給をオンオフする第2のスイッチと、前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとの接続点に一端が接続され、他端が負荷に接続されるインダクタと、前記負荷に流れる出力電流に比例する検出電圧に応じて、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチのオンオフを制御する制御回路と、を有し、前記制御回路は、前記検出電圧と前記出力電流の目標量を指示する参照電圧との差に比例する誤差信号を出力するエラーアンプと、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチをオンオフするクロックに同期した参照信号を出力する参照波形発生回路と、前記誤差信号と前記参照信号との比較結果を示す比較信号を出力するコンパレータと、前記比較信号が前記目標量より前記出力電流が少ないことを示す場合に前記第1のスイッチをオンする制御を行い、前記目標量より前記出力電流が多いことを示す場合に前記第2のスイッチをオンする制御を行うドライバと、を有し、前記検出電圧と前記参照電圧とが一致するようにフィードバック制御を行う、定電流回路を提供する。 The present invention includes a first drive voltage generation circuit that outputs a first drive voltage, and a second drive voltage generation circuit that outputs a second drive voltage that is a smaller voltage than the first drive voltage. , a first switch that turns on and off the supply of the first drive voltage, a second switch that is connected in series with the first switch and turns on and off the supply of the second drive voltage, and a second switch that turns on and off the supply of the second drive voltage; an inductor, one end of which is connected to the connection point between the switch and the second switch, and the other end of which is connected to the load; and the first switch and the a control circuit that controls on/off of a second switch, the control circuit being an error amplifier that outputs an error signal proportional to the difference between the detected voltage and a reference voltage that indicates the target amount of the output current. a reference waveform generation circuit that outputs a reference signal synchronized with a clock that turns on and off the first switch and the second switch; and a comparator that outputs a comparison signal that indicates a comparison result between the error signal and the reference signal. When the comparison signal indicates that the output current is less than the target amount, the first switch is turned on, and when the comparison signal indicates that the output current is greater than the target amount, the second switch is turned on. A constant current circuit includes a driver that controls turning on a switch, and performs feedback control so that the detected voltage and the reference voltage match.

本発明は、第1の駆動電圧を出力する第1の駆動電圧生成回路と、前記第1の駆動電圧に対して小さい電圧となる第2の駆動電圧を出力する第2の駆動電圧生成回路と、前記第1の駆動電圧の供給をオンオフする第1のスイッチと、前記第1のスイッチとカソードが接続され、前記第2の駆動電圧生成回路の出力端とアノードが接続されるダイオードと、前記第1のスイッチと前記ダイオードとの接続点に一端が接続され、他端が負荷に接続されるインダクタと、前記負荷に流れる出力電流に比例する検出電圧に応じて、前記第1のスイッチのオンオフを制御する制御回路と、を有し、前記制御回路は、前記検出電圧と前記出力電流の目標量を指示する参照電圧との差に比例する誤差信号を出力するエラーアンプと、前記第1のスイッチをオンオフするクロックに同期した参照信号を出力する参照波形発生回路と、前記誤差信号と前記参照信号との比較結果を示す比較信号を出力するコンパレータと、前記比較信号が前記目標量より前記出力電流が少ないことを示す場合に前記第1のスイッチをオンする制御を行い、前記目標量より前記出力電流が多いことを示す場合に前記第1のスイッチをオフする制御を行うドライバと、を有し、前記検出電圧と前記参照電圧とが一致するようにフィードバック制御を行う、定電流回路を提供する。 The present invention includes a first drive voltage generation circuit that outputs a first drive voltage, and a second drive voltage generation circuit that outputs a second drive voltage that is a smaller voltage than the first drive voltage. , a first switch that turns on and off the supply of the first drive voltage; a diode whose cathode is connected to the first switch and whose anode is connected to the output end of the second drive voltage generation circuit; An inductor having one end connected to a connection point between the first switch and the diode and the other end connected to a load, and an inductor that turns the first switch on and off according to a detected voltage proportional to the output current flowing to the load. a control circuit for controlling the first output current; a reference waveform generation circuit that outputs a reference signal synchronized with a clock for turning on and off a switch; a comparator that outputs a comparison signal indicating a comparison result between the error signal and the reference signal; A driver that controls turning on the first switch when the current is low and turns off the first switch when showing that the output current is greater than the target amount. The present invention also provides a constant current circuit that performs feedback control so that the detected voltage and the reference voltage match.

また、本発明は、上記の定電流回路であって、前記制御回路は、前記負荷をオンオフする負荷制御回路と、前記負荷の状態に応じて前記第1の駆動電圧及び前記第2の駆動電圧を上げる又は下げる制御を行う出力電圧制御回路と、を有する、定電流回路を提供する。 Further, the present invention provides the above constant current circuit, wherein the control circuit includes a load control circuit that turns on and off the load, and a load control circuit that controls the first drive voltage and the second drive voltage according to the state of the load. Provided is a constant current circuit having an output voltage control circuit that performs control to increase or decrease the output voltage.

また、本発明は、上記の定電流回路であって、前記第2の駆動電圧生成回路は、前記負荷に印加される負荷電圧に比例する電圧を用いて前記第2の駆動電圧の目標となる第2の参照電圧を生成する参照電圧生成回路を有する、定電流回路を提供する。 Further, the present invention provides the above constant current circuit, wherein the second drive voltage generation circuit sets the target of the second drive voltage using a voltage proportional to the load voltage applied to the load. A constant current circuit is provided that includes a reference voltage generation circuit that generates a second reference voltage.

また、本発明は、上記の定電流回路であって、前記制御回路は、前記負荷をオンオフする負荷制御回路と、前記負荷の状態に応じて前記第1の駆動電圧を上げる又は下げる制御を行う出力電圧制御回路と、を有する、定電流回路を提供する。 Further, the present invention provides the constant current circuit described above, wherein the control circuit is a load control circuit that turns on and off the load, and controls to increase or decrease the first drive voltage depending on the state of the load. Provided is a constant current circuit having an output voltage control circuit.

また、本発明は、上記いずれかの定電流回路であって、前記第1の駆動電圧生成回路と前記第2の駆動電圧生成回路は、それぞれ昇圧型のDC/DCコンバータにより構成される、定電流回路を提供する。 Further, the present invention provides any of the above constant current circuits, wherein the first drive voltage generation circuit and the second drive voltage generation circuit are each configured by a step-up DC/DC converter. Provides a current circuit.

本発明によれば、複数の発光素子を順次点灯させる場合などの負荷駆動時のリプル電流を低減させ、安定した電流供給が可能な定電流回路を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a constant current circuit that can reduce ripple current when driving a load, such as when sequentially lighting up a plurality of light emitting elements, and can stably supply current.

第1の実施形態の定電流回路を含む駆動回路の構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a drive circuit including a constant current circuit according to the first embodiment. 比較例の定電流回路における出力電圧及び出力電流の波形の一例を示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing an example of waveforms of an output voltage and an output current in a constant current circuit of a comparative example. 本実施形態の定電流回路における出力電圧及び出力電流の波形の一例を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of waveforms of output voltage and output current in the constant current circuit of the present embodiment. 第2の実施形態の定電流回路を含む駆動回路の構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of a drive circuit including a constant current circuit according to a second embodiment. 第3の実施形態の定電流回路を含む駆動回路の構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of a drive circuit including a constant current circuit according to a third embodiment. 第4の実施形態の定電流回路を含む駆動回路の構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of a drive circuit including a constant current circuit according to a fourth embodiment. 比較例の定電流回路を含む駆動回路の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of a drive circuit including a constant current circuit of a comparative example.

以下、本発明に係る定電流回路を具体的に開示した実施形態(以下、「本実施形態」という)について、図面を参照して詳細に説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, an embodiment (hereinafter referred to as "this embodiment") specifically disclosing a constant current circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(本実施形態に至る背景)
従来技術を組み合わせて、シーケンシャルターンランプの駆動を行う場合を想定する。以下に比較例として、昇圧DC/DCコンバータと、降圧定電流回路と、発光素子に対して並列にスイッチを設けた点灯回路とを有する構成によって、シーケンシャルターンランプの駆動を行う駆動回路の一例を示す。
(Background leading to this embodiment)
Assume that a sequential turn lamp is driven by combining conventional techniques. As a comparative example, below is an example of a drive circuit that drives a sequential turn lamp with a configuration including a step-up DC/DC converter, a step-down constant current circuit, and a lighting circuit in which a switch is provided in parallel with the light emitting element. show.

図7は、比較例の定電流回路を含む駆動回路の構成を示す回路図である。比較例の駆動回路は、昇圧DC/DCコンバータ及び降圧定電流回路を含むスイッチング電源回路5Eを備え、LEDを用いた点灯回路6に対して、発光素子点灯用の駆動電力を供給する。 FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of a drive circuit including a constant current circuit of a comparative example. The drive circuit of the comparative example includes a switching power supply circuit 5E including a step-up DC/DC converter and a step-down constant current circuit, and supplies drive power for lighting the light emitting elements to a lighting circuit 6 using an LED.

