ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路
【課題】外部のフォトカプラを接続することなしにパルス幅変調（ＰＷＭ信号）のデューティ比を動的に調節できる交流・直流（ＡＣ−ＤＣ）両用発光ダイオード（ＬＥＤ）駆動回路を提供する。
【解決手段】ＬＥＤを駆動するためのＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路であって、電流信号を出力する入力電源回路と、スイッチングトランジスタ及び一端がＬＥＤに接続されたフィードバック抵抗を有し、電流信号を受信し当該駆動回路がＬＥＤを駆動するための駆動信号を出力する昇降圧形コンバータと、スイッチングトランジスタ及びフィードバック抵抗の他端に接続された浮動接地端子を有し、スイッチングトランジスタを連続してオン・オフするための駆動信号に応じてＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号コントローラとを備えている。
【解決手段】ＬＥＤを駆動するためのＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路であって、電流信号を出力する入力電源回路と、スイッチングトランジスタ及び一端がＬＥＤに接続されたフィードバック抵抗を有し、電流信号を受信し当該駆動回路がＬＥＤを駆動するための駆動信号を出力する昇降圧形コンバータと、スイッチングトランジスタ及びフィードバック抵抗の他端に接続された浮動接地端子を有し、スイッチングトランジスタを連続してオン・オフするための駆動信号に応じてＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号コントローラとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）駆動回路に関し、特に、交流・直流（ＡＣ−ｔｏ−ＤＣ）ＬＥＤ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の意識の高まりとともに、エネルギーの節減方法が重要な話題となってきた。照明用装置に関して、ＬＥＤは、通常の発光源と比較すると、耐用年数が長く、低消費電力であり、簡単に破損しないという利点があるため、積極的に開発され日常生活において重要な役割を果たしている。
【０００３】
ＬＥＤ駆動回路には、変圧器と、パルス幅変調（ＰＷＭ）集積回路（ＩＣ）と、定電流回路と、フィードバック回路とが含まれる。変圧器は一次側及び二次側を含み、フィードバック回路は検出抵抗器及びフォトカプラを含む。ＰＷＭ−ＩＣは変圧器の一次側に電気的に接続され、定電流回路は変圧器の二次側に電気的に接続される。フィードバック回路は、検出抵抗器及びフォトカプラを流れる電流を通じてフィードバック信号をＰＷＭ−ＩＣに対し結びつける。フォトカプラは二次側の光信号を受信してフィードバック信号を生成し、ＰＷＭ−ＩＣはフィードバック信号を受信してＰＷＭ信号のデューティ比を調節する。ここで、デューティ比とは、ＰＷＭ信号の電圧レベルが、デューティサイクルにおいてハイレベル（ハイ状態の論理レベル）を維持しているＰＷＭ信号の持続時間のことを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したＬＥＤ駆動回路は、フォトカプラに対して、フィードバック信号をＰＷＭ−ＩＣに対し結びつけることを要求することにより、ＰＷＭ−ＩＣから出力されるＰＷＭ信号のデューティ比を調節する。そのため、前述したＬＥＤ駆動回路は、より多くの構成要素を採用しなければならず、より大型の収容スペースが必要となるため製造コストも増加する。
【０００５】
従って、本発明の課題は、上記問題を解決するためのＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した課題を解決するための発明はＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路であって、電流信号を出力する入力電源回路と、スイッチングトランジスタと、一端が前記ＬＥＤに接続されたフィードバック抵抗と、を有し、前記電流信号を受信し、当該ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路が前記ＬＥＤを駆動するための駆動信号を出力する昇降圧形コンバータと、前記スイッチングトランジスタ及び前記フィードバック抵抗の他端に接続された浮動接地端子を有し、前記スイッチングトランジスタを連続してオン・オフするための前記駆動信号に応じてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号ＶPWMを出力するＰＷＭ信号コントローラと、を備えている。
【０００７】
また、かかる発明において、前記入力電源回路は、ＡＣ信号を出力するＡＣ信号源と、前記ＡＣ信号中のノイズを除去するフィルタと、前記フィルタを通る前記ＡＣ信号を受信し、前記電流信号を出力するブリッジ整流器と、を有することとしてもよい。
【０００８】
また、かかる発明において、前記入力電源回路はＤＣ信号源であることとしてもよい。
【０００９】
前述した課題を解決するためのもう一つの発明はＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路であって、電流信号を出力する入力電源回路と、スイッチングトランジスタと、フィードバック抵抗と、ローパスフィルタと、一端が前記ローパスフィルタに接続され他端が前記ＬＥＤに接続されたフリーホイールダイオードと、を有し、前記電流信号を受信し、前記ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路が前記ＬＥＤを駆動するための駆動信号を出力する昇降圧形コンバータと、前記スイッチングトランジスタ及び前記ローパスフィルタに接続された浮動接地端子を有し、前記スイッチングトランジスタを連続してオン・オフにしたりするための前記ローパスフィルタを通るフィードバック信号に応じてＰＷＭ信号を出力するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号コントローラと、を備え、前記フィードバック抵抗の２つの端部は前記浮動接地端子及び前記ローパスフィルタにそれぞれ接続される。
【００１０】
前述した発明のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路はＬＥＤの駆動に適している。つまり、このＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路によれば、昇降圧形コンバータ及び共通接地を有するＰＷＭ信号コントローラが構成されていることによって、当該発明のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路が外部のフォトカプラを接続することなくＰＷＭ信号のデューティ比を動的に調節できる。
また、例えば入力電源回路がＡＣ信号源を有する場合、当該発明のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路の力率を改善できる。ここで、力率とは、皮相電力に対する有効電力の比のことである。
或いは、例えば入力電源回路がＤＣ信号源を有する場合、このＤＣ信号源の電圧の出力端子の電圧（第２のコンデンサの電圧）に対する高・低に関わらず、ＬＥＤを駆動するための電流（駆動信号）を一定に維持できる。
尚、入力電源回路が以上述べたＡＣ信号源又はＤＣ信号源の何れを有するかに関わらず、フリーホイールダイオードを通る変換信号ＩDの高周波数信号はローパスフィルタによって除去され、そしてＰＷＭ信号コントローラはフィードバック信号を受信して該当するＰＷＭ信号を出力できる。
【発明の効果】
【００１１】
ＰＷＭ信号のデューティ比の調節を可能としつつコンパクト且つ低製造コストのＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路の概略を示す回路ブロック図である。
【図２】図１の回路のうちの第１の実施の形態の回路の概略を示す回路図である。
【図３】図２の回路の一部の詳細である誤差増幅端子、補償端子、フィードバック端子、及び制御端子の回路の概略を示す回路図である。
【図４】（Ａ）は図２の回路のＡＣ信号の信号波形図であり、（Ｂ）は図２の回路の電流信号の信号波形図であり、（Ｃ）は図２の回路の第１の電流（電流）の信号波形図であり、（Ｄ）は図２の回路のＰＷＭ信号の信号波形図であり、（Ｅ）は図２の回路の駆動信号の信号波形図である。
【図５】図１の回路のうちの第２の実施の形態の回路の概略を示す回路図である。
【図６】本実施の形態のもう一つのＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路の概略を示す回路ブロック図である。
