JP2011029437A - Led driving system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED駆動システムに関する。 The present invention relates to an LED drive system.
近年、液晶テレビなどの液晶ディスプレイ背面のバックライトにおいて、発光ダイオード(LED)光源が用いられている。 In recent years, light-emitting diode (LED) light sources have been used in backlights on the back of liquid crystal displays such as liquid crystal televisions.
その背景として、ハロゲンフリーという環境保全の全世界的な流れがある。これにより、冷陰極管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)からLED光源に置き換えが進んでいる。 The background to this is the global trend of halogen-free environmental conservation. Thereby, replacement with a cold cathode tube (CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) is progressing to an LED light source.
バックライト用の白色光のLED光源には、赤、青、緑(RGB)の三原色のLEDを光源とするもの、青色LEDと蛍光体によって得られる補色を光源とするもの、及びRGBをすべて紫外LEDと蛍光体で実現して光源とするもの等が存在する。 White LED light sources for backlights are those that use red, blue, and green (RGB) three primary colors as light sources, those that use complementary colors obtained by blue LEDs and phosphors, and RGB that are all ultraviolet. There are LED light sources and phosphors that can be used as light sources.
複数のLED光源は、LED用安定電圧電源によって各アノード側にLED用電源電圧が供給され、LEDドライバによって各カソード側から定電流が流されて、点灯する。 The plurality of LED light sources are turned on by supplying a LED power supply voltage to each anode side by an LED stable voltage power supply, and a constant current from each cathode side by an LED driver.
LED光源数はモニタの大きさに応じて増減するが、LED光源はCCFLよりも高価であるため、システムの低コスト化が普及の課題となっている。そこで、LEDドライバの員数を少なくしてシステムのコストを下げるために、複数のLEDをLEDドライバの定格電圧以内で許容出来る範囲で直列接続している。また、十分な輝度を得るためにも、複数のLEDを直列接続している。 Although the number of LED light sources varies depending on the size of the monitor, since LED light sources are more expensive than CCFLs, reduction of system cost has become a popular issue. Therefore, in order to reduce the number of LED drivers and reduce the cost of the system, a plurality of LEDs are connected in series within an allowable range within the rated voltage of the LED driver. In order to obtain sufficient luminance, a plurality of LEDs are connected in series.
このとき、m個のLEDを直列接続したLED光源の総順方向電圧(総Vf)の点灯電流に対する変動やばらつきも、単灯時と比較してm倍となる。つまり、この総Vfは、LED光源点灯時に流す電流の大小、点灯するLED光源の箇所、および温度特性によって、大きく変化する特性がある。 At this time, the fluctuation and variation of the total forward voltage (total Vf) of the LED light source in which m LEDs are connected in series with respect to the lighting current are also m times that of the single lamp. That is, the total Vf has characteristics that vary greatly depending on the magnitude of the current that flows when the LED light source is turned on, the location of the LED light source that is turned on, and the temperature characteristics.
従って、一定のLED用電源電圧が供給されたLED光源を点灯する際に、その総Vfが大きくなると、LEDドライバが電流を流すために必要な電流端子の電圧が低下し、その電流も減少してしまう可能性がある。このことを回避するため、Vf変動に対してLED用安定電圧電源からのLED用電源電圧を増減するように、LED駆動システムを構成している。 Therefore, when the LED light source to which a constant LED power supply voltage is supplied is turned on, if the total Vf increases, the voltage at the current terminal required for the LED driver to flow current decreases, and the current also decreases. There is a possibility that. In order to avoid this, the LED driving system is configured to increase or decrease the LED power supply voltage from the LED stable voltage power supply with respect to the Vf fluctuation.
つまり、LEDドライバの電流端子の電圧が点灯電流を駆動出来るだけの最低電圧を確保出来るように、複数の電流端子の電圧の中から最低電圧を検出する最低電圧検出回路を設け、検出した最低電圧(アナログ電圧)をLED用安定電圧電源へフィードバックすることでLED用電源電圧を補い、電圧不足による点灯不具合を回避している。 In other words, a minimum voltage detection circuit that detects the minimum voltage from the voltages of the plurality of current terminals is provided so that the voltage at the current terminal of the LED driver can secure the minimum voltage that can drive the lighting current, and the minimum voltage detected (Analog voltage) is fed back to the LED stable voltage power supply to supplement the LED power supply voltage and avoid lighting problems due to insufficient voltage.