スイッチング電源回路5Eは、制御回路100E、昇圧DC/DCコンバータを構成する昇圧回路101、降圧定電流回路を構成する出力回路103Eを有して構成される。制御回路100Eは、昇圧回路101のスイッチングトランジスタM11と出力回路103EのスイッチM31,M32をそれぞれ駆動制御する駆動制御信号を出力する。昇圧回路101は、インダクタL11、整流用ダイオードD1、スイッチングトランジスタM11を有し、入力電圧VINを昇圧して駆動電圧VOUT1を出力する。出力回路103Eは、インダクタL3、スイッチM31,M32を含む同期整流型の降圧スイッチングレギュレータにより構成される。スイッチM31,M32は直列接続され、スイッチM31の第1端に駆動電圧VOUT1が供給され、スイッチM31の第2端とスイッチM32の第1端との接続点にインダクタL3が接続され、スイッチM32の第2端が接地される。出力回路103Eは、昇圧回路101から供給される駆動電圧VOUT1に基づいて定電流の駆動電流ILEDを出力し、点灯回路6へ駆動電力を供給する。 The switching power supply circuit 5E includes a control circuit 100E, a boost circuit 101 forming a step-up DC/DC converter, and an output circuit 103E forming a step-down constant current circuit. The control circuit 100E outputs a drive control signal that drives and controls the switching transistor M11 of the booster circuit 101 and the switches M31 and M32 of the output circuit 103E, respectively. The booster circuit 101 includes an inductor L11, a rectifying diode D1, and a switching transistor M11, and boosts an input voltage V IN to output a drive voltage V OUT1 . The output circuit 103E is composed of a synchronous rectification step-down switching regulator including an inductor L3 and switches M31 and M32. The switches M31 and M32 are connected in series, the drive voltage V OUT1 is supplied to the first end of the switch M31, the inductor L3 is connected to the connection point between the second end of the switch M31 and the first end of the switch M32, and the inductor L3 is connected to the connection point between the second end of the switch M31 and the first end of the switch M32. The second end of is grounded. The output circuit 103E outputs a constant drive current ILED based on the drive voltage VOUT1 supplied from the booster circuit 101, and supplies drive power to the lighting circuit 6.

点灯回路6は、発光素子としてのLED61と、LED61に対して並列接続されたスイッチングトランジスタ62とを有し、これらのLED61及びスイッチングトランジスタ62の組が直列に複数接続されて構成される。点灯回路6は、スイッチ制御回路30の制御に従い、複数のLED61を所定タイミングでオン/オフして消灯/点灯させることにより、シーケンシャルターンランプを実現する。 The lighting circuit 6 includes an LED 61 as a light emitting element and a switching transistor 62 connected in parallel to the LED 61, and is configured by connecting a plurality of sets of the LED 61 and the switching transistor 62 in series. The lighting circuit 6 implements a sequential turn lamp by turning on/off the plurality of LEDs 61 at predetermined timings to turn them off/on under the control of the switch control circuit 30.

スイッチング電源回路5Eにおいて、昇圧回路101は、スイッチングトランジスタM11のオン/オフの時間比率(デューティ比)を制御することにより、入力電圧VINを駆動電圧VOUT1に昇圧して後段の降圧定電流回路の出力回路103Eに電力を供給する。出力回路103Eは、スイッチM31,M32のオン/オフの時間比率(デューティ比)を制御することにより、定電流の駆動電流ILEDを出力し、点灯回路6のLED61に駆動電流ILEDを供給する。 In the switching power supply circuit 5E, the booster circuit 101 boosts the input voltage V IN to the drive voltage V OUT1 by controlling the on/off time ratio (duty ratio) of the switching transistor M11, and controls the step-down constant current circuit in the subsequent stage. Power is supplied to the output circuit 103E of. The output circuit 103E outputs a constant drive current I LED by controlling the on/off time ratio (duty ratio) of the switches M31 and M32, and supplies the drive current I LED to the LED 61 of the lighting circuit 6. .

駆動電流ILEDは、電流検出抵抗R3において検出電圧VR3に変換されて制御回路100E内のエラーアンプ312に入力され、エラーアンプ312によって電圧源314の参照電圧VREF3との誤差が増幅されフィードバック電圧VFB3が生成される。そして、コンパレータ332により、三角波発生回路331が出力する三角波VTRIとフィードバック電圧VFB3とが比較され、コンパレータ332の比較結果による出力信号がドライバ340に入力される。ドライバ340は、コンパレータ332の出力信号に基づいてスイッチM31,M32のゲートに駆動制御信号を出力し、スイッチM31,M32をオン/オフ駆動する。フィードバック電圧VFB3が三角波VTRIより小さい時には、スイッチM32がオン、スイッチM31がオフし、インダクタL3のエネルギーを消費しながら駆動電流ILEDが提供される。フィードバック電圧VFB3が三角波VTRIより大きい時には、スイッチM31がオン、スイッチM32がオフし、インダクタL3にエネルギーを蓄えながら駆動電流ILEDが提供される。以上のように、駆動電流ILEDの値に比例する検出電圧VR3が参照電圧VREF3と一致するようにフィードバックがかかり、駆動電流ILEDは、ILED=VREF3/R3となるように定電流制御され、LED61が定電流駆動される。なお、スイッチM31,M32は貫通電流によるトランジスタの劣化を避けるために同時にオンとならないようにスイッチM31,M32が両方ともオフとなるデッドタイムを経てオンするようにスイッチを切り替えても良い。 The drive current I LED is converted into a detection voltage V R3 by the current detection resistor R3 and inputted to the error amplifier 312 in the control circuit 100E, and the error amplifier 312 amplifies the error with the reference voltage V REF3 of the voltage source 314 and provides feedback. A voltage V FB3 is generated. Then, the comparator 332 compares the triangular wave V TRI output from the triangular wave generation circuit 331 with the feedback voltage V FB3 , and an output signal based on the comparison result of the comparator 332 is input to the driver 340. The driver 340 outputs a drive control signal to the gates of the switches M31 and M32 based on the output signal of the comparator 332, and turns on/off the switches M31 and M32. When the feedback voltage V FB3 is smaller than the triangular wave V TRI , the switch M32 is turned on and the switch M31 is turned off, providing the driving current I LED while consuming the energy of the inductor L3. When the feedback voltage V FB3 is greater than the triangular wave V TRI , the switch M31 is turned on and the switch M32 is turned off, and the driving current I LED is provided while storing energy in the inductor L3. As described above, feedback is applied so that the detection voltage V R3 , which is proportional to the value of the drive current I LED , matches the reference voltage V REF3 , and the drive current I LED is fixed so that I LED = V REF3 /R3. The current is controlled and the LED 61 is driven with a constant current. Note that the switches M31 and M32 may be switched on so that they are not turned on at the same time in order to avoid deterioration of the transistors due to through current, and are turned on after a dead time in which both the switches M31 and M32 are turned off.

比較例の駆動回路における課題について説明する。出力回路103Eの出力電圧VSWは、スイッチM31がオン、スイッチM32がオフの時には駆動電圧VOUT1にほぼ等しくなり、スイッチM31がオフ、スイッチM32がオンの時にはほぼ0Vとなる。一方、負荷のLEDにかかる負荷電圧VLEDはほぼ変化しないため、スイッチM31,M32がオン/オフする時にインダクタL3に大きな電圧差が発生し、インダクタL3を介してLEDに流れる駆動電流ILEDは、出力電圧VSWがほぼ0Vになる時に大きく電流が減少する。この駆動電流ILEDの減少はそのままリプル電流に相当し、リプル電流が大きくなるという課題を本願発明者が発見するに至った。リプル電流を減らすには、インダクタを大きくするかスイッチング周波数を大きくする必要がある。しかし、前者はコストが増大する課題があり、後者はEMCの問題により選択できない場合がある。 Problems with the drive circuit of the comparative example will be explained. The output voltage V SW of the output circuit 103E is approximately equal to the drive voltage V OUT1 when the switch M31 is on and the switch M32 is off, and is approximately 0V when the switch M31 is off and the switch M32 is on. On the other hand, since the load voltage V LED applied to the load LED hardly changes, a large voltage difference occurs across the inductor L3 when the switches M31 and M32 turn on/off, and the drive current I LED flowing to the LED via the inductor L3 is , the current decreases significantly when the output voltage VSW becomes approximately 0V. The decrease in the drive current ILED directly corresponds to a ripple current, and the inventors of the present invention have discovered that the ripple current increases. To reduce ripple current, it is necessary to make the inductor larger or increase the switching frequency. However, the former has the problem of increased cost, and the latter may not be selected due to EMC problems.

本実施形態では、上記事情に鑑み、リプル電流を低減することが可能な定電流回路及び定電流回路を含む点灯装置の駆動回路の構成例を示す。 In view of the above circumstances, the present embodiment shows a configuration example of a constant current circuit capable of reducing ripple current and a driving circuit of a lighting device including the constant current circuit.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の定電流回路を含む駆動回路の構成を示す回路図である。本実施形態の駆動回路は、昇圧DC/DCコンバータ及び降圧定電流回路を含むスイッチング電源回路5を備え、発光素子としてのLEDを光源としたシーケンシャルターンランプを構成する点灯回路6に対して、発光素子点灯用の駆動電力を供給する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a drive circuit including a constant current circuit according to the first embodiment. The drive circuit of this embodiment includes a switching power supply circuit 5 including a step-up DC/DC converter and a step-down constant current circuit, and provides light emission to a lighting circuit 6 constituting a sequential turn lamp using an LED as a light source. Supplies driving power for lighting the element.

スイッチング電源回路5は、制御回路100、昇圧DC/DCコンバータを構成する2つの昇圧回路101,102、降圧定電流回路を構成する出力回路103を有して構成される。制御回路100は、昇圧回路101のスイッチングトランジスタM11、及び昇圧回路102のスイッチングトランジスタM21、並びに出力回路103のスイッチM31,M32をそれぞれ駆動制御する駆動制御信号を出力する。 The switching power supply circuit 5 includes a control circuit 100, two boost circuits 101 and 102 forming a step-up DC/DC converter, and an output circuit 103 forming a step-down constant current circuit. The control circuit 100 outputs a drive control signal that drives and controls the switching transistor M11 of the booster circuit 101, the switching transistor M21 of the booster circuit 102, and the switches M31 and M32 of the output circuit 103, respectively.