【図７】（Ａ）は図６の回路の電流信号の信号波形図であり、（Ｂ）は図６の回路の第１の電流の信号波形図であり、（Ｃ）は図６の回路のＰＷＭ信号の信号波形図であり、（Ｄ）は図６の回路の駆動信号の信号波形図であり、（Ｅ）は図６の回路の変換信号の信号波形図であり、（Ｆ）は図６の回路のフィードバック信号の信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、以下に示す明細書の詳細な説明から更により完全に理解されるが、その詳細な説明は単なる例示に過ぎず、本発明を制限するものではない。
【実施例】
【００１４】
図１は、本実施の形態（後述する第１の実施の形態及び第２の実施の形態）のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００の概略を示す回路ブロック図である。同図に例示されるように、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は５つのＬＥＤ５０を駆動するのに適した回路である。図１のＬＥＤ５０の数は５つであり直列に接続されている。但し、本実施の形態は本発明を限定することを意図するものではなく、ＬＥＤ５０の数は例えば１０でもよいし、ＬＥＤ５０は例えば並列に接続されてもよく、様々な要件に応じて調節可能である。
【００１５】
本実施の形態のＡＣ−ＤＣ両用駆動回路１００は、入力電源回路１０と、昇降圧形コンバータ１０８と、ＰＷＭ信号コントローラ１１０と、を含む。昇降圧形コンバータ１０８はスイッチングトランジスタ３０及びフィードバック抵抗３２を含む。フィードバック抵抗３２の一端は５つのＬＥＤ５０のうちの１つに接続され、ＰＷＭ信号コントローラ１１０の浮動接地端子ＧＮＤＦはスイッチングトランジスタ３０とフィードバック抵抗３２の他端とに接続される。
【００１６】
図１の例示によれば、入力電源回路１０が電流信号ＩCを出力し、昇降圧形コンバータ１０８が当該電流信号ＩCを受信して駆動信号ＩOを出力する。ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は駆動信号ＩOを通じて５つのＬＥＤ５０を駆動する。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、スイッチングトランジスタ３０を連続してオン・オフするための駆動信号ＩOに応じてＰＷＭ信号ＶPWMを出力する。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、本実施の形態では、電圧モードの制御回路であるが、これに限定されるものではない。
【００１７】
図２に例示されるように、図１に例示される前述した実施の形態のうちの第１の実施の形態では、入力電源回路１０は、ＡＣ信号源１０２、第１のフィルタ（フィルタ）１０４、及びブリッジ整流器１０６を含む。第１のフィルタ１０４はフィルタインダクタ８０及び第１のフィルタコンデンサ８２を含む。フィルタインダクタ８０は、ＡＣ信号源１０２に対し直列又は並列の何れで接続されてもよい。第１の実施の形態では、スイッチングトランジスタ３０は、Ｎチャネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＮＭＯＳＦＥＴ）である。しかしながら、第１の実施の形態は本発明を限定することを意図するものではなく、例えばスイッチングトランジスタ３０は、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）やＰチャネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＰＭＯＳＦＥＴ）等であってもよい。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、浮動接地端子ＧＮＤＦ、フィードバック端子ＶFB、及び制御端子ＶGを含む。フィードバック抵抗３２の一端はＬＥＤ５０に接続され、浮動接地端子ＧＮＤＦはスイッチングトランジスタ３０（即ちＮＭＯＳＦＥＴのソースＳ）とフィードバック抵抗３２の他端とに接続される。制御端子ＶGはスイッチングトランジスタ３０のゲートＧに接続され、スイッチングトランジスタ３０のドレインＤはブリッジ整流器１０６に接続される。
【００１８】
また、第１の実施の形態では、ＡＣ信号源１０２はＡＣ信号ＩACを第１のフィルタ１０４に出力し、第１のフィルタ１０４はＡＣ信号ＩACのノイズを除去する。ブリッジ整流器１０６は、第１のフィルタ１０４を流れるＡＣ信号ＩACを受信して、電流信号ＩCを出力する。昇降圧形コンバータ１０８は電流信号ＩCを受信して駆動信号ＩOを出力し、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は駆動信号ＩOを通じて５つのＬＥＤ５０を駆動する。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、スイッチングトランジスタ３０（即ちＮＭＯＳＦＥＴ）を連続してオン・オフするための駆動信号ＩOに応じてＰＷＭ信号ＶPWMを出力する。第１の実施の形態のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００の動作プロセスの詳細については後述する。
【００１９】
また、第１の実施の形態では、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は、電力制御部１１２を更に含み、この電力制御部１１２を用いてＰＷＭ信号コントローラ１１０に電力を供給する。第１の実施の形態の電力制御部１１２は、始動抵抗器７０、第２のフィルタコンデンサ７２、及び第１のダイオード９６を含む。始動抵抗器７０の一端はブリッジ整流器１０６に接続され、始動抵抗器７０の他端は回路電圧端子ＶDDに接続される。第２のフィルタコンデンサ７２の一端は回路電圧端子ＶDDに接続され、第２のフィルタコンデンサ７２の他端は浮動接地端子ＧＮＤＦに接続され、第１のダイオード９６の出力端子は回路電圧端子ＶDDに接続される。回路電圧端子ＶDDは、ＰＷＭ信号コントローラ１１０の動作電力を受信するために用いられる。
【００２０】
また、第１の実施の形態では、第２のフィルタコンデンサ７２の電圧（即ち回路電圧端子ＶDDの電圧）がＰＷＭ信号コントローラ１１０の使用電力にまだ達していない場合、ブリッジ整流器１０６から出力された電流信号ＩCは、始動抵抗器７０を介して第２のフィルタコンデンサ７２に充電される。第２のフィルタコンデンサ７２の電圧（即ち回路電圧端子ＶDDの電圧）がＰＷＭ信号コントローラ１１０の使用電圧に達すると、ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、スイッチングトランジスタ３０（即ちＮＭＯＳＦＥＴ）を連続してオン・オフするために、ＰＷＭ信号ＶPWMを出力し始める。始動抵抗器７０を介して電力制御部１１２によって電力が供給された後、ＰＷＭ信号コントローラ１１０には、第１のダイオード９６を介して電力制御部１１２によって電力が供給される。昇降圧形コンバータ１０８は、第１のインダクタ９０、第２のコンデンサ９４、第２のダイオード９８、及び検出抵抗器９９を更に含む。第１のインダクタ９０の一端は接地されるとともに第１のダイオード９６の入力端子及び第２のダイオード９８の入力端子に接続され、第１のインダクタ９０の他端は検出抵抗器９９に接続される。第２のダイオード９８の出力端子は第２のコンデンサ９４の一端に接続され、第２のコンデンサ９４の他端は浮動接地端子ＧＮＤＦに接続される。検出抵抗器９９の一端は浮動接地端子ＧＮＤＦに接続される。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、第１のインダクタ９０を流れる第１の電流（電流）ＩL1を検出し、スイッチングトランジスタ３０及び第２のダイオード９８を保護するために検出抵抗器９９を介して第１の電流ＩL1の値を制限する。
【００２１】
また、第１の実施の形態では、昇降圧形コンバータ１０８は第１のコンデンサ９２を含み、第１のコンデンサ９２は、その一端が接地され、その他端はスイッチングトランジスタ３０のドレインＤに接続される。第１のコンデンサ９２を用いて電流信号ＩCにおけるノイズを除去しているが、この第１の実施の形態は本発明をこのように限定することを意図するものではない。
【００２２】
また、第１の実施の形態では、ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、補償器７４、第３のフィルタコンデンサ７６、誤差増幅端子ＶEAO、補償端子ＶComp、光調節端子ＶDIM、及び保護端子ＶCSを更に含む。補償器７４は、その一端が誤差増幅端子ＶEAOに接続され、その他端が補償端子ＶCompに接続される。第３のフィルタコンデンサ７６は、その一端が光調節端子ＶDIMに接続され、その他端が浮動接地端子ＧＮＤＦに接続される。保護端子ＶCSは第１のインダクタ９０と検出抵抗器９９の他端とに接続される。