なお、このシステムは、一般的に、LED用安定電圧電源へフィードバックされた電圧がしきい値より低下するとLED用電源電圧が上昇する方向となり、反対にしきい値より上昇するとLED用電源電圧が降下する方向となる、負帰還で動作する。 In general, in this system, when the voltage fed back to the LED stable voltage power supply falls below the threshold value, the LED power supply voltage rises. Conversely, when the voltage fed back to the threshold voltage rises, the LED power supply voltage drops. Operates with negative feedback.
しかしながら、従来のLED駆動システムでは、LED用電源電圧を高速に制御できなかった。 However, the conventional LED drive system cannot control the LED power supply voltage at high speed.
なお、LED駆動システムは、例えば、特許文献1に記載されるものが知られている。
As the LED driving system, for example, the one described in
本発明の目的は、LED用電源電圧を高速に制御できるLED駆動システムを提供することにある。 The objective of this invention is providing the LED drive system which can control the power supply voltage for LED at high speed.
本願発明の一態様によれば、入力としての入力側電源に接続可能とされていて、制御端子と、出力電圧を出力する出力端子と、を備え、前記制御端子への制御信号が、予め定めた第1の値以下である時には、昇圧動作を行い、前記第1の値以上である時には、昇圧動作を停止し、且つ、前記制御端子への前記制御信号が、前記第1の値以上の第2の値以上の時には、システムダウン状態となる、LED電源と、各アノード側端子に前記LED電源の前記出力端子が接続されている、複数のLED光源と、複数の電流源と、複数の電流端子とを備え、前記各電流源が前記各電流端子を介して前記各LED光源に接続されて、前記各LED光源に電流を流す、LEDドライバと、前記複数の電流端子の電圧を入力し、前記複数の電流端子の電圧の何れかが予め定めた最低出力基準電圧よりも低い第1の場合には、前記第1の値よりも低い第1の制御信号を前記LED電源の前記制御端子に加えて、前記LED電源に昇圧動作を行わせ、前記複数の電流端子の電圧の全てが前記最低出力基準電圧よりも高い第2の場合には、前記第1の値よりも高く且つ前記第2の値よりも低い第2の制御信号を加えて、前記LED電源に昇圧動作を停止させる、制御回路と、を備えることを特徴とする、LED駆動システムが提供される。 According to one aspect of the present invention, it is connectable to an input-side power source as an input, and includes a control terminal and an output terminal that outputs an output voltage, and a control signal to the control terminal is predetermined. When the voltage is equal to or lower than the first value, the voltage boosting operation is performed. When the voltage is equal to or higher than the first value, the voltage boosting operation is stopped, and the control signal to the control terminal is equal to or higher than the first value. When the value is equal to or greater than the second value, the LED power source is in a system down state, the LED power source is connected to each anode side terminal, a plurality of LED light sources, a plurality of current sources, a plurality of current sources, A current terminal, wherein each current source is connected to each LED light source via each current terminal, and a current is supplied to each LED light source, and the voltages of the plurality of current terminals are input. The voltage of the plurality of current terminals In a first case where this is lower than a predetermined minimum output reference voltage, a first control signal lower than the first value is applied to the control terminal of the LED power supply to boost the LED power supply. In a second case where all of the voltages of the plurality of current terminals are higher than the lowest output reference voltage, a second higher than the first value and lower than the second value. An LED driving system is provided, comprising: a control circuit that adds a control signal to stop the LED power supply from performing a boosting operation.
本発明によれば、LED用電源電圧を高速に制御できる。 According to the present invention, the LED power supply voltage can be controlled at high speed.
本発明の実施形態の説明に先立ち、発明者らが本発明をなすに至った経緯について説明する。 Prior to the description of the embodiments of the present invention, the background to which the inventors have made the present invention will be described.
発明者らは、背景技術の項で述べたLED駆動システムの様に、最低電圧検出回路で検出した最低電圧(アナログ電圧)に基づいてLED用電源電圧を制御すると、LED用電源電圧を高速に制御できないことに独自に気付いた。 When the inventors control the LED power supply voltage based on the lowest voltage (analog voltage) detected by the lowest voltage detection circuit as in the LED drive system described in the background section, the LED power supply voltage is increased at high speed. I realized I couldn't control it.