制御回路100は、スイッチングトランジスタM11を駆動する第1昇圧制御部として、エラーアンプ112、電圧源114、スロープ補償回路131、コンパレータ132、発振器(OSC)133、フリップフロップ134、ゲートドライバ140を有する。また、スイッチングトランジスタM21を駆動する第2昇圧制御部として、エラーアンプ212、電圧源214、スロープ補償回路231、コンパレータ232、発振器(OSC)233、フリップフロップ234、ゲートドライバ240を有する。また、制御回路100は、点灯回路6の複数のLED61を駆動する出力制御部として、エラーアンプ312、電圧源314、三角波発生回路331、コンパレータ332、ドライバ340、スイッチ制御回路30、スイッチングトランジスタ62を有する。制御回路100のエラーアンプ112,212,312は、例えばgmアンプにより構成される。制御回路100は、例えば集積化した制御ICにより構成される。 The control circuit 100 includes an error amplifier 112, a voltage source 114, a slope compensation circuit 131, a comparator 132, an oscillator (OSC) 133, a flip-flop 134, and a gate driver 140 as a first boost control section that drives the switching transistor M11. Further, as a second boost control unit that drives the switching transistor M21, it includes an error amplifier 212, a voltage source 214, a slope compensation circuit 231, a comparator 232, an oscillator (OSC) 233, a flip-flop 234, and a gate driver 240. The control circuit 100 also includes an error amplifier 312, a voltage source 314, a triangular wave generation circuit 331, a comparator 332, a driver 340, a switch control circuit 30, and a switching transistor 62 as an output control unit that drives the plurality of LEDs 61 of the lighting circuit 6. have The error amplifiers 112, 212, and 312 of the control circuit 100 are configured by, for example, a gm amplifier. The control circuit 100 is constituted by, for example, an integrated control IC.

制御回路100には、上記の第1昇圧制御部、第2昇圧制御部、出力制御部の各フィードバックループの位相補償を行う位相補償回路113、213、313が接続される。位相補償回路113は、位相補償用容量CFB1と位相補償用抵抗RFB1を有し、エラーアンプ112の出力端とグランドとの間に接続される。位相補償回路213は、位相補償用容量CFB2と位相補償用抵抗RFB2を有し、エラーアンプ212の出力端とグランドとの間に接続される。位相補償回路313は、位相補償用容量CFB3と位相補償用抵抗RFB3を有し、エラーアンプ312の出力端とグランドとの間に接続される。これらの位相補償回路113、213、313は、安定動作させるためにそれぞれ位相補償用容量CFB1~3と位相補償用抵抗RFB1~3により適切な時定数を設定されることが望ましい。 The control circuit 100 is connected to phase compensation circuits 113, 213, and 313 that perform phase compensation for each feedback loop of the first boost control section, the second boost control section, and the output control section. The phase compensation circuit 113 has a phase compensation capacitor C FB1 and a phase compensation resistor R FB1 , and is connected between the output end of the error amplifier 112 and the ground. The phase compensation circuit 213 has a phase compensation capacitor C FB2 and a phase compensation resistor R FB2 , and is connected between the output end of the error amplifier 212 and ground. The phase compensation circuit 313 has a phase compensation capacitor C FB3 and a phase compensation resistor R FB3 , and is connected between the output end of the error amplifier 312 and the ground. For stable operation of these phase compensation circuits 113, 213, and 313, it is desirable that appropriate time constants be set by phase compensation capacitors C FB1 to 3 and phase compensation resistors R FB1 to 3, respectively.

第1の昇圧回路101は、インダクタL11、整流用ダイオードD1、スイッチングトランジスタM11、インダクタ電流検出用の抵抗R11、出力容量C11、帰還抵抗RFB11,RFB12を含む。第1の昇圧回路101は、入力電圧VINを昇圧して第1の駆動電圧VOUT1を出力する。この第1の昇圧回路101による第1昇圧制御部が第1の駆動電圧生成回路として機能する。スイッチングトランジスタM11は、制御端としてのゲートがゲートドライバ140の出力端に接続され、ゲートドライバ140によってオン/オフ制御される。スイッチングトランジスタM11の第1端としてのドレインは、インダクタL11を介して入力電圧VINの電源に接続されるとともに、整流用ダイオードD1のアノードに接続される。スイッチングトランジスタM11の第2端としてのソースは、抵抗R11を介して接地され、ソースと抵抗R11の接続点がスロープ補償回路131に接続されており、インダクタL11に流れる電流に比例する第1の検出電圧VR1がスロープ補償回路131に入力される。整流用ダイオードD1のカソードは、出力回路103のスイッチM31に接続されるとともに、出力容量C11を介して接地され、また帰還抵抗RFB11,RFB12がグランドとの間に接続される。帰還抵抗RFB11,RFB12の接続点はエラーアンプ112の反転入力端に接続され、第1の駆動電圧VOUT1に比例する電圧がエラーアンプ112に入力される。 The first booster circuit 101 includes an inductor L11, a rectifying diode D1, a switching transistor M11, a resistor R11 for inductor current detection, an output capacitor C11, and feedback resistors R FB11 and R FB12 . The first booster circuit 101 boosts the input voltage V IN and outputs the first drive voltage V OUT1 . A first boost control section using the first boost circuit 101 functions as a first drive voltage generation circuit. The switching transistor M11 has a gate serving as a control end connected to an output end of the gate driver 140, and is controlled to be turned on/off by the gate driver 140. A drain serving as a first end of the switching transistor M11 is connected to the power source of the input voltage V IN via the inductor L11, and is also connected to the anode of the rectifying diode D1. A source serving as a second end of the switching transistor M11 is grounded via a resistor R11, a connection point between the source and the resistor R11 is connected to a slope compensation circuit 131, and a first detection signal proportional to the current flowing through the inductor L11 is connected to the slope compensation circuit 131. Voltage VR1 is input to slope compensation circuit 131. The cathode of the rectifying diode D1 is connected to the switch M31 of the output circuit 103 and grounded via the output capacitor C11, and the feedback resistors R FB11 and R FB12 are connected to the ground. The connection point between the feedback resistors R FB11 and R FB12 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier 112, and a voltage proportional to the first drive voltage V OUT1 is input to the error amplifier 112.

第2の昇圧回路102は、インダクタL21、整流用ダイオードD2、スイッチングトランジスタM21、インダクタ電流検出用の抵抗R21、出力容量C21、帰還抵抗RFB21,RFB22を含む。第2の昇圧回路102は、入力電圧VINを昇圧して第2の駆動電圧VOUT2を出力する。この第2の昇圧回路102による第2昇圧制御部が第2の駆動電圧生成回路として機能する。第2の駆動電圧VOUT2は、第1の駆動電圧VOUT1よりも低く、0Vよりも十分に高い電圧とする。すなわち、第2の駆動電圧VOUT2は、負荷のLEDにかかる負荷電圧VLEDより少し低い電圧に設定される。第2の昇圧回路102の構成は上述した第1の昇圧回路101と同様であり、詳細な説明を省略する。スイッチングトランジスタM21は、制御端としてのゲートがゲートドライバ240の出力端に接続され、ゲートドライバ240によってオン/オフ制御される。スイッチングトランジスタM21の第2端としてのソースと抵抗R21の接続点がスロープ補償回路231に接続されており、インダクタL21に流れる電流に比例する第2の検出電圧VR2がスロープ補償回路231に入力される。帰還抵抗RFB21,RFB22の接続点はエラーアンプ212の反転入力端に接続され、第2の駆動電圧VOUT2に比例する電圧がエラーアンプ212に入力される。 The second booster circuit 102 includes an inductor L21, a rectifying diode D2, a switching transistor M21, a resistor R21 for inductor current detection, an output capacitor C21, and feedback resistors R FB21 and R FB22 . The second booster circuit 102 boosts the input voltage V IN and outputs the second drive voltage V OUT2 . A second boost control section using the second boost circuit 102 functions as a second drive voltage generation circuit. The second drive voltage V OUT2 is lower than the first drive voltage V OUT1 and is sufficiently higher than 0V. That is, the second drive voltage V OUT2 is set to a voltage slightly lower than the load voltage V LED applied to the LED of the load. The configuration of the second booster circuit 102 is similar to the first booster circuit 101 described above, and detailed description thereof will be omitted. The switching transistor M21 has a gate serving as a control end connected to an output end of the gate driver 240, and is controlled to be turned on/off by the gate driver 240. A connection point between the source as the second end of the switching transistor M21 and the resistor R21 is connected to the slope compensation circuit 231, and a second detection voltage V R2 proportional to the current flowing through the inductor L21 is input to the slope compensation circuit 231. Ru. The connection point between the feedback resistors R FB21 and R FB22 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier 212, and a voltage proportional to the second drive voltage V OUT2 is input to the error amplifier 212.

出力回路103は、第1のスイッチM31、第2のスイッチM32、インダクタL3を含む。第1のスイッチM31は、高電位側スイッチであり、ハイサイドスイッチ、上側スイッチ等とも称する。第2のスイッチM32は、低電位側スイッチであり、ローサイドスイッチ、下側スイッチ等とも称する。出力回路103は、第1の駆動電圧VOUT1と第2の駆動電圧VOUT2とに基づいて定電流の駆動電流ILEDを出力し、負荷としての点灯回路6へ駆動電力を供給する。 Output circuit 103 includes a first switch M31, a second switch M32, and an inductor L3. The first switch M31 is a high potential side switch, and is also referred to as a high side switch, an upper switch, or the like. The second switch M32 is a low potential side switch, and is also referred to as a low side switch, a lower side switch, or the like. The output circuit 103 outputs a constant drive current I LED based on the first drive voltage V OUT1 and the second drive voltage V OUT2 , and supplies drive power to the lighting circuit 6 as a load.