【００２３】
図３に例示されるように、第１の実施の形態では、ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、誤差増幅部２０、コンパレータ２２、のこぎり波発生器２４、及びオペレーション抵抗器２６を更に含む。誤差増幅部２０の正入力端子は、基準電圧Ｖref2に接続される。誤差増幅部２０の負入力端子は補償端子ＶComp及びオペレーション抵抗器２６の一端に接続される。オペレーション抵抗器２６の他端はフィードバック端子ＶFBに接続される。誤差増幅部２０の出力端子はコンパレータ２２の正入力端子に接続され、のこぎり波発生器２４はコンパレータ２２の負入力端子に接続され、コンパレータ２２の出力端子は制御端子ＶGに接続される。
【００２４】
図４（Ａ）乃至（Ｅ）に例示されるように、第１の実施の形態では、ＡＣ信号源１０２は、ＡＣ信号ＩACを第１のフィルタ１０４に出力し、第１のフィルタ１０４はＡＣ信号ＩACのノイズを除去する。ブリッジ整流器１０６は、第１のフィルタ１０４を流れるＡＣ信号ＩACを受信し、電流信号ＩCを昇降圧形コンバータ１０８へ出力し、昇降圧形コンバータ１０８は、電流信号ＩCを受信し、５つのＬＥＤ５０を駆動するように駆動信号ＩOを出力する。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、フィードバック端子ＶFBを介して駆動信号ＩOを受信する。そして、第１の実施の形態では、誤差増幅信号Ｖerrを出力するべく、駆動信号ＩOと、誤差増幅端子ＶEAO及び補償端子ＶCompが受信する信号とを計算するために、誤差増幅オペレーションプログラムが、オペレーション抵抗器２６、誤差増幅部２０、及び補償器７４によって実行される。そして、ＰＷＭ信号ＶPWM（ＶPWMのサイクルはＴs）を出力するべく、誤差増幅信号Ｖerrと、のこぎり波発生器２４によって発生させた信号とを比較する比較プロセスがコンパレータ２２によって実行される。
【００２５】
ＰＷＭ信号ＶPWMがハイレベル（ハイ状態の論理レベル）である（即ちＶPWMが期間ｔon内にある）場合、スイッチングトランジスタ３０がオンになるので、第１のインダクタ９０を流れる第１の電流ＩL1は線形となり時間に比例する。ＰＷＭ信号ＶPWMがローレベル（ロー状態の論理レベル）であり期間ｔDSC内である場合、スイッチングトランジスタ３０がオフになるので、第２のダイオード９８がオンになり、第１のインダクタ９０が、第２のコンデンサ９４及びＬＥＤ５０に電力を供給し、第１のインダクタ９０を流れる第１の電流ＩL1は線形となり時間に対して反比例となる。ＰＷＭ信号ＶPWMがローレベルであり期間ｔoff内である場合、スイッチングトランジスタ３０はオフの状態を維持し、第１のインダクタ９０を流れる第１の電流ＩL1はリセットされるので、第２のダイオード９８がオフになる。よって、第１の実施の形態では、保護端子ＶCSが受信した信号（即ち第１のインダクタ９０を流れる第１の電流ＩL1）は不連続電流モード（ＤＣＭ）であるが、これに限定されるものではない。
【００２６】
第１の実施の形態では、ＰＷＭ信号ＶPWMは、一定の期間Ｔsを有する（即ちＰＷＭ信号ＶPWMが一定の周波数を有する）が、これは本発明を限定することを意図するものではない。実施の形態によっては、ＰＷＭ信号ＶPWMの周波数は一定でなくてもよいし、ＰＷＭ信号ＶPWMの周波数はのこぎり波発生器２４の周波数に関係していてもよい。
【００２７】
図５に例示されるように、図１に例示される前述した実施の形態のうちの第２の実施の形態では、入力電源回路１０はＤＣ信号源である。昇降圧形コンバータ１０８はＤＣ信号源から出力された電流信号ＩCを受信して駆動信号ＩOを出力し、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は駆動信号ＩOを通じて５つのＬＥＤ５０を駆動する。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、スイッチングトランジスタ３０を連続してオン・オフするための駆動信号ＩOに応じてＰＷＭ信号ＶPWMを出力する。第２の実施の形態のＰＷＭ信号コントローラ１１０によるＰＷＭ信号ＶPWMの出力方法は、図２に例示される前述した第１の実施の形態で説明した出力方法と同様であるため、繰り返しの説明を省略する。
【００２８】
図６は、本実施の形態のもう一つのＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００（以後「本実施の形態のもう一つ」を単に「本実施の形態」と称する）の概略を示す回路ブロック図である。同図に例示されるように、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は５つのＬＥＤ５０を駆動するのに適した回路である。図６のＬＥＤ５０の数は５つであり直列に接続されている。但し、本実施の形態は本発明を限定することを意図するものではなく、ＬＥＤ５０の数は例えば１０でもよいし、ＬＥＤ５０は例えば並列に接続されてもよく、様々な要件に応じて調節可能である。
【００２９】
本実施の形態のＡＣ−ＤＣ両用駆動回路１００は、入力電源回路１０と、昇降圧形コンバータ１０８と、ＰＷＭ信号コントローラ１１０と、を含む。尚、入力電源回路１０は、前述した図２又は図５における入力電源回路と同じであってもよい。図２の昇降圧形コンバータ１０８に採用されるスイッチングトランジスタ３０、フィードバック抵抗３２、第１のインダクタ９０、第２のコンデンサ９４、検出抵抗器９９、及び第１のコンデンサ９２に加えて、図６の昇降圧形コンバータ１０８はローパスフィルタ４４及びフリーホイールダイオード４２を更に含む。フリーホイールダイオード４２の一端はローパスフィルタ４４に接続され、フリーホイールダイオード４２の他端は５つのＬＥＤ５０のうちの１つに接続される。ＰＷＭ信号コントローラ１１０の浮動接地端子ＧＮＤＦはスイッチングトランジスタ３０及びローパスフィルタ４４の両方に接続される。フィードバック抵抗３２の２つの端部は浮動接地端子ＧＮＤＦ及びローパスフィルタ４４にそれぞれ接続される。
【００３０】
本実施の形態では、ローパスフィルタ４４は第２のフィルタコンデンサ４６及びフィルタ抵抗器４８を含む。第２のフィルタコンデンサ４６の一端は浮動接地端子ＧＮＤＦに接続され、第２のフィルタコンデンサ４６の他端はフィルタ抵抗器４８の一端に接続される。フィルタ抵抗器４８の他端はフィードバック抵抗３２及びフリーホイールダイオード４２の両方に接続される。
【００３１】
入力電源回路１０が電流信号ＩCを出力し、昇降圧形コンバータ１０８が当該電流信号ＩCを受信して駆動信号ＩOを出力する。ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は駆動信号ＩOを通じて５つのＬＥＤ５０を駆動する。ローパスフィルタ４４は、フリーホイールダイオード４２を流れる変換信号ＩDを受信すると、駆動信号と同様にフィルタされた変換信号ＩDつまりフィードバック信号ＶBを生成するべく変換信号ＩD中の高周波数信号を除去する。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、フィルタされた変換信号ＩDをフィードバック端子ＶFBを介して受信し、その後、スイッチングトランジスタ３０を連続してオン・オフするために、ＰＷＭ信号ＶPWMを出力する。本実施の形態では、ＰＷＭ信号コントローラ１１０は電圧モードの回路であるが、これに限定されるものではない。
尚、図６に例示される入力電源回路１０は、前述した図２に例示される入力電源回路１０と同一であるが、これは、本発明の入力電源回路をこのように限定することを意図するものではない。
【００３２】
図７（Ａ）乃至（Ｆ）に例示されるように、本実施の形態では、昇降圧形コンバータ１０８は、図６に例示される入力電源回路１０から電流信号ＩCを受信し、５つのＬＥＤ５０を駆動するための駆動信号ＩOを出力する。第２のフィルタコンデンサ７２の電圧がＰＷＭ信号コントローラ１１０の使用電圧に到達するまで、当該第２のフィルタコンデンサ７２に対し、入力電源回路１０から出力され始動抵抗器７０を流れる電流信号ＩCが充電される。第２のフィルタコンデンサ７２の電圧がＰＷＭ信号コントローラ１１０の使用電力に達した後、フィードバック端子ＶFBが受信した信号つまりフィードバック信号ＶB並びに誤差増幅端子ＶEAO及び補償端子ＶCompが受信した信号は、誤差増幅オペレーションを行うオペレーション抵抗器２６、誤差増幅部２０、及び補償器７４によって処理されて、誤差増幅信号Ｖerrが生成される。その後、誤差増幅信号Ｖerrは、のこぎり波発生器２４と、比較を行うコンパレータ２２とによって処理され、ＰＷＭ信号ＶPWMがスイッチングトランジスタ３０、即ちＮＭＯＳＦＥＴを連続してオン・オフするために生成される。ここで、ＶPWMの期間はＴSである。電力制御部１１２がＰＷＭ信号コントローラ１１０に電力を供給したときから、電力制御部１１２からのＰＷＭ信号コントローラ１１０への電力の供給には第１のダイオード９６が用いられる。