図5は、比較例のLED駆動システムのブロック図である。このシステムは、DC/DCコンバータ等のLED用安定電圧電源1(LED電源1)と、複数の定電流駆動ライン(電流源2a−1〜2a−n)を持つLEDドライバ2と、最低電圧検出回路10と、コントローラ4と、複数のLEDが直列接続されて各々が構成される、複数のLED光源5−1〜5−nと、を備える。
FIG. 5 is a block diagram of a comparative LED driving system. This system includes a LED stable voltage power source 1 (LED power source 1) such as a DC / DC converter, an
LED電源1は、例えば、公知のステップアップ型DC/DCコンバータとほぼ同様に構成され、以下の様に機能する。即ち、このLED電源1は、入力としての入力側電源(図示せず)に接続可能とされている。さらに、このLED電源1は、制御端子としての帰還制御端子6と、出力電圧を出力する出力端子6Aとを備える。これにより、このLED電源1は、帰還制御端子6への制御信号の大きさに応じて、昇圧動作(ステップアップ動作)状態となり、あるいは昇圧動作停止状態となる。つまり、帰還制御端子6への制御信号が、しきい値(予め定めた第1の値)以下である時には、昇圧動作を行い、しきい値以上である時には、昇圧動作を停止する。制御信号がしきい値以下である時、その大きさが小さいほど、負荷の駆動能力が高くなり、昇圧動作を高速に行う。つまり、GND電圧が入力された時に、最も昇圧動作を高速に行う。
The
加えて、LED電源1は、帰還制御端子6への制御信号が、しきい値以上の、過電圧検出レベル(予め定めた第2の値)以上の時には、LED電源1のシステムを動作させるシステム電源が切断され、電源としての動作を停止する、システムダウン状態(シャットダウン状態)となる。このシステムダウン状態から再びシステム動作状態となるには、それなりの時間がかかる。なお、ステップアップ動作停止状態においては、例えば、スイッチングトランジスタがスイッチング動作を停止した状態にあるだけであり、システムはダウンしないのは当然である。
In addition, the
各LED光源5−1〜5−nは、アノード側端子にLED電源1の出力端子6Aが接続され、LED用電源電圧Vdが供給される。
Each of the LED light sources 5-1 to 5-n is connected to the output terminal 6A of the
LEDドライバ2は、各電流源2a−1〜2a−nが各電流端子を介して各LED光源5−1〜5−nのカソード側端子に接続されて、各LED光源5−1〜5−nに定電流を流す。
In the
コントローラ4は、動作電源8が供給されて、LEDドライバ2の点灯ラインを制御し、またPWM等で輝度制御する。
The controller 4 is supplied with the
最低電圧検出回路10は、LEDオン時におけるLEDドライバ2の各電流端子の電圧をモニタし、その中の最低電圧を検出及び出力する。この最低電圧は、バッファを通って分圧抵抗7a,7bで分圧され、帰還制御端子6に帰還される。
The lowest
LEDドライバ2の各電流端子には、LED用電源電圧Vdと、LED光源5−1〜5−nの各総Vfと、の差電圧が発生する。上述の様に、その差電圧の中で最も低い電圧を最低電圧検出回路10が検出及び出力し、直流(DC)電圧値を帰還制御端子6に伝達することで、不足しているLED用電源電圧Vdが上昇する。
At each current terminal of the
このLED駆動システムでは、LED光源5−1〜5−nは、その対象とするセット等の要求により、LED用電源電圧や、LEDの直列接続数や、駆動電流値が異なる。また、LEDは応答性に優れているので、例えば、液晶テレビ(LCD−TV)のバックライト等の用途においては、バックライトの応答性向上が画質向上に有効とされる。例えば、黒い背景に明るい画像が表示されている場合に、その明るい画像の背面におけるバックライトのみを点灯させることが、画質向上に有効である。そこで、表示される画像に応じて、バックライトの一部又は全部の点灯、消灯および輝度変更等を高速に制御することが要求される。 In this LED drive system, the LED light sources 5-1 to 5-n differ in LED power supply voltage, the number of LEDs connected in series, and the drive current value depending on the request of the target set. Further, since the LED has excellent responsiveness, for example, in applications such as a backlight of a liquid crystal television (LCD-TV), improving the responsiveness of the backlight is effective for improving the image quality. For example, when a bright image is displayed on a black background, it is effective to improve the image quality to turn on only the backlight on the back of the bright image. Therefore, it is required to control at a high speed the lighting, extinguishing, luminance change, etc. of part or all of the backlight according to the displayed image.