スイッチM31,M32は、例えばMOSFETにより構成され、互いに直列接続される。図示例では、スイッチM31をPchMOSトランジスタ、スイッチM32をNchMOSトランジスタによってそれぞれ構成している。スイッチM31の第1端が第1の昇圧回路101の出力端と接続され、スイッチM32の第1端が第2の昇圧回路102の出力端と接続され、スイッチM31の第2端とスイッチM32の第2端が接続される。スイッチM31,M32は、制御端としてのそれぞれのゲートが制御回路100のドライバ340に接続され、ドライバ340によってオン/オフ制御される。第1のスイッチM31は、第1の駆動電圧VOUT1の供給をオンオフする。第2のスイッチM32は、第2の駆動電圧VOUT2の供給をオンオフする。スイッチM31とスイッチM32との接続点にインダクタL3の一端が接続され、インダクタL3の他端が出力回路103の出力端となって点灯回路6の上端のLED61に接続される。 The switches M31 and M32 are configured by MOSFETs, for example, and are connected in series with each other. In the illustrated example, the switch M31 is configured by a PchMOS transistor, and the switch M32 is configured by an NchMOS transistor. The first end of switch M31 is connected to the output end of first booster circuit 101, the first end of switch M32 is connected to the output end of second booster circuit 102, and the second end of switch M31 is connected to the output end of switch M32. The second end is connected. The switches M31 and M32 have their respective gates as control ends connected to the driver 340 of the control circuit 100, and are controlled to be turned on/off by the driver 340. The first switch M31 turns on and off the supply of the first drive voltage V OUT1 . The second switch M32 turns on and off the supply of the second drive voltage V OUT2 . One end of the inductor L3 is connected to the connection point between the switch M31 and the switch M32, and the other end of the inductor L3 becomes the output end of the output circuit 103 and is connected to the LED 61 at the upper end of the lighting circuit 6.

点灯回路6は、駆動回路の負荷となる発光素子としてのLED61と、LED61に対して並列接続されたスイッチングトランジスタ62とを有し、これらのLED61及びスイッチングトランジスタ62の組が直列に複数接続されて構成される。直列接続された複数のLED61は、アノード側(上端)に出力回路103が接続され、カソード側(下端)に電流検出抵抗R3の一端が接続され、電流検出抵抗R3の他端が接地される。LED61のカソード側と電流検出抵抗R3との接続点は、エラーアンプ312の反転入力端に接続され、駆動電流ILEDの値に比例する検出電圧VR3がエラーアンプ312に入力される。複数のスイッチングトランジスタ62は、それぞれのゲートがスイッチ制御回路30に接続され、スイッチ制御回路30によってオン/オフ制御される。スイッチ制御回路30は、負荷としての点灯回路6の複数のLED61をオンオフする負荷制御回路として機能する。点灯回路6は、複数のLED61を所定タイミングでオン/オフして消灯/点灯させることにより、シーケンシャルターンランプを実現する。スイッチ制御回路30は、複数のLED61を順次点灯させて光が流れるように表示させるなど、シーケンシャルターンランプの点灯制御のための制御信号を各スイッチングトランジスタ62のゲートに出力する。 The lighting circuit 6 includes an LED 61 as a light emitting element serving as a load of the drive circuit, and a switching transistor 62 connected in parallel to the LED 61, and a plurality of sets of the LED 61 and the switching transistor 62 are connected in series. configured. The output circuit 103 is connected to the anode side (upper end) of the plurality of LEDs 61 connected in series, one end of the current detection resistor R3 is connected to the cathode side (lower end), and the other end of the current detection resistor R3 is grounded. A connection point between the cathode side of the LED 61 and the current detection resistor R3 is connected to an inverting input terminal of the error amplifier 312, and a detection voltage VR3 proportional to the value of the drive current ILED is input to the error amplifier 312. The plurality of switching transistors 62 have respective gates connected to the switch control circuit 30 and are controlled to be turned on/off by the switch control circuit 30. The switch control circuit 30 functions as a load control circuit that turns on and off the plurality of LEDs 61 of the lighting circuit 6 as a load. The lighting circuit 6 realizes a sequential turn lamp by turning on/off the plurality of LEDs 61 at predetermined timing to turn them off/on. The switch control circuit 30 outputs a control signal to the gate of each switching transistor 62 for controlling the lighting of the sequential turn lamp, such as lighting a plurality of LEDs 61 in sequence to display flowing light.

制御回路100の第1昇圧制御部において、エラーアンプ112の出力端がコンパレータ132の第1入力端に接続され、コンパレータ132の第2入力端にスロープ補償回路131の出力端が接続される。コンパレータ132の出力端はフリップフロップ134のR入力端に接続され、フリップフロップ134のS入力端に発振器133が接続され、フリップフロップ134のQ出力端がゲートドライバ140の入力端に接続される。同様に、制御回路100の第2昇圧制御部において、エラーアンプ212の出力端がコンパレータ232の第1入力端に接続され、コンパレータ232の第2入力端にスロープ補償回路231の出力端が接続される。コンパレータ232の出力端はフリップフロップ234のR入力端に接続され、フリップフロップ234のS入力端に発振器233が接続され、フリップフロップ234のQ出力端がゲートドライバ240の入力端に接続される。 In the first boost control section of the control circuit 100, the output terminal of the error amplifier 112 is connected to the first input terminal of the comparator 132, and the output terminal of the slope compensation circuit 131 is connected to the second input terminal of the comparator 132. The output terminal of the comparator 132 is connected to the R input terminal of the flip-flop 134 , the oscillator 133 is connected to the S input terminal of the flip-flop 134 , and the Q output terminal of the flip-flop 134 is connected to the input terminal of the gate driver 140 . Similarly, in the second boost control section of the control circuit 100, the output terminal of the error amplifier 212 is connected to the first input terminal of the comparator 232, and the output terminal of the slope compensation circuit 231 is connected to the second input terminal of the comparator 232. Ru. The output terminal of the comparator 232 is connected to the R input terminal of the flip-flop 234, the oscillator 233 is connected to the S input terminal of the flip-flop 234, and the Q output terminal of the flip-flop 234 is connected to the input terminal of the gate driver 240.

また、制御回路100の出力制御部において、エラーアンプ312の出力端がコンパレータ332の第2入力端に接続され、コンパレータ332の第1入力端に三角波発生回路331が接続され、コンパレータ332の出力端がドライバ340の入力端に接続される。三角波発生回路331は、スイッチM31,M32をオンオフするクロックに同期した三角波又は鋸波の参照信号を発生する参照波形発生回路の一例であり、参照信号として三角波を出力する。 In addition, in the output control section of the control circuit 100, the output terminal of the error amplifier 312 is connected to the second input terminal of the comparator 332, the triangular wave generation circuit 331 is connected to the first input terminal of the comparator 332, and the output terminal of the comparator 332 is connected to the input terminal of driver 340. The triangular wave generation circuit 331 is an example of a reference waveform generation circuit that generates a triangular or sawtooth reference signal synchronized with a clock that turns on and off the switches M31 and M32, and outputs a triangular wave as the reference signal.

なお、制御回路100の第1昇圧制御部、第2昇圧制御部、出力制御部は、上述した構成に限定されず、他の公知のデューティコントローラを用いて構成することも可能である。例えば、参照信号を発生する参照波形発生回路として、三角波発生回路を鋸波発生回路に置換する、フリップフロップをSRフリップフロップ以外のフリップフロップやラッチ回路に置換するなど、種々の代替構成が可能である。また、点灯回路6において、LED61に流れる駆動電流ILEDを電流検出抵抗R3を介してグランドに流しているが、入力電圧VINに戻すようにしてもよい。 Note that the first boost control section, the second boost control section, and the output control section of the control circuit 100 are not limited to the above-mentioned configurations, and may be configured using other known duty controllers. For example, as a reference waveform generation circuit that generates a reference signal, various alternative configurations are possible, such as replacing a triangular wave generation circuit with a sawtooth wave generation circuit, or replacing a flip-flop with a flip-flop or latch circuit other than an SR flip-flop. be. Further, in the lighting circuit 6, the drive current ILED flowing through the LED 61 is passed to the ground via the current detection resistor R3, but it may be returned to the input voltage VIN .

次に、本実施形態の駆動回路の動作を説明する。制御回路100の第1昇圧制御部において、エラーアンプ112は、第1の駆動電圧VOUT1に比例する電圧と、電圧源114により出力される参照電圧VREF1との誤差を増幅して第1フィードバック電圧VFB1を生成し、コンパレータ132に出力する。スロープ補償回路131は、インダクタL11に流れる電流に比例する第1の検出電圧VR1に対してスロープ信号を重畳し、スロープ電圧VSLP1としてコンパレータ132に出力する。コンパレータ132は、第1フィードバック電圧VFB1とスロープ電圧VSLP1とを比較し、スロープ電圧VSLP1が第1フィードバック電圧VFB1に達したときに、フリップフロップ134のR入力端にオフ信号(ハイレベル)を出力する。すなわち、インダクタL11に流れる電流が第1フィードバック電圧VFB1に応じたピーク電流に達したときに、フリップフロップ134のR入力端に入力されるオフ信号がアサートされる。フリップフロップ134のS入力端には発振器133から出力される周期信号が入力される。フリップフロップ134のQ出力端の出力信号は、S入力端の周期信号のポジティブエッジでハイレベル(オンレベル)に遷移し、R入力端のオフ信号がアサートされるとローレベル(オフレベル)に遷移する。このフリップフロップ134の出力に基づき、ゲートドライバ140からスイッチングトランジスタM11のゲートに駆動信号が供給され、スイッチングトランジスタM11がオン/オフ制御される。 Next, the operation of the drive circuit of this embodiment will be explained. In the first step-up control section of the control circuit 100, the error amplifier 112 amplifies the error between the voltage proportional to the first drive voltage V OUT1 and the reference voltage V REF1 output by the voltage source 114 to generate a first feedback. A voltage V FB1 is generated and output to the comparator 132. The slope compensation circuit 131 superimposes a slope signal on a first detection voltage V R1 that is proportional to the current flowing through the inductor L11, and outputs it to the comparator 132 as a slope voltage V SLP1 . The comparator 132 compares the first feedback voltage V FB1 and the slope voltage V SLP1 , and when the slope voltage V SLP1 reaches the first feedback voltage V FB1 , an off signal (high level ) is output. That is, when the current flowing through the inductor L11 reaches a peak current corresponding to the first feedback voltage VFB1 , the off signal input to the R input terminal of the flip-flop 134 is asserted. A periodic signal output from the oscillator 133 is input to the S input terminal of the flip-flop 134. The output signal at the Q output end of the flip-flop 134 transitions to high level (on level) at the positive edge of the periodic signal at the S input end, and goes to low level (off level) when the off signal at the R input end is asserted. Transition. Based on the output of the flip-flop 134, a drive signal is supplied from the gate driver 140 to the gate of the switching transistor M11, and the switching transistor M11 is controlled on/off.