【００３３】
ＰＷＭ信号ＶPWMがハイレベルである（即ちＶPWMが期間ｔon内にある）場合、スイッチングトランジスタ３０がオンになるので、第１のインダクタ９０を流れる第１の電流ＩL1は線形となり時間に比例する。ＰＷＭ信号ＶPWMがローレベルであり期間ｔDSC内である場合、スイッチングトランジスタ３０がオフとなり、フリーホイールダイオード４２がオンとなり、第１のインダクタ９０が第２のコンデンサ９４及びＬＥＤ５０に電力を供給するので、フリーホイールダイオード４２を流れる第１の電流ＩL1は線形となり時間に対して反比例となるとともに、フリーホイールダイオード４２を流れる変換信号ＩDも線形となり時間に対して反比例となる。ＰＷＭ信号ＶPWMがローレベルであり期間ｔoff内である場合、スイッチングトランジスタ３０はオフ状態を維持し、第１のインダクタ９０を流れる第１の電流ＩL1はリセットされるので、フリーホイールダイオード４２がオフになる。よって、本実施の形態では、保護端子ＶCSが受信した信号（即ち第１のインダクタ９０を流れる第１の電流信号ＩL1）は不連続電流モード（ＤＣＭ）であるが、これに限定されるものではない。
【００３４】
本実施の形態では、ＰＷＭ信号ＶPWMは一定の期間Ｔsを有する（即ちＰＷＭ信号ＶPWMが一定の周波数を有する）が、これは、本発明を限定することを意図するものではない。実施の形態に応じてＰＷＭ信号ＶPWMの周波数は一定でなくてもよい。また、ＰＷＭ信号ＶPWMの周波数はのこぎり波発生器の周波数に関係していてもよい。本実施の形態のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路はＬＥＤを駆動するのに適している。昇降圧形コンバータ１０８及び基準点（即ち浮動接地）を有するＰＷＭ信号コントローラを構成することによって、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路は、外部のフォトカプラを接続することなくＰＷＭのデューティ比を動的に調節できる。ＰＷＭ信号のデューティ比は、ＬＥＤを駆動するための駆動信号の大きさに関連している。入力電源回路がＡＣ信号源を含む場合、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路の力率を改善できる。ここで、力率とは、皮相電力に対する有効電力の比である。入力電源回路がＤＣ信号源である場合、ＤＣ信号源の電圧が出力端子のもの（第２のコンデンサの電圧）に対する高・低に関わりなく、ＬＥＤを駆動するための電流（駆動信号）は一定のままである。入力電源回路がＡＣ信号源を含むかＤＣ信号源を含むかに関わりなく、フリーホイールダイオードを流れる変換信号ＩDの高周波数信号はローパスフィルタによって除去される。その後、ＰＷＭ信号コントローラは、フィードバック信号を受信して、対応するＰＷＭ信号を出力する。
【００３５】
前述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・・・・入力電源回路
３０・・・・・・スイッチングトランジスタ
３２・・・・・・フィードバック抵抗
１００・・・・・ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路
１０８・・・・・昇降圧形コンバータ
１１０・・・・・ＰＷＭ信号コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）駆動回路に関し、特に、交流・直流（ＡＣ−ｔｏ−ＤＣ）ＬＥＤ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の意識の高まりとともに、エネルギーの節減方法が重要な話題となってきた。照明用装置に関して、ＬＥＤは、通常の発光源と比較すると、耐用年数が長く、低消費電力であり、簡単に破損しないという利点があるため、積極的に開発され日常生活において重要な役割を果たしている。
【０００３】
ＬＥＤ駆動回路には、変圧器と、パルス幅変調（ＰＷＭ）集積回路（ＩＣ）と、定電流回路と、フィードバック回路とが含まれる。変圧器は一次側及び二次側を含み、フィードバック回路は検出抵抗器及びフォトカプラを含む。ＰＷＭ−ＩＣは変圧器の一次側に電気的に接続され、定電流回路は変圧器の二次側に電気的に接続される。フィードバック回路は、検出抵抗器及びフォトカプラを流れる電流を通じてフィードバック信号をＰＷＭ−ＩＣに対し結びつける。フォトカプラは二次側の光信号を受信してフィードバック信号を生成し、ＰＷＭ−ＩＣはフィードバック信号を受信してＰＷＭ信号のデューティ比を調節する。ここで、デューティ比とは、ＰＷＭ信号の電圧レベルが、デューティサイクルにおいてハイレベル（ハイ状態の論理レベル）を維持しているＰＷＭ信号の持続時間のことを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したＬＥＤ駆動回路は、フォトカプラに対して、フィードバック信号をＰＷＭ−ＩＣに対し結びつけることを要求することにより、ＰＷＭ−ＩＣから出力されるＰＷＭ信号のデューティ比を調節する。そのため、前述したＬＥＤ駆動回路は、より多くの構成要素を採用しなければならず、より大型の収容スペースが必要となるため製造コストも増加する。
【０００５】
従って、本発明の課題は、上記問題を解決するためのＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した課題を解決するための発明はＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路であって、電流信号を出力する入力電源回路と、スイッチングトランジスタと、一端が前記ＬＥＤに接続されたフィードバック抵抗と、を有し、前記電流信号を受信し、当該ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路が前記ＬＥＤを駆動するための駆動信号を出力する昇降圧形コンバータと、前記スイッチングトランジスタ及び前記フィードバック抵抗の他端に接続された浮動接地端子を有し、前記スイッチングトランジスタを連続してオン・オフするための前記駆動信号に応じてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号ＶPWMを出力するＰＷＭ信号コントローラと、を備えている。
【０００７】
また、かかる発明において、前記入力電源回路は、ＡＣ信号を出力するＡＣ信号源と、前記ＡＣ信号中のノイズを除去するフィルタと、前記フィルタを通る前記ＡＣ信号を受信し、前記電流信号を出力するブリッジ整流器と、を有することとしてもよい。
【０００８】
また、かかる発明において、前記入力電源回路はＤＣ信号源であることとしてもよい。
【０００９】
前述した課題を解決するためのもう一つの発明はＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路であって、電流信号を出力する入力電源回路と、スイッチングトランジスタと、フィードバック抵抗と、ローパスフィルタと、一端が前記ローパスフィルタに接続され他端が前記ＬＥＤに接続されたフリーホイールダイオードと、を有し、前記電流信号を受信し、前記ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路が前記ＬＥＤを駆動するための駆動信号を出力する昇降圧形コンバータと、前記スイッチングトランジスタ及び前記ローパスフィルタに接続された浮動接地端子を有し、前記スイッチングトランジスタを連続してオン・オフにしたりするための前記ローパスフィルタを通るフィードバック信号に応じてＰＷＭ信号を出力するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号コントローラと、を備え、前記フィードバック抵抗の２つの端部は前記浮動接地端子及び前記ローパスフィルタにそれぞれ接続される。
【００１０】
前述した発明のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路はＬＥＤの駆動に適している。つまり、このＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路によれば、昇降圧形コンバータ及び共通接地を有するＰＷＭ信号コントローラが構成されていることによって、当該発明のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路が外部のフォトカプラを接続することなくＰＷＭ信号のデューティ比を動的に調節できる。