このとき、この比較例のシステムでは、LED光源の点灯状態によっては、帰還制御端子6に過電圧が印加され、各ライン若しくは全LEDの輝度が十分に得られない、または全LEDが消灯する恐れがあることを、発明者は独自に知得した。
At this time, in the system of this comparative example, depending on the lighting state of the LED light source, an overvoltage may be applied to the
その理由は、一般的に、LED電源1の帰還制御端子6は1V未満のしきい値を持つ場合が多いので、前述の様に、このしきい値を大きく超過して過電圧検出レベルを超える電圧が印加された場合、過電圧が検出されたものとして、LED電源1は電源としての動作を停止するシステムダウン状態になるためである。
The reason is that generally, the
このことについて、以下に詳細に説明する。
例えば、光源として利用される白色LEDの一般規格では、順方向電圧Vfは基準電流(10〜20mA)に対して2.6〜3.8Vを示す。よって、8個のLEDを直列接続すると、その総Vfは20.8〜30.4Vを示す。また、LEDドライバ2の各電流端子の電圧は、その最低電圧が1V必要であるとしてLED用電源電圧を制御する場合、1.0〜10.6Vを示す。このとき、各ラインは任意のLED光源を点灯し、かつ、PWM制御によって消灯するタイミングも各ラインで異なる。
This will be described in detail below.
For example, in the general standard of white LED used as a light source, the forward voltage Vf indicates 2.6 to 3.8 V with respect to the reference current (10 to 20 mA). Therefore, when eight LEDs are connected in series, the total Vf is 20.8 to 30.4V. Further, the voltage of each current terminal of the
ここで、例えば、最小Vfライン(Vf=20.8V)と最大Vfライン(Vf=30.4V)を含む複数のラインのLED光源が点灯して、最大Vfラインを基準としてLED用電源電圧Vdが31.4Vに制御されている状態から、最大Vfライン等が消灯して最小Vfラインの制御に切り替わる瞬間を考える。この時、最小Vfラインにおける電流端子の電圧10.6V(=31.4V−20.8V)が最低電圧となるので、この10.6Vを分圧した電圧が帰還制御端子6に印加される。現実的にはLEDの順方向電圧Vfを任意のランク数で選別し、10.6Vを低減する方法を行うが、過電圧検出等の影響、及び、その差分が大きい場合等により、LED電源1の速やかな応答が妨げられることを、発明者は独自に知得した。
Here, for example, the LED light sources of a plurality of lines including the minimum Vf line (Vf = 20.8 V) and the maximum Vf line (Vf = 30.4 V) are turned on, and the LED power supply voltage Vd is based on the maximum Vf line. Consider the moment when the maximum Vf line and the like are extinguished and the control is switched to the minimum Vf line from the state where the voltage is controlled to 31.4V. At this time, since the voltage of the current terminal in the minimum Vf line is 10.6 V (= 31.4 V−20.8 V), the voltage obtained by dividing 10.6 V is applied to the
また、1本のラインのみを駆動した状態から10本のラインを駆動する状態へ切り替わる瞬間を考える。これら各状態で最大Vfにほとんど差異が無い場合、この比較例のシステムでは、負荷が10倍に変化しても、その瞬間に最低電圧検出回路3が検出する最低電圧は変化が無く同じである。そのため、LED電源1がLED用電源電圧を昇圧する速度は変わらず、LED電源1の過渡的な反応が遅くなる。従って、各ライン若しくは全LEDの輝度が得られない、又は各ライン若しくは全LEDがちらつく等の恐れが生じることも、発明者は独自に知得した。
Also, consider the moment of switching from a state where only one line is driven to a state where ten lines are driven. When there is almost no difference in the maximum Vf in each of these states, even if the load changes by 10 times, the minimum voltage detected by the minimum
発明者らは、上述した独自の知得に基づいて本発明をなすに至った。 The inventors have made the present invention based on the above-mentioned unique knowledge.
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. These embodiments do not limit the present invention.
(第1の実施形態)
図1と図2を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。この実施形態では、ハイレベルとローレベルの2つの制御信号を用いて、LED用電源電圧を制御するようにしている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the power supply voltage for LED is controlled using two control signals of high level and low level.