制御回路100の第2昇圧制御部の動作についても、第1昇圧制御部と同様である。すなわち、スロープ電圧VSLP2が第2フィードバック電圧VFB2に達したとき、すなわち、インダクタL21に流れる電流が第2フィードバック電圧VFB2に応じたピーク電流に達したときに、フリップフロップ234のR入力端に入力されるオフ信号がハイレベルとなってアサートされる。そして、フリップフロップ234のQ出力端の出力信号は、S入力端の周期信号のポジティブエッジでハイレベル(オンレベル)に遷移し、R入力端のオフ信号がアサートされるとローレベル(オフレベル)に遷移する。このフリップフロップ234の出力に基づき、ゲートドライバ240からスイッチングトランジスタM21のゲートに駆動信号が供給され、スイッチングトランジスタM21がオン/オフ制御される。 The operation of the second boost control section of the control circuit 100 is also similar to that of the first boost control section. That is, when the slope voltage V SLP2 reaches the second feedback voltage V FB2 , that is, when the current flowing through the inductor L21 reaches the peak current according to the second feedback voltage V FB2 , the R input terminal of the flip-flop 234 The off signal input to the output signal goes high and is asserted. The output signal at the Q output terminal of the flip-flop 234 transitions to high level (on level) at the positive edge of the periodic signal at the S input terminal, and goes to low level (off level) when the off signal at the R input terminal is asserted. ). Based on the output of the flip-flop 234, a drive signal is supplied from the gate driver 240 to the gate of the switching transistor M21, and the switching transistor M21 is controlled on/off.

制御回路100の出力制御部において、エラーアンプ312は、負荷としての点灯回路6の駆動電流ILEDの値に比例する検出電圧(出力電流の検出電圧)VR3と、電圧源314により出力される参照電圧(出力電流の参照電圧)VREF3との誤差を増幅して誤差信号としての第3フィードバック電圧VFB3を生成し、コンパレータ332に出力する。ここで、参照電圧VREF3は、出力電流としての駆動電流ILEDの目標量を指示する電圧である。コンパレータ332は、第3フィードバック電圧VFB3と三角波発生回路331から出力される参照信号としての三角波VTRIとを比較し、比較結果を示す比較信号を出力する。コンパレータ332は、第3フィードバック電圧VFB3が三角波VTRIより大きいときにハイレベル、その逆のときにローレベルの比較信号をドライバ340に出力する。本実施形態では、ハイレベルの比較信号は出力電流としての駆動電流ILEDが目標量より少ないことを示し、ローレベルの比較信号は駆動電流ILEDが目標量より多いことを示している。 In the output control section of the control circuit 100, the error amplifier 312 outputs a detection voltage (detection voltage of output current) V R3 proportional to the value of the drive current I LED of the lighting circuit 6 as a load and a voltage source 314. The third feedback voltage V FB3 as an error signal is generated by amplifying the error with the reference voltage (output current reference voltage) V REF3 and output to the comparator 332 . Here, the reference voltage V REF3 is a voltage that indicates the target amount of the drive current I LED as the output current. The comparator 332 compares the third feedback voltage V FB3 and the triangular wave V TRI as a reference signal output from the triangular wave generating circuit 331, and outputs a comparison signal indicating the comparison result. The comparator 332 outputs a comparison signal of a high level when the third feedback voltage V FB3 is greater than the triangular wave V TRI , and outputs a comparison signal of a low level to the driver 340 when vice versa. In this embodiment, a high level comparison signal indicates that the drive current I LED as the output current is less than the target amount, and a low level comparison signal indicates that the drive current I LED is greater than the target amount.

ドライバ340は、コンパレータ332の出力信号に基づいて、すなわち出力電流である駆動電流ILEDが目標量より少ないか多いかに基づいてスイッチM31,M32のゲートに駆動制御信号を出力し、スイッチM31,M32をオン/オフ駆動する。第3フィードバック電圧VFB3が三角波VTRIより小さい時には、スイッチM32がオン、スイッチM31がオフし、インダクタL3のエネルギーを消費しながら駆動電流ILEDが提供される。第3フィードバック電圧VFB3が三角波VTRIより大きい時には、スイッチM31がオン、スイッチM32がオフし、インダクタL3にエネルギーを蓄えながら駆動電流ILEDが提供される。上記動作により、駆動電流ILEDの値に比例する検出電圧VR3が参照電圧VREF3と一致するようにフィードバックがかかって駆動電流ILEDが定電流制御される。なお、スイッチM31,M32が同時にオフになってしまうとインダクタL3への供給電力が断たれてしまい出力電圧VSWが低下し負電圧に達し、スイッチM32の両端には第2の駆動電圧VOUT2以上の電圧がかかりながら電流が流れることになりスイッチM32が発熱により破損する恐れがある。これを避けるためにスイッチM31,M32が同時にオンとなる時間を経てオフするようにスイッチを切り替えても良い。 The driver 340 outputs a drive control signal to the gates of the switches M31 and M32 based on the output signal of the comparator 332, that is, based on whether the drive current ILED , which is the output current, is less than or more than the target amount. Drive on/off. When the third feedback voltage V FB3 is smaller than the triangular wave V TRI , the switch M32 is turned on and the switch M31 is turned off, and the driving current I LED is provided while consuming the energy of the inductor L3. When the third feedback voltage V FB3 is greater than the triangular wave V TRI , the switch M31 is turned on and the switch M32 is turned off, and the driving current I LED is provided while storing energy in the inductor L3. Through the above operation, feedback is applied so that the detection voltage V R3 , which is proportional to the value of the drive current I LED , matches the reference voltage V REF3 , and the drive current I LED is controlled at a constant current. Note that if the switches M31 and M32 are turned off at the same time, the power supplied to the inductor L3 is cut off, the output voltage V SW decreases and reaches a negative voltage, and the second drive voltage V OUT2 is applied to both ends of the switch M32. Since the current flows while the above voltage is applied, there is a risk that the switch M32 may be damaged due to heat generation. In order to avoid this, the switches M31 and M32 may be switched so that they are simultaneously turned on and then turned off.

ここで、本実施形態と図7に示した比較例のそれぞれの駆動回路における動作波形の一例を示し、本実施形態の効果について説明する。 Here, examples of operating waveforms in the drive circuits of the present embodiment and the comparative example shown in FIG. 7 will be shown, and the effects of the present embodiment will be described.

図2は、比較例の定電流回路における出力電圧及び出力電流の波形の一例を示す特性図である。図3は、本実施形態の定電流回路における出力電圧及び出力電流の波形の一例を示す特性図である。図2及び図3では、駆動回路における出力電圧VSW、駆動電圧VOUT1,VOUT2、負荷電圧VLED、駆動電流ILED、ピーク電流値ILED_H,ILED_L,ILED_H2,ILED_L2を模式的に表した波形によってそれぞれ示している。 FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of the waveforms of the output voltage and output current in the constant current circuit of the comparative example. FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of the waveforms of the output voltage and output current in the constant current circuit of this embodiment. In FIGS. 2 and 3, the output voltage V SW , drive voltages V OUT1 , V OUT2 , load voltage V LED , drive current I LED , and peak current values I LED_H , I LED_L , I LED_H2 , and I LED_L2 in the drive circuit are schematically shown. Each is shown by the waveform shown in .

図2の比較例では、出力回路103Eの出力電圧VSWは、スイッチM31がオン、スイッチM32がオフの時には駆動電圧VOUT1にほぼ等しくなり、スイッチM31がオフ、スイッチM32がオンの時にはほぼ0Vとなる。一方、負荷のLEDにかかる負荷電圧VLEDは、ダイオードの特性からほぼ変化しない。このため、インダクタL3を介してLEDに流れる駆動電流ILEDは、出力電圧VSWがほぼ0Vになる時にV=L*dI/dt(ここで、L:インダクタL3のインダクタンス、dI/dt:駆動電流ILEDの単位時間変化率)より、大きく電流が減少する。したがって、駆動電流ILEDは、駆動電流最大値ILED_Hと駆動電流最小値ILED_Lとの差が大きく、リプル電流が大きくなる。例えば、上式でL3が22μH、VLEDが28V、dtが0.6μsであれば、駆動電流ILEDは760mAも減少する。これはそのままリプル電流に相当する。 In the comparative example of FIG. 2, the output voltage V SW of the output circuit 103E is approximately equal to the drive voltage V OUT1 when the switch M31 is on and the switch M32 is off, and is approximately 0V when the switch M31 is off and the switch M32 is on. becomes. On the other hand, the load voltage V LED applied to the LED of the load does not substantially change due to the characteristics of the diode. Therefore, when the output voltage VSW becomes approximately 0V, the driving current ILED flowing to the LED through the inductor L3 is V=L*dI/dt (where, L: inductance of the inductor L3, dI/dt: driving The current decreases by a larger amount than the current I (the unit time change rate of the LED ). Therefore, the drive current I LED has a large difference between the drive current maximum value I LED_H and the drive current minimum value I LED_L , and the ripple current becomes large. For example, in the above equation, if L3 is 22 μH, V LED is 28 V, and dt is 0.6 μs, the drive current I LED will decrease by 760 mA. This directly corresponds to ripple current.