また、例えば入力電源回路がＡＣ信号源を有する場合、当該発明のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路の力率を改善できる。ここで、力率とは、皮相電力に対する有効電力の比のことである。
或いは、例えば入力電源回路がＤＣ信号源を有する場合、このＤＣ信号源の電圧の出力端子の電圧（第２のコンデンサの電圧）に対する高・低に関わらず、ＬＥＤを駆動するための電流（駆動信号）を一定に維持できる。
尚、入力電源回路が以上述べたＡＣ信号源又はＤＣ信号源の何れを有するかに関わらず、フリーホイールダイオードを通る変換信号ＩDの高周波数信号はローパスフィルタによって除去され、そしてＰＷＭ信号コントローラはフィードバック信号を受信して該当するＰＷＭ信号を出力できる。
【発明の効果】
【００１１】
ＰＷＭ信号のデューティ比の調節を可能としつつコンパクト且つ低製造コストのＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路の概略を示す回路ブロック図である。
【図２】図１の回路のうちの第１の実施の形態の回路の概略を示す回路図である。
【図３】図２の回路の一部の詳細である誤差増幅端子、補償端子、フィードバック端子、及び制御端子の回路の概略を示す回路図である。
【図４】（Ａ）は図２の回路のＡＣ信号の信号波形図であり、（Ｂ）は図２の回路の電流信号の信号波形図であり、（Ｃ）は図２の回路の第１の電流（電流）の信号波形図であり、（Ｄ）は図２の回路のＰＷＭ信号の信号波形図であり、（Ｅ）は図２の回路の駆動信号の信号波形図である。
【図５】図１の回路のうちの第２の実施の形態の回路の概略を示す回路図である。
【図６】本実施の形態のもう一つのＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路の概略を示す回路ブロック図である。
【図７】（Ａ）は図６の回路の電流信号の信号波形図であり、（Ｂ）は図６の回路の第１の電流の信号波形図であり、（Ｃ）は図６の回路のＰＷＭ信号の信号波形図であり、（Ｄ）は図６の回路の駆動信号の信号波形図であり、（Ｅ）は図６の回路の変換信号の信号波形図であり、（Ｆ）は図６の回路のフィードバック信号の信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、以下に示す明細書の詳細な説明から更により完全に理解されるが、その詳細な説明は単なる例示に過ぎず、本発明を制限するものではない。
【実施例】
【００１４】
図１は、本実施の形態（後述する第１の実施の形態及び第２の実施の形態）のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００の概略を示す回路ブロック図である。同図に例示されるように、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は５つのＬＥＤ５０を駆動するのに適した回路である。図１のＬＥＤ５０の数は５つであり直列に接続されている。但し、本実施の形態は本発明を限定することを意図するものではなく、ＬＥＤ５０の数は例えば１０でもよいし、ＬＥＤ５０は例えば並列に接続されてもよく、様々な要件に応じて調節可能である。
【００１５】
本実施の形態のＡＣ−ＤＣ両用駆動回路１００は、入力電源回路１０と、昇降圧形コンバータ１０８と、ＰＷＭ信号コントローラ１１０と、を含む。昇降圧形コンバータ１０８はスイッチングトランジスタ３０及びフィードバック抵抗３２を含む。フィードバック抵抗３２の一端は５つのＬＥＤ５０のうちの１つに接続され、ＰＷＭ信号コントローラ１１０の浮動接地端子ＧＮＤＦはスイッチングトランジスタ３０とフィードバック抵抗３２の他端とに接続される。
【００１６】
図１の例示によれば、入力電源回路１０が電流信号ＩCを出力し、昇降圧形コンバータ１０８が当該電流信号ＩCを受信して駆動信号ＩOを出力する。ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は駆動信号ＩOを通じて５つのＬＥＤ５０を駆動する。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、スイッチングトランジスタ３０を連続してオン・オフするための駆動信号ＩOに応じてＰＷＭ信号ＶPWMを出力する。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、本実施の形態では、電圧モードの制御回路であるが、これに限定されるものではない。
【００１７】
図２に例示されるように、図１に例示される前述した実施の形態のうちの第１の実施の形態では、入力電源回路１０は、ＡＣ信号源１０２、第１のフィルタ（フィルタ）１０４、及びブリッジ整流器１０６を含む。第１のフィルタ１０４はフィルタインダクタ８０及び第１のフィルタコンデンサ８２を含む。フィルタインダクタ８０は、ＡＣ信号源１０２に対し直列又は並列の何れで接続されてもよい。第１の実施の形態では、スイッチングトランジスタ３０は、Ｎチャネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＮＭＯＳＦＥＴ）である。しかしながら、第１の実施の形態は本発明を限定することを意図するものではなく、例えばスイッチングトランジスタ３０は、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）やＰチャネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＰＭＯＳＦＥＴ）等であってもよい。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、浮動接地端子ＧＮＤＦ、フィードバック端子ＶFB、及び制御端子ＶGを含む。フィードバック抵抗３２の一端はＬＥＤ５０に接続され、浮動接地端子ＧＮＤＦはスイッチングトランジスタ３０（即ちＮＭＯＳＦＥＴのソースＳ）とフィードバック抵抗３２の他端とに接続される。制御端子ＶGはスイッチングトランジスタ３０のゲートＧに接続され、スイッチングトランジスタ３０のドレインＤはブリッジ整流器１０６に接続される。
【００１８】
また、第１の実施の形態では、ＡＣ信号源１０２はＡＣ信号ＩACを第１のフィルタ１０４に出力し、第１のフィルタ１０４はＡＣ信号ＩACのノイズを除去する。ブリッジ整流器１０６は、第１のフィルタ１０４を流れるＡＣ信号ＩACを受信して、電流信号ＩCを出力する。昇降圧形コンバータ１０８は電流信号ＩCを受信して駆動信号ＩOを出力し、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は駆動信号ＩOを通じて５つのＬＥＤ５０を駆動する。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、スイッチングトランジスタ３０（即ちＮＭＯＳＦＥＴ）を連続してオン・オフするための駆動信号ＩOに応じてＰＷＭ信号ＶPWMを出力する。第１の実施の形態のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００の動作プロセスの詳細については後述する。
【００１９】
また、第１の実施の形態では、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は、電力制御部１１２を更に含み、この電力制御部１１２を用いてＰＷＭ信号コントローラ１１０に電力を供給する。第１の実施の形態の電力制御部１１２は、始動抵抗器７０、第２のフィルタコンデンサ７２、及び第１のダイオード９６を含む。始動抵抗器７０の一端はブリッジ整流器１０６に接続され、始動抵抗器７０の他端は回路電圧端子ＶDDに接続される。第２のフィルタコンデンサ７２の一端は回路電圧端子ＶDDに接続され、第２のフィルタコンデンサ７２の他端は浮動接地端子ＧＮＤＦに接続され、第１のダイオード９６の出力端子は回路電圧端子ＶDDに接続される。回路電圧端子ＶDDは、ＰＷＭ信号コントローラ１１０の動作電力を受信するために用いられる。
【００２０】