図1は、本発明の第1の実施形態に係るLED光源駆動システムのブロック図である。このシステムは、図5の比較例における最低電圧検出回路10の替わりに、検出結果デジタル出力回路3(制御回路)を備える。その他の回路構成は、図5の比較例と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。このシステムは、例えば、液晶テレビやPCモニタのバックライト等に用いられる。
FIG. 1 is a block diagram of an LED light source driving system according to the first embodiment of the present invention. This system includes a detection result digital output circuit 3 (control circuit) instead of the minimum
検出結果デジタル出力回路3は、LEDドライバ2の各電流端子の電圧と最低出力基準電圧3cとを各々比較する、複数のコンパレータ3a−1〜3a−nと、コンパレータ3a−1〜3a−nの各出力をAND演算する、多入力ANDゲート回路3bと、を備える。
The detection result
LED光源5−1のカソード側端子は、LEDドライバ2の電流端子と、コンパレータ3a−1の非反転入力端子とに接続されている。同様に、各LED光源5−2〜5−nのカソード側端子は、LEDドライバ2の各電流端子と、各コンパレータ3a−2〜3a−nの非反転入力端子とに接続されている。
The cathode side terminal of the LED light source 5-1 is connected to the current terminal of the
分圧抵抗7a,7bは、直列接続されて、一端がANDゲート回路3bの出力に接続され、他端が接地されている。分圧抵抗7aと分圧抵抗7bとの接続点は、LED電源1の帰還制御端子6に接続されている。
The
次に、図1のLED光源駆動システムの動作を説明する。図5の比較例と同一の動作は説明を省略する。 Next, the operation of the LED light source driving system of FIG. 1 will be described. The description of the same operation as that of the comparative example of FIG. 5 is omitted.
各コンパレータ3a−1〜3a−nは、接続されているLEDドライバ2の電流端子の電圧が最低出力基準電圧3c以下の場合にローレベル(GND)を出力し、最低出力基準電圧3c以上の場合にハイレベルを出力する。
Each of the
図2は、このLED駆動システムのデジタル帰還信号Vfbを表す波形図である。同図の横軸は時刻を表し、縦軸は電圧を表す。 FIG. 2 is a waveform diagram showing the digital feedback signal Vfb of this LED drive system. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage.
時刻t1までは全てのLED光源5−1〜5−nが消灯している。デジタル帰還信号Vfbはハイレベルである。 Until the time t1, all the LED light sources 5-1 to 5-n are turned off. The digital feedback signal Vfb is at a high level.
時刻t1において、コントローラ4の制御に基づき、LED光源5−1〜5−nのうちの所定のものを点灯するために定電流が流される。ここで、電流端子の電圧が最低出力基準電圧3cよりも不足したラインが1つでもある場合、そのラインに接続されているコンパレータの出力がローレベルになる。このローレベルの信号がANDゲート回路3bに入力され、ANDゲート回路3bの出力はローレベルになり、デジタル帰還信号Vfbもローレベルになる。すると、LED電源1は、デジタル帰還信号Vfbに基づいて、最大能力でLED用電源電圧Vdの昇圧動作を行う。これは、前述の様に、LED電源1は制御端子にGND電圧が入力された時に最大能力で昇圧動作を行うためである。
At time t <b> 1, based on the control of the controller 4, a constant current is supplied to light a predetermined one of the LED light sources 5-1 to 5-n. Here, when there is even one line in which the voltage at the current terminal is less than the minimum
次に、時刻t2において、LED用電源電圧Vdが高くなり、全ての電流端子の電圧が最低出力基準電圧3cより高くなると、全てのコンパレータ3a−1〜3a−nの出力がハイレベルになり、デジタル帰還信号Vfbはハイレベルに戻る。
Next, at time t2, when the LED power supply voltage Vd becomes high and the voltages of all the current terminals become higher than the minimum
以上で説明したように、本実施形態によれば、帰還制御端子6への信号を、各ラインの電流端子の電圧から、検出結果デジタル出力回路3で生成されるロジック信号に置換えたので、帰還制御端子6の電圧が、ANDゲート回路3bの主電源であるロジック動作電圧(VIH=VDDとVIL=GND)を分圧した2種類に制限される。よって、電圧VHを過電圧とならない値に設定すれば、帰還制御端子6への過電圧印加を防ぐことが出来る。これにより、最大Vfラインを基準としてLED用電源電圧が制御された状態から、最大Vfラインが消灯して最小Vfラインの制御に切り替わる瞬間であっても、帰還制御端子6へ過電圧が印加されない。従って、この瞬間にLED電源1は電源としての動作を停止しないため、図5の比較例のシステムよりも高速に応答できる。
As described above, according to the present embodiment, the signal to the
また、上述の様に、帰還制御端子6の電圧は、電圧VIH(全ラインでLED用電源電圧Vdが十分な場合)と、電圧VIL(少なくとも何れか1つのラインでLED用電源電圧Vdが不足している場合)と、を分圧した2種類となり、各ラインのVf差分には影響されない。つまり、この電圧は、図5の比較例の様なバッファ等のアナログ