図3の本実施形態では、出力回路103の出力電圧VSWは、スイッチM31がオン、スイッチM32がオフの時には第1の駆動電圧VOUT1にほぼ等しくなり、スイッチM31がオフ、スイッチM32がオンの時には第2の駆動電圧VOUT2にほぼ等しくなる。第2の駆動電圧VOUT2は負荷電圧VLEDより小さく設定され、出力電圧VSWは小さい範囲で変動する。第2の駆動電圧VOUT2と負荷電圧VLEDとの電圧差は、出力電流としての駆動電流ILEDのリプル電流量が十分に小さくなる程度の所定範囲内の値に設定する。この場合、インダクタL3を介してLEDに流れる駆動電流ILEDは、駆動電流最大値ILED_H2と駆動電流最小値ILED_L2との差が小さくなる。 In the present embodiment of FIG. 3, the output voltage V SW of the output circuit 103 is approximately equal to the first drive voltage V OUT1 when the switch M31 is on and the switch M32 is off, and when the switch M31 is off and the switch M32 is on. At the time of , it becomes approximately equal to the second drive voltage V OUT2 . The second drive voltage V OUT2 is set lower than the load voltage V LED , and the output voltage V SW varies within a small range. The voltage difference between the second drive voltage V OUT2 and the load voltage V LED is set to a value within a predetermined range such that the ripple current amount of the drive current I LED as an output current is sufficiently small. In this case, the difference between the drive current maximum value I LED_H2 and the drive current minimum value I LED_L2 becomes small in the drive current I LED flowing to the LED via the inductor L3.

比較例におけるリプル電流量は、スイッチング周期をTとして次の(1)式で表される。 The amount of ripple current in the comparative example is expressed by the following equation (1), where T is the switching period.

Figure 0007388991000001
Figure 0007388991000001

本実施形態におけるリプル電流量は、スイッチング周期をTとして次の(2)式で表される。 The amount of ripple current in this embodiment is expressed by the following equation (2), where T is the switching period.

Figure 0007388991000002
したがって、比較例と本実施形態のリプル電流の比は、次の(3)式で表される。
Figure 0007388991000002
Therefore, the ratio of ripple currents between the comparative example and this embodiment is expressed by the following equation (3).

Figure 0007388991000003
Figure 0007388991000003

このように、本実施形態では比較例に対して大きくリプル電流を低減できる。例えば、(3)式において、VOUT1が36V、VOUT2が27V、VLEDが28Vであれば、リプル電流量は1/7に低減される。 In this way, in this embodiment, the ripple current can be significantly reduced compared to the comparative example. For example, in equation (3), if V OUT1 is 36V, V OUT2 is 27V, and V LED is 28V, the amount of ripple current is reduced to 1/7.

上述したように、本実施形態の構成では、スイッチM32がオンの時の電圧を0VからVOUT2に持ち上げることによって、インダクタを大きくすることなく、またスイッチング周波数を大きくすることもなく、リプル電流を低減することができる。 As described above, in the configuration of this embodiment, by raising the voltage when the switch M32 is on from 0V to VOUT2 , the ripple current can be reduced without increasing the size of the inductor or increasing the switching frequency. can be reduced.

(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態の定電流回路を含む駆動回路の構成を示す回路図である。第2の実施形態の駆動回路におけるスイッチング電源回路5Aは、図1に示した第1の実施形態のスイッチング電源回路5の構成に加えて、制御器350Aを備える。第1の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
(Second embodiment)
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of a drive circuit including a constant current circuit according to the second embodiment. A switching power supply circuit 5A in the drive circuit of the second embodiment includes a controller 350A in addition to the configuration of the switching power supply circuit 5 of the first embodiment shown in FIG. Components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

制御回路100Aに設けられる制御器350Aは、出力電圧制御回路として機能するものであり、第1の参照電圧生成回路としての可変電圧源114A、第2の参照電圧生成回路としての可変電圧源214A、負荷制御回路としてのスイッチ制御回路30Aの動作を制御する。制御器350Aは、点灯回路6のLED61を点灯/消灯するために、スイッチ制御回路30Aに制御信号を送ってスイッチングトランジスタ62をオフ/オンする。このLED61の点灯/消灯に伴い、可変電圧源114A及び可変電圧源214Aを制御し、第1の参照電圧VREF1及び第2の参照電圧VREF2の電圧を上げる/下げることを行い、第1の昇圧回路101、第2の昇圧回路102の出力電圧を上げる/下げることを実行させる。なお、制御器350Aは、外部のコントローラ等から入力される制御信号に基づいて上記制御を行ってもよい。 The controller 350A provided in the control circuit 100A functions as an output voltage control circuit, and includes a variable voltage source 114A as a first reference voltage generation circuit, a variable voltage source 214A as a second reference voltage generation circuit, The operation of the switch control circuit 30A as a load control circuit is controlled. In order to turn on/off the LED 61 of the lighting circuit 6, the controller 350A sends a control signal to the switch control circuit 30A to turn off/on the switching transistor 62. In accordance with the lighting/extinguishing of the LED 61, the variable voltage source 114A and the variable voltage source 214A are controlled to increase/lower the voltages of the first reference voltage V REF1 and the second reference voltage V REF2 . The output voltages of the booster circuit 101 and the second booster circuit 102 are raised/lowered. Note that the controller 350A may perform the above control based on a control signal input from an external controller or the like.

すなわち、LED61の点灯時には、参照電圧VREF1,VREF2の電圧を上げ、第1の昇圧回路101の出力の第1の駆動電圧VOUT1、及び第2の昇圧回路102の出力の第2の駆動電圧VOUT2を上げるようにする。また、LED61の消灯時には、参照電圧VREF1,VREF2の電圧を下げ、第1の昇圧回路101の出力の第1の駆動電圧VOUT1、及び第2の昇圧回路102の出力の第2の駆動電圧VOUT2を下げるようにする。 That is, when the LED 61 is turned on, the reference voltages V REF1 and V REF2 are increased, and the first drive voltage V OUT1 of the output of the first booster circuit 101 and the second drive voltage of the output of the second booster circuit 102 are increased. Increase the voltage V OUT2 . Further, when the LED 61 is turned off, the voltages of the reference voltages V REF1 and V REF2 are lowered, and the first drive voltage V OUT1 of the output of the first booster circuit 101 and the second drive voltage of the output of the second booster circuit 102 are lowered. Try to lower the voltage V OUT2 .

より具体的には、シーケンシャルターンランプにおいて点灯させるLEDの数に応じて、第1の昇圧回路101及び第2の昇圧回路102の昇圧電圧を変動させ、第1の駆動電圧VOUT1及び第2の駆動電圧VOUT2を変化させる。このように、第2の実施形態では、LED61の点灯/消灯、LED61の点灯数などの負荷の状態に応じて、第1の駆動電圧VOUT1、第2の駆動電圧VOUT2を上げる又は下げる制御を行う。LEDの点灯数によって必要最小限の負荷電圧VLEDは変化し、第1の昇圧回路101及び第2の昇圧回路102による必要な昇圧電圧が異なる。このため、LEDの点灯状態に応じて昇圧電圧を変化させることにより、さらにリプル電流を低減させることが可能である。 More specifically, the boosted voltages of the first booster circuit 101 and the second booster circuit 102 are varied according to the number of LEDs to be lit in the sequential turn lamp, and the first drive voltage V OUT1 and the second drive voltage VOUT1 are changed. Change the drive voltage V OUT2 . In this manner, in the second embodiment, control is performed to increase or decrease the first drive voltage V OUT1 and the second drive voltage V OUT2 depending on the load state such as lighting/extinguishing of the LED 61 and the number of lit LEDs 61. I do. The minimum necessary load voltage V LED changes depending on the number of LEDs lit, and the necessary boost voltages by the first boost circuit 101 and the second boost circuit 102 differ. Therefore, by changing the boosted voltage according to the lighting state of the LED, it is possible to further reduce the ripple current.

例えば、負荷としてLEDが8個直列接続された点灯回路6を用いる場合、1個のLEDの両端電圧が3.5Vとすると、8個全て点灯させるときに必要な負荷電圧VLEDは28Vとなる。このとき、例えば第1の駆動電圧VOUT1を36V、第2の駆動電圧VOUT2を27Vに調整することによって、8個点灯時のリプル電流を低減できる。また、6個を点灯させるときは、必要な負荷電圧VLEDは21Vとなり、例えば第1の駆動電圧VOUT1を29V、第2の駆動電圧VOUT2を20Vに調整することによって、6個点灯時のリプル電流をさらに低減できる。 For example, when using a lighting circuit 6 in which 8 LEDs are connected in series as a load, and the voltage across each LED is 3.5V, the load voltage V required to light all 8 LEDs is 28V. . At this time, by adjusting the first drive voltage V OUT1 to 36V and the second drive voltage V OUT2 to 27V, for example, the ripple current when eight lights are turned on can be reduced. In addition, when lighting six LEDs, the required load voltage V LED is 21V. For example, by adjusting the first drive voltage V OUT1 to 29V and the second drive voltage V OUT2 to 20V, it is possible to ripple current can be further reduced.

なお、図4の構成では、参照電圧VREF1,VREF2の電圧値を制御してDC/DCコンバータの出力電圧を変更しているが、帰還抵抗RFB11,RFB12,RFB21,RFB22の抵抗値を制御して出力電圧を変更してもよいし、DC/DCコンバータに限らず適切な出力電圧が得られる一般的な電源回路を用いてもよい。また、LED61に流れる駆動電流ILEDを電流検出抵抗R3を介してグランドに流しているが、入力電圧VINに戻すようにしてもよい。 In the configuration of FIG. 4, the output voltage of the DC/DC converter is changed by controlling the voltage values of the reference voltages V REF1 and V REF2 , but the feedback resistors R FB11 , R FB12 , R FB21 , and R FB22 The output voltage may be changed by controlling the resistance value, or a general power supply circuit capable of obtaining an appropriate output voltage may be used instead of the DC/DC converter. Furthermore, although the driving current ILED flowing through the LED 61 is flowing to the ground via the current detection resistor R3, it may be returned to the input voltage VIN .