また、第１の実施の形態では、第２のフィルタコンデンサ７２の電圧（即ち回路電圧端子ＶDDの電圧）がＰＷＭ信号コントローラ１１０の使用電力にまだ達していない場合、ブリッジ整流器１０６から出力された電流信号ＩCは、始動抵抗器７０を介して第２のフィルタコンデンサ７２に充電される。第２のフィルタコンデンサ７２の電圧（即ち回路電圧端子ＶDDの電圧）がＰＷＭ信号コントローラ１１０の使用電圧に達すると、ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、スイッチングトランジスタ３０（即ちＮＭＯＳＦＥＴ）を連続してオン・オフするために、ＰＷＭ信号ＶPWMを出力し始める。始動抵抗器７０を介して電力制御部１１２によって電力が供給された後、ＰＷＭ信号コントローラ１１０には、第１のダイオード９６を介して電力制御部１１２によって電力が供給される。昇降圧形コンバータ１０８は、第１のインダクタ９０、第２のコンデンサ９４、第２のダイオード９８、及び検出抵抗器９９を更に含む。第１のインダクタ９０の一端は接地されるとともに第１のダイオード９６の入力端子及び第２のダイオード９８の入力端子に接続され、第１のインダクタ９０の他端は検出抵抗器９９に接続される。第２のダイオード９８の出力端子は第２のコンデンサ９４の一端に接続され、第２のコンデンサ９４の他端は浮動接地端子ＧＮＤＦに接続される。検出抵抗器９９の一端は浮動接地端子ＧＮＤＦに接続される。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、第１のインダクタ９０を流れる第１の電流（電流）ＩL1を検出し、スイッチングトランジスタ３０及び第２のダイオード９８を保護するために検出抵抗器９９を介して第１の電流ＩL1の値を制限する。
【００２１】
また、第１の実施の形態では、昇降圧形コンバータ１０８は第１のコンデンサ９２を含み、第１のコンデンサ９２は、その一端が接地され、その他端はスイッチングトランジスタ３０のドレインＤに接続される。第１のコンデンサ９２を用いて電流信号ＩCにおけるノイズを除去しているが、この第１の実施の形態は本発明をこのように限定することを意図するものではない。
【００２２】
また、第１の実施の形態では、ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、補償器７４、第３のフィルタコンデンサ７６、誤差増幅端子ＶEAO、補償端子ＶComp、光調節端子ＶDIM、及び保護端子ＶCSを更に含む。補償器７４は、その一端が誤差増幅端子ＶEAOに接続され、その他端が補償端子ＶCompに接続される。第３のフィルタコンデンサ７６は、その一端が光調節端子ＶDIMに接続され、その他端が浮動接地端子ＧＮＤＦに接続される。保護端子ＶCSは第１のインダクタ９０と検出抵抗器９９の他端とに接続される。
【００２３】
図３に例示されるように、第１の実施の形態では、ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、誤差増幅部２０、コンパレータ２２、のこぎり波発生器２４、及びオペレーション抵抗器２６を更に含む。誤差増幅部２０の正入力端子は、基準電圧Ｖref2に接続される。誤差増幅部２０の負入力端子は補償端子ＶComp及びオペレーション抵抗器２６の一端に接続される。オペレーション抵抗器２６の他端はフィードバック端子ＶFBに接続される。誤差増幅部２０の出力端子はコンパレータ２２の正入力端子に接続され、のこぎり波発生器２４はコンパレータ２２の負入力端子に接続され、コンパレータ２２の出力端子は制御端子ＶGに接続される。
【００２４】
図４（Ａ）乃至（Ｅ）に例示されるように、第１の実施の形態では、ＡＣ信号源１０２は、ＡＣ信号ＩACを第１のフィルタ１０４に出力し、第１のフィルタ１０４はＡＣ信号ＩACのノイズを除去する。ブリッジ整流器１０６は、第１のフィルタ１０４を流れるＡＣ信号ＩACを受信し、電流信号ＩCを昇降圧形コンバータ１０８へ出力し、昇降圧形コンバータ１０８は、電流信号ＩCを受信し、５つのＬＥＤ５０を駆動するように駆動信号ＩOを出力する。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、フィードバック端子ＶFBを介して駆動信号ＩOを受信する。そして、第１の実施の形態では、誤差増幅信号Ｖerrを出力するべく、駆動信号ＩOと、誤差増幅端子ＶEAO及び補償端子ＶCompが受信する信号とを計算するために、誤差増幅オペレーションプログラムが、オペレーション抵抗器２６、誤差増幅部２０、及び補償器７４によって実行される。そして、ＰＷＭ信号ＶPWM（ＶPWMのサイクルはＴs）を出力するべく、誤差増幅信号Ｖerrと、のこぎり波発生器２４によって発生させた信号とを比較する比較プロセスがコンパレータ２２によって実行される。
【００２５】
ＰＷＭ信号ＶPWMがハイレベル（ハイ状態の論理レベル）である（即ちＶPWMが期間ｔon内にある）場合、スイッチングトランジスタ３０がオンになるので、第１のインダクタ９０を流れる第１の電流ＩL1は線形となり時間に比例する。ＰＷＭ信号ＶPWMがローレベル（ロー状態の論理レベル）であり期間ｔDSC内である場合、スイッチングトランジスタ３０がオフになるので、第２のダイオード９８がオンになり、第１のインダクタ９０が、第２のコンデンサ９４及びＬＥＤ５０に電力を供給し、第１のインダクタ９０を流れる第１の電流ＩL1は線形となり時間に対して反比例となる。ＰＷＭ信号ＶPWMがローレベルであり期間ｔoff内である場合、スイッチングトランジスタ３０はオフの状態を維持し、第１のインダクタ９０を流れる第１の電流ＩL1はリセットされるので、第２のダイオード９８がオフになる。よって、第１の実施の形態では、保護端子ＶCSが受信した信号（即ち第１のインダクタ９０を流れる第１の電流ＩL1）は不連続電流モード（ＤＣＭ）であるが、これに限定されるものではない。
【００２６】
第１の実施の形態では、ＰＷＭ信号ＶPWMは、一定の期間Ｔsを有する（即ちＰＷＭ信号ＶPWMが一定の周波数を有する）が、これは本発明を限定することを意図するものではない。実施の形態によっては、ＰＷＭ信号ＶPWMの周波数は一定でなくてもよいし、ＰＷＭ信号ＶPWMの周波数はのこぎり波発生器２４の周波数に関係していてもよい。
【００２７】
図５に例示されるように、図１に例示される前述した実施の形態のうちの第２の実施の形態では、入力電源回路１０はＤＣ信号源である。昇降圧形コンバータ１０８はＤＣ信号源から出力された電流信号ＩCを受信して駆動信号ＩOを出力し、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は駆動信号ＩOを通じて５つのＬＥＤ５０を駆動する。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、スイッチングトランジスタ３０を連続してオン・オフするための駆動信号ＩOに応じてＰＷＭ信号ＶPWMを出力する。第２の実施の形態のＰＷＭ信号コントローラ１１０によるＰＷＭ信号ＶPWMの出力方法は、図２に例示される前述した第１の実施の形態で説明した出力方法と同様であるため、繰り返しの説明を省略する。
【００２８】
図６は、本実施の形態のもう一つのＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００（以後「本実施の形態のもう一つ」を単に「本実施の形態」と称する）の概略を示す回路ブロック図である。同図に例示されるように、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は５つのＬＥＤ５０を駆動するのに適した回路である。図６のＬＥＤ５０の数は５つであり直列に接続されている。但し、本実施の形態は本発明を限定することを意図するものではなく、ＬＥＤ５０の数は例えば１０でもよいし、ＬＥＤ５０は例えば並列に接続されてもよく、様々な要件に応じて調節可能である。
【００２９】
本実施の形態のＡＣ−ＤＣ両用駆動回路１００は、入力電源回路１０と、昇降圧形コンバータ１０８と、ＰＷＭ信号コントローラ１１０と、を含む。尚、入力電源回路１０は、前述した図２又は図５における入力電源回路と同じであってもよい。図２の昇降圧形コンバータ１０８に採用されるスイッチングトランジスタ３０、フィードバック抵抗３２、第１のインダクタ９０、第２のコンデンサ９４、検出抵抗器９９、及び第１のコンデンサ９２に加えて、図６の昇降圧形コンバータ１０８はローパスフィルタ４４及びフリーホイールダイオード４２を更に含む。フリーホイールダイオード４２の一端はローパスフィルタ４４に接続され、フリーホイールダイオード４２の他端は５つのＬＥＤ５０のうちの１つに接続される。ＰＷＭ信号コントローラ１１０の浮動接地端子ＧＮＤＦはスイッチングトランジスタ３０及びローパスフィルタ４４の両方に接続される。フィードバック抵抗３２の２つの端部は浮動接地端子ＧＮＤＦ及びローパスフィルタ４４にそれぞれ接続される。
【００３０】
本実施の形態では、ローパスフィルタ４４は第２のフィルタコンデンサ４６及びフィルタ抵抗器４８を含む。第２のフィルタコンデンサ４６の一端は浮動接地端子ＧＮＤＦに接続され、第２のフィルタコンデンサ４６の他端はフィルタ抵抗器４８の一端に接続される。フィルタ抵抗器４８の他端はフィードバック抵抗３２及びフリーホイールダイオード４２の両方に接続される。
【００３１】