このように、第2の実施形態では、LEDの点灯/消灯に応じて第1の昇圧回路101及び第2の昇圧回路102の昇圧電圧を変化させることにより、リプル電流をさらに低減することができる。 In this way, in the second embodiment, the ripple current can be further reduced by changing the boosted voltages of the first booster circuit 101 and the second booster circuit 102 according to the lighting/extinguishing of the LED. .

(第3の実施形態)
図5は、第3の実施形態の定電流回路を含む駆動回路の構成を示す回路図である。第3の実施形態の駆動回路におけるスイッチング電源回路5Bは、図4に示した第2の実施形態のスイッチング電源回路5Aの構成を一部変更し、第2の参照電圧VREF2を生成する回路を異なる構成とした変形例である。なお、第3の実施形態の構成を図1に示した第1の実施形態のスイッチング電源回路5に適用することも可能である。第1及び第2の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of a drive circuit including a constant current circuit according to the third embodiment. The switching power supply circuit 5B in the drive circuit of the third embodiment partially changes the configuration of the switching power supply circuit 5A of the second embodiment shown in FIG. 4, and includes a circuit that generates the second reference voltage V REF2 . This is a modification with a different configuration. Note that it is also possible to apply the configuration of the third embodiment to the switching power supply circuit 5 of the first embodiment shown in FIG. Components similar to those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

制御回路100Bに設けられる制御器350Bは、出力電圧制御回路として機能するものであり、可変電圧源114B、負荷制御回路としてのスイッチ制御回路30Bの動作を制御する。第2の参照電圧VREF2を生成する参照電圧生成回路214Bは、点灯回路6の複数のLED61の出力回路103側の端部(アノード側)に、ダイオードD22、帰還抵抗RFB23,RFB24が直列接続された電圧発生回路により構成される。参照電圧生成回路214Bは、負荷となる点灯回路6のLED61に印加される負荷電圧VLEDに比例する電圧を第2の参照電圧VREF2として生成する。出力回路103の出力端とLED61との接続点にダイオードD22のアノードが接続され、ダイオードD22のカソードに帰還抵抗RFB23,RFB24が直列接続され、帰還抵抗RFB23の一端がグランドに接地される。帰還抵抗RFB23,RFB24の接続点は、制御回路100Bにおいてエラーアンプ212の非反転入力端に接続され、負荷電圧VLEDに比例する電圧がエラーアンプ212に入力される。 A controller 350B provided in the control circuit 100B functions as an output voltage control circuit, and controls the operation of the variable voltage source 114B and the switch control circuit 30B as a load control circuit. The reference voltage generation circuit 214B that generates the second reference voltage V REF2 has a diode D22 and feedback resistors R FB23 and R FB24 connected in series to the ends of the plurality of LEDs 61 of the lighting circuit 6 on the output circuit 103 side (anode side). Consists of a connected voltage generation circuit. The reference voltage generation circuit 214B generates a voltage proportional to the load voltage V LED applied to the LED 61 of the lighting circuit 6 serving as a load as the second reference voltage V REF2 . The anode of a diode D22 is connected to the connection point between the output end of the output circuit 103 and the LED 61, feedback resistors R FB23 and R FB24 are connected in series to the cathode of the diode D22, and one end of the feedback resistor R FB23 is grounded. . The connection point between the feedback resistors R FB23 and R FB24 is connected to the non-inverting input terminal of the error amplifier 212 in the control circuit 100B, and a voltage proportional to the load voltage V LED is input to the error amplifier 212.

上記の(3)式から分かるように、VOUT2とVLEDとが近い値を取るほどリプル電流を小さくすることができるので、第2の駆動電圧VOUT2を負荷電圧VLEDになるべく近づける制御方法が望ましい。これを実現するために、第3の実施形態では、LED61の上端の負荷電圧VLEDをダイオード1つ分電圧降下させた電圧を抵抗分圧した電圧を、参照電圧VREF2としている。これにより、LEDの点灯/消灯を行って負荷電圧VLEDが変動したとしても、この変化に追従してVLEDより僅かに低い出力電圧を第2の駆動電圧VOUT2として出力することができる。 As can be seen from the above equation (3), the closer V OUT2 and V LED are , the smaller the ripple current can be. is desirable. In order to realize this, in the third embodiment, the reference voltage V REF2 is a voltage obtained by resistance-dividing a voltage obtained by lowering the load voltage V LED at the upper end of the LED 61 by one diode. Thereby, even if the load voltage V LED fluctuates by turning on/off the LED, it is possible to follow this change and output an output voltage slightly lower than V LED as the second drive voltage V OUT2 .

このように、第3の実施形態では、負荷電圧VLEDに応じて第2の昇圧回路102の昇圧電圧をVLEDに近い値に調整することにより、リプル電流をさらに低減することができる。 In this way, in the third embodiment, the ripple current can be further reduced by adjusting the boosted voltage of the second booster circuit 102 to a value close to V LED according to the load voltage V LED .

(第4の実施形態)
図6は、第4の実施形態の定電流回路を含む駆動回路の構成を示す回路図である。第4の実施形態の駆動回路におけるスイッチング電源回路5Cは、図5に示した第3の実施形態のスイッチング電源回路5Bの構成を一部変更し、スイッチM32をダイオードD3に置き換えた変形例である。第1、第2及び第3の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of a drive circuit including a constant current circuit according to the fourth embodiment. The switching power supply circuit 5C in the drive circuit of the fourth embodiment is a modification in which the configuration of the switching power supply circuit 5B of the third embodiment shown in FIG. 5 is partially changed and the switch M32 is replaced with a diode D3. . Components similar to those in the first, second, and third embodiments are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

出力回路103Cにおいて、ダイオードD3のアノードが第2の昇圧回路102の出力端と接続され、スイッチM31の第2端とダイオードD3のカソードが接続される。スイッチM31とダイオードD3との接続点にインダクタL3の一端が接続され、インダクタL3の他端が出力回路103Cの出力端となって点灯回路6の上端のLED61に接続される。 In the output circuit 103C, the anode of the diode D3 is connected to the output end of the second booster circuit 102, and the second end of the switch M31 and the cathode of the diode D3 are connected. One end of the inductor L3 is connected to the connection point between the switch M31 and the diode D3, and the other end of the inductor L3 becomes the output end of the output circuit 103C and is connected to the LED 61 at the upper end of the lighting circuit 6.

出力回路103Cでは、スイッチM32をダイオードD3に置き換えたことにより、制御回路100Cのドライバ340CはスイッチM31のゲートに駆動制御信号を出力してスイッチM31をオン/オフ駆動する。スイッチM32を設けた構成では、スイッチM32のゲートに出力する駆動制御信号は第2の駆動電圧VOUT2より高い電圧とする必要があるため、スイッチング電源回路内に図示しない昇圧回路やブートストラップ回路が必要になる場合がある。第4の実施形態では、スイッチM31のみを駆動すればよく、また昇圧回路やブートストラップ回路が不要となるため、ドライバ340Cを簡素化できる。 In the output circuit 103C, by replacing the switch M32 with a diode D3, the driver 340C of the control circuit 100C outputs a drive control signal to the gate of the switch M31 to turn on/off the switch M31. In the configuration including the switch M32, the drive control signal output to the gate of the switch M32 needs to be higher than the second drive voltage V OUT2 , so a booster circuit and a bootstrap circuit (not shown) are included in the switching power supply circuit. It may be necessary. In the fourth embodiment, only the switch M31 needs to be driven, and a booster circuit and a bootstrap circuit are not required, so the driver 340C can be simplified.

上述したように、本実施形態では、昇圧回路としてのDC/DCコンバータを2つ設けて第1の駆動電圧VOUT1及び第2の駆動電圧VOUT2を生成し、出力回路のスイッチ素子がオン/オフする時のインダクタに発生する電圧差を小さくする。これによって、駆動回路の出力回路を構成する定電流回路において、スイッチング周波数を速くすることなく、インダクタンスを大きくすることもなく、定電流出力のリプル電流を減少させることができる。本実施形態は、例えば複数の発光素子を有して構成されるシーケンシャルターンランプの駆動回路等において、昇圧DC/DCコンバータと降圧定電流コンバータを組み合わせて定電流出力を得る応用例において好適であり、出力のリプル電流を低減させることが可能となる。 As described above, in this embodiment, two DC/DC converters as booster circuits are provided to generate the first drive voltage V OUT1 and the second drive voltage V OUT2 , and the switch element of the output circuit is turned on/off. Reduce the voltage difference that occurs in the inductor when it is turned off. As a result, in the constant current circuit constituting the output circuit of the drive circuit, the ripple current of the constant current output can be reduced without increasing the switching frequency or increasing the inductance. This embodiment is suitable for an application example in which a step-up DC/DC converter and a step-down constant current converter are combined to obtain a constant current output, for example, in a drive circuit for a sequential turn lamp configured with a plurality of light emitting elements. , it becomes possible to reduce the output ripple current.

なお、本実施形態に係る発光素子の駆動回路は、昇圧回路と降圧型の定電流回路との組み合わせに限定されるものではなく、例えば降圧型などの他の方式の定電圧回路による駆動電圧生成回路と、出力回路としての定電流回路とを有するものであれば、同様に適用可能である。すなわち、本実施形態の定電流回路は、2つの駆動電圧生成回路の出力電圧を入力して定電流の出力電流を得る回路として、発光素子の駆動回路等に応用可能なものである。 Note that the drive circuit for the light emitting element according to the present embodiment is not limited to the combination of a step-up circuit and a step-down type constant current circuit, and can generate a drive voltage using another type of constant voltage circuit such as a step-down type, for example. Any device having a constant current circuit and a constant current circuit as an output circuit can be similarly applied. That is, the constant current circuit of this embodiment can be applied to a light emitting element drive circuit, etc. as a circuit that inputs the output voltages of two drive voltage generation circuits to obtain a constant output current.

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。 Although various embodiments have been described above with reference to the drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It is clear that those skilled in the art can come up with various changes or modifications within the scope of the claims, and these naturally fall within the technical scope of the present invention. Understood. Further, each component in the above embodiments may be arbitrarily combined without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、複数の発光素子を順次点灯させる場合などの負荷駆動時のリプル電流を低減させ、安定した電流供給が可能となる効果を有し、例えばシーケンシャルターンランプ等の複数の発光素子を駆動する駆動回路等に設けられる定電流回路に有用である。 The present invention has the effect of reducing ripple current when driving a load such as when lighting a plurality of light emitting elements in sequence, and making it possible to provide a stable current supply, for example, when driving a plurality of light emitting elements such as a sequential turn lamp. This is useful for constant current circuits installed in drive circuits and the like.

5,5A,5B,5C:スイッチング電源回路
6:点灯回路
30,30A,30B:スイッチ制御回路
61:LED
62:スイッチングトランジスタ
100,100A,100B,100C:制御回路
101,102:昇圧回路
103,103C:出力回路
112,212,312:エラーアンプ
113,213,313:位相補償回路
114,214,314:電圧源
114A,114B,214A:可変電圧源
131,231:スロープ補償回路
132,232,332:コンパレータ
133,233:発振器
134,234:フリップフロップ
140,240:ゲートドライバ
214B:参照電圧生成回路
331:三角波発生回路
340,340C:ドライバ
350A,350B:制御器
C11,C21:出力容量
D1,D2:整流用ダイオード
D3,D22:ダイオード
L3,L11,L21:インダクタ
M11,M21:スイッチングトランジスタ
M31,M32:スイッチ
R3:電流検出抵抗
R11,R21:抵抗
FB11,RFB12,RFB21,RFB22,RFB23,RFB24:帰還抵抗
5, 5A, 5B, 5C: Switching power supply circuit 6: Lighting circuit 30, 30A, 30B: Switch control circuit 61: LED
62: Switching transistors 100, 100A, 100B, 100C: Control circuits 101, 102: Boost circuits 103, 103C: Output circuits 112, 212, 312: Error amplifiers 113, 213, 313: Phase compensation circuits 114, 214, 314: Voltage Sources 114A, 114B, 214A: Variable voltage sources 131, 231: Slope compensation circuits 132, 232, 332: Comparators 133, 233: Oscillators 134, 234: Flip-flops 140, 240: Gate driver 214B: Reference voltage generation circuit 331: Triangular wave Generation circuits 340, 340C: Drivers 350A, 350B: Controllers C11, C21: Output capacitors D1, D2: Rectifying diodes D3, D22: Diodes L3, L11, L21: Inductors M11, M21: Switching transistors M31, M32: Switch R3 : Current detection resistor R11, R21: Resistor R FB11 , R FB12 , R FB21 , R FB22 , R FB23 , R FB24 : Feedback resistor

Claims (6)

第1の駆動電圧を出力する第1の駆動電圧生成回路と、
前記第1の駆動電圧に対して小さい電圧となる第2の駆動電圧を出力する第2の駆動電圧生成回路と、
前記第1の駆動電圧の供給をオンオフする第1のスイッチと、
前記第1のスイッチと直列に接続され、前記第2の駆動電圧の供給をオンオフする第2のスイッチと、
前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとの接続点に一端が接続され、他端が負荷に接続されるインダクタと、
前記負荷に流れる出力電流に比例する検出電圧に応じて、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチのオンオフを制御する制御回路と、を有し、
前記制御回路は、
前記検出電圧と前記出力電流の目標量を指示する参照電圧との差に比例する誤差信号を出力するエラーアンプと、
前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチをオンオフするクロックに同期した参照信号を出力する参照波形発生回路と、
前記誤差信号と前記参照信号との比較結果を示す比較信号を出力するコンパレータと、
前記比較信号が前記目標量より前記出力電流が少ないことを示す場合に前記第1のスイッチをオンする制御を行い、前記目標量より前記出力電流が多いことを示す場合に前記第2のスイッチをオンする制御を行うドライバと、を有し、
前記検出電圧と前記参照電圧とが一致するようにフィードバック制御を行う、
定電流回路。
a first drive voltage generation circuit that outputs a first drive voltage;
a second drive voltage generation circuit that outputs a second drive voltage that is a smaller voltage than the first drive voltage;
a first switch that turns on and off the supply of the first drive voltage;
a second switch that is connected in series with the first switch and turns on and off the supply of the second drive voltage;
an inductor having one end connected to a connection point between the first switch and the second switch, and the other end connected to a load;
a control circuit that controls on/off of the first switch and the second switch according to a detected voltage proportional to the output current flowing to the load,
The control circuit includes:
an error amplifier that outputs an error signal proportional to the difference between the detected voltage and a reference voltage that indicates the target amount of output current;
a reference waveform generation circuit that outputs a reference signal synchronized with a clock that turns on and off the first switch and the second switch;
a comparator that outputs a comparison signal indicating a comparison result between the error signal and the reference signal;
When the comparison signal indicates that the output current is less than the target amount, the first switch is turned on, and when the comparison signal indicates that the output current is greater than the target amount, the second switch is turned on. It has a driver that controls turning on,
performing feedback control so that the detected voltage and the reference voltage match;
Constant current circuit.
第1の駆動電圧を出力する第1の駆動電圧生成回路と、
前記第1の駆動電圧に対して小さい電圧となる第2の駆動電圧を出力する第2の駆動電圧生成回路と、
前記第1の駆動電圧の供給をオンオフする第1のスイッチと、
前記第1のスイッチとカソードが接続され、前記第2の駆動電圧生成回路の出力端とアノードが接続されるダイオードと、
前記第1のスイッチと前記ダイオードとの接続点に一端が接続され、他端が負荷に接続されるインダクタと、
前記負荷に流れる出力電流に比例する検出電圧に応じて、前記第1のスイッチのオンオフを制御する制御回路と、を有し、
前記制御回路は、
前記検出電圧と前記出力電流の目標量を指示する参照電圧との差に比例する誤差信号を出力するエラーアンプと、
前記第1のスイッチをオンオフするクロックに同期した参照信号を出力する参照波形発生回路と、
前記誤差信号と前記参照信号との比較結果を示す比較信号を出力するコンパレータと、
前記比較信号が前記目標量より前記出力電流が少ないことを示す場合に前記第1のスイッチをオンする制御を行い、前記目標量より前記出力電流が多いことを示す場合に前記第1のスイッチをオフする制御を行うドライバと、を有し、
前記検出電圧と前記参照電圧とが一致するようにフィードバック制御を行う、
定電流回路。
a first drive voltage generation circuit that outputs a first drive voltage;
a second drive voltage generation circuit that outputs a second drive voltage that is a smaller voltage than the first drive voltage;
a first switch that turns on and off the supply of the first drive voltage;
a diode whose cathode is connected to the first switch and whose anode is connected to the output end of the second drive voltage generation circuit;
an inductor having one end connected to a connection point between the first switch and the diode and the other end connected to a load;
a control circuit that controls on/off of the first switch according to a detected voltage proportional to the output current flowing to the load,
The control circuit includes:
an error amplifier that outputs an error signal proportional to the difference between the detected voltage and a reference voltage that indicates the target amount of output current;
a reference waveform generation circuit that outputs a reference signal synchronized with a clock that turns on and off the first switch;
a comparator that outputs a comparison signal indicating a comparison result between the error signal and the reference signal;
The first switch is controlled to be turned on when the comparison signal indicates that the output current is less than the target amount, and the first switch is turned on when the comparison signal indicates that the output current is greater than the target amount. It has a driver that controls turning off,
performing feedback control so that the detected voltage and the reference voltage match;
Constant current circuit.
前記制御回路は、
前記負荷をオンオフする負荷制御回路と、
前記負荷の状態に応じて前記第1の駆動電圧及び前記第2の駆動電圧を上げる又は下げる制御を行う出力電圧制御回路と、を有する、
請求項1又は2に記載の定電流回路。
The control circuit includes:
a load control circuit that turns on and off the load;
an output voltage control circuit that controls increasing or decreasing the first drive voltage and the second drive voltage according to the state of the load;
The constant current circuit according to claim 1 or 2.
前記第2の駆動電圧生成回路は、
前記負荷に印加される負荷電圧に比例する電圧を用いて前記第2の駆動電圧の目標となる第2の参照電圧を生成する参照電圧生成回路を有する、
請求項1又は2に記載の定電流回路。
The second drive voltage generation circuit includes:
a reference voltage generation circuit that generates a second reference voltage that is a target of the second drive voltage using a voltage proportional to the load voltage applied to the load;
The constant current circuit according to claim 1 or 2.
前記制御回路は、
前記負荷をオンオフする負荷制御回路と、
前記負荷の状態に応じて前記第1の駆動電圧を上げる又は下げる制御を行う出力電圧制御回路と、を有する、
請求項4に記載の定電流回路。
The control circuit includes:
a load control circuit that turns on and off the load;
an output voltage control circuit that controls to increase or decrease the first drive voltage according to the state of the load;
The constant current circuit according to claim 4.
前記第1の駆動電圧生成回路と前記第2の駆動電圧生成回路は、それぞれ昇圧型のDC/DCコンバータにより構成される、
請求項1から5のいずれか一項に記載の定電流回路。
The first drive voltage generation circuit and the second drive voltage generation circuit are each configured by a step-up DC/DC converter,
A constant current circuit according to any one of claims 1 to 5.
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