入力電源回路１０が電流信号ＩCを出力し、昇降圧形コンバータ１０８が当該電流信号ＩCを受信して駆動信号ＩOを出力する。ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路１００は駆動信号ＩOを通じて５つのＬＥＤ５０を駆動する。ローパスフィルタ４４は、フリーホイールダイオード４２を流れる変換信号ＩDを受信すると、駆動信号と同様にフィルタされた変換信号ＩDつまりフィードバック信号ＶBを生成するべく変換信号ＩD中の高周波数信号を除去する。ＰＷＭ信号コントローラ１１０は、フィルタされた変換信号ＩDをフィードバック端子ＶFBを介して受信し、その後、スイッチングトランジスタ３０を連続してオン・オフするために、ＰＷＭ信号ＶPWMを出力する。本実施の形態では、ＰＷＭ信号コントローラ１１０は電圧モードの回路であるが、これに限定されるものではない。
尚、図６に例示される入力電源回路１０は、前述した図２に例示される入力電源回路１０と同一であるが、これは、本発明の入力電源回路をこのように限定することを意図するものではない。
【００３２】
図７（Ａ）乃至（Ｆ）に例示されるように、本実施の形態では、昇降圧形コンバータ１０８は、図６に例示される入力電源回路１０から電流信号ＩCを受信し、５つのＬＥＤ５０を駆動するための駆動信号ＩOを出力する。第２のフィルタコンデンサ７２の電圧がＰＷＭ信号コントローラ１１０の使用電圧に到達するまで、当該第２のフィルタコンデンサ７２に対し、入力電源回路１０から出力され始動抵抗器７０を流れる電流信号ＩCが充電される。第２のフィルタコンデンサ７２の電圧がＰＷＭ信号コントローラ１１０の使用電力に達した後、フィードバック端子ＶFBが受信した信号つまりフィードバック信号ＶB並びに誤差増幅端子ＶEAO及び補償端子ＶCompが受信した信号は、誤差増幅オペレーションを行うオペレーション抵抗器２６、誤差増幅部２０、及び補償器７４によって処理されて、誤差増幅信号Ｖerrが生成される。その後、誤差増幅信号Ｖerrは、のこぎり波発生器２４と、比較を行うコンパレータ２２とによって処理され、ＰＷＭ信号ＶPWMがスイッチングトランジスタ３０、即ちＮＭＯＳＦＥＴを連続してオン・オフするために生成される。ここで、ＶPWMの期間はＴSである。電力制御部１１２がＰＷＭ信号コントローラ１１０に電力を供給したときから、電力制御部１１２からのＰＷＭ信号コントローラ１１０への電力の供給には第１のダイオード９６が用いられる。
【００３３】
ＰＷＭ信号ＶPWMがハイレベルである（即ちＶPWMが期間ｔon内にある）場合、スイッチングトランジスタ３０がオンになるので、第１のインダクタ９０を流れる第１の電流ＩL1は線形となり時間に比例する。ＰＷＭ信号ＶPWMがローレベルであり期間ｔDSC内である場合、スイッチングトランジスタ３０がオフとなり、フリーホイールダイオード４２がオンとなり、第１のインダクタ９０が第２のコンデンサ９４及びＬＥＤ５０に電力を供給するので、フリーホイールダイオード４２を流れる第１の電流ＩL1は線形となり時間に対して反比例となるとともに、フリーホイールダイオード４２を流れる変換信号ＩDも線形となり時間に対して反比例となる。ＰＷＭ信号ＶPWMがローレベルであり期間ｔoff内である場合、スイッチングトランジスタ３０はオフ状態を維持し、第１のインダクタ９０を流れる第１の電流ＩL1はリセットされるので、フリーホイールダイオード４２がオフになる。よって、本実施の形態では、保護端子ＶCSが受信した信号（即ち第１のインダクタ９０を流れる第１の電流信号ＩL1）は不連続電流モード（ＤＣＭ）であるが、これに限定されるものではない。
【００３４】
本実施の形態では、ＰＷＭ信号ＶPWMは一定の期間Ｔsを有する（即ちＰＷＭ信号ＶPWMが一定の周波数を有する）が、これは、本発明を限定することを意図するものではない。実施の形態に応じてＰＷＭ信号ＶPWMの周波数は一定でなくてもよい。また、ＰＷＭ信号ＶPWMの周波数はのこぎり波発生器の周波数に関係していてもよい。本実施の形態のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路はＬＥＤを駆動するのに適している。昇降圧形コンバータ１０８及び基準点（即ち浮動接地）を有するＰＷＭ信号コントローラを構成することによって、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路は、外部のフォトカプラを接続することなくＰＷＭのデューティ比を動的に調節できる。ＰＷＭ信号のデューティ比は、ＬＥＤを駆動するための駆動信号の大きさに関連している。入力電源回路がＡＣ信号源を含む場合、ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路の力率を改善できる。ここで、力率とは、皮相電力に対する有効電力の比である。入力電源回路がＤＣ信号源である場合、ＤＣ信号源の電圧が出力端子のもの（第２のコンデンサの電圧）に対する高・低に関わりなく、ＬＥＤを駆動するための電流（駆動信号）は一定のままである。入力電源回路がＡＣ信号源を含むかＤＣ信号源を含むかに関わりなく、フリーホイールダイオードを流れる変換信号ＩDの高周波数信号はローパスフィルタによって除去される。その後、ＰＷＭ信号コントローラは、フィードバック信号を受信して、対応するＰＷＭ信号を出力する。
【００３５】
前述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・・・・入力電源回路
３０・・・・・・スイッチングトランジスタ
３２・・・・・・フィードバック抵抗
１００・・・・・ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路
１０８・・・・・昇降圧形コンバータ
１１０・・・・・ＰＷＭ信号コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を駆動するための交流・直流（ＡＣ−ＤＣ）両用ＬＥＤ駆動回路であって、
電流信号を出力する入力電源回路と、
スイッチングトランジスタと、一端が前記ＬＥＤに接続されたフィードバック抵抗と、を有し、前記電流信号を受信し、当該ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路が前記ＬＥＤを駆動するための駆動信号を出力する昇降圧形コンバータと、
前記スイッチングトランジスタ及び前記フィードバック抵抗の他端に接続された浮動接地端子を有し、前記スイッチングトランジスタを連続してオン・オフするための前記駆動信号に応じてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を出力するＰＷＭ信号コントローラと、
を備えたことを特徴とするＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項２】
前記入力電源回路は、
ＡＣ信号を出力するＡＣ信号源と、
前記ＡＣ信号中のノイズを除去するフィルタと、
前記フィルタを通る前記ＡＣ信号を受信し、前記電流信号を出力するブリッジ整流器と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項３】
前記入力電源回路はＤＣ信号源であることを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項４】
前記ＰＷＭ信号の周波数は一定ではないことを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項５】
前記ＰＷＭ信号の周波数は一定であることを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項６】
前記ＰＷＭ信号コントローラは、前記駆動信号を受信するためのフィードバック端子及び前記ＰＷＭ信号を出力するための制御端子を更に有することを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用駆動回路。
【請求項７】
前記ＰＷＭ信号コントローラは電圧モードの制御回路であることを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項８】
前記昇降圧形コンバータは第一のインダクタを更に有し、前記第一のインダクタを流れる電流は不連続電流モード（ＤＣＭ）であることを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項９】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を駆動するための交流・直流（ＡＣ−ＤＣ）両用ＬＥＤ駆動回路であって、
電流信号を出力する入力電源回路と、
スイッチングトランジスタと、フィードバック抵抗と、ローパスフィルタと、一端が前記ローパスフィルタに接続され他端が前記ＬＥＤに接続されたフリーホイールダイオードと、を有し、前記電流信号を受信し、前記ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路が前記ＬＥＤを駆動するための駆動信号を出力する昇降圧形コンバータと、
前記スイッチングトランジスタ及び前記ローパスフィルタに接続された浮動接地端子を有し、前記スイッチングトランジスタを連続してオン・オフするための前記ローパスフィルタを通るフィードバック信号に応じてＰＷＭ信号を出力するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号コントローラと、を備え、
前記フィードバック抵抗の２つの端部は前記浮動接地端子及び前記ローパスフィルタにそれぞれ接続される
ことを特徴とするＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項１０】
前記入力電源回路は、
ＡＣ信号を出力するＡＣ信号源と、
前記ＡＣ信号中のノイズを除去するフィルタと、
前記フィルタを通る前記ＡＣ信号を受信し、前記電流信号を出力するブリッジ整流器と、を有する
ことを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用駆動回路。
【請求項１１】
前記入力電源回路はＤＣ信号源であることを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項１２】
前記ＰＷＭ信号の周波数は一定ではないことを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項１３】
前記ＰＷＭ信号の周波数は一定であることを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項１４】
前記ＰＷＭ信号コントローラは、前記フィードバック信号を受信するためのフィードバック端子及び前記ＰＷＭ信号を出力するための制御端子を更に有することを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用駆動回路。
【請求項１５】
前記ＰＷＭ信号コントローラは電圧モードの制御回路であることを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項１６】
前記昇降圧形コンバータは、第１のインダクタを更に含み、前記第１のインダクタを流れる電流は不連続電流モード（ＤＣＭ）であることを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を駆動するための交流・直流（ＡＣ−ＤＣ）両用ＬＥＤ駆動回路であって、
電流信号を出力する入力電源回路と、
スイッチングトランジスタと、一端が前記ＬＥＤに接続されたフィードバック抵抗と、を有し、前記電流信号を受信し、当該ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路が前記ＬＥＤを駆動するための駆動信号を出力する昇降圧形コンバータと、
前記スイッチングトランジスタ及び前記フィードバック抵抗の他端に接続された浮動接地端子を有し、前記スイッチングトランジスタを連続してオン・オフするための前記駆動信号に応じてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を出力するＰＷＭ信号コントローラと、
を備えたことを特徴とするＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項２】
前記入力電源回路は、
ＡＣ信号を出力するＡＣ信号源と、
前記ＡＣ信号中のノイズを除去するフィルタと、
前記フィルタを通る前記ＡＣ信号を受信し、前記電流信号を出力するブリッジ整流器と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項３】
前記入力電源回路はＤＣ信号源であることを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項４】
前記ＰＷＭ信号の周波数は一定ではないことを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項５】
前記ＰＷＭ信号の周波数は一定であることを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項６】
前記ＰＷＭ信号コントローラは、前記駆動信号を受信するためのフィードバック端子及び前記ＰＷＭ信号を出力するための制御端子を更に有することを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用駆動回路。
【請求項７】
前記ＰＷＭ信号コントローラは電圧モードの制御回路であることを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項８】
前記昇降圧形コンバータは第一のインダクタを更に有し、前記第一のインダクタを流れる電流は不連続電流モード（ＤＣＭ）であることを特徴とする請求項１に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項９】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を駆動するための交流・直流（ＡＣ−ＤＣ）両用ＬＥＤ駆動回路であって、
電流信号を出力する入力電源回路と、
スイッチングトランジスタと、フィードバック抵抗と、ローパスフィルタと、一端が前記ローパスフィルタに接続され他端が前記ＬＥＤに接続されたフリーホイールダイオードと、を有し、前記電流信号を受信し、前記ＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路が前記ＬＥＤを駆動するための駆動信号を出力する昇降圧形コンバータと、
前記スイッチングトランジスタ及び前記ローパスフィルタに接続された浮動接地端子を有し、前記スイッチングトランジスタを連続してオン・オフするための前記ローパスフィルタを通るフィードバック信号に応じてＰＷＭ信号を出力するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号コントローラと、を備え、
前記フィードバック抵抗の２つの端部は前記浮動接地端子及び前記ローパスフィルタにそれぞれ接続される
ことを特徴とするＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項１０】
前記入力電源回路は、
ＡＣ信号を出力するＡＣ信号源と、
前記ＡＣ信号中のノイズを除去するフィルタと、
前記フィルタを通る前記ＡＣ信号を受信し、前記電流信号を出力するブリッジ整流器と、を有する
ことを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用駆動回路。
【請求項１１】
前記入力電源回路はＤＣ信号源であることを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項１２】
前記ＰＷＭ信号の周波数は一定ではないことを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項１３】
前記ＰＷＭ信号の周波数は一定であることを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項１４】
前記ＰＷＭ信号コントローラは、前記フィードバック信号を受信するためのフィードバック端子及び前記ＰＷＭ信号を出力するための制御端子を更に有することを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用駆動回路。
【請求項１５】
前記ＰＷＭ信号コントローラは電圧モードの制御回路であることを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【請求項１６】
前記昇降圧形コンバータは、第１のインダクタを更に含み、前記第１のインダクタを流れる電流は不連続電流モード（ＤＣＭ）であることを特徴とする請求項９に記載のＡＣ−ＤＣ両用ＬＥＤ駆動回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２５６８４１（Ｐ２０１２−２５６８４１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２７２９８（Ｐ２０１２−２７２９８）
【出願日】平成２４年２月１０日（２０１２．２．１０）
【出願人】（５０１２７１５１６）聚積科技股▲ふん▼有限公司 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１０日（２０１２．２．１０）
【出願人】（５０１２７１５１６）聚積科技股▲ふん▼有限公司 (20)
【Ｆターム（参考）】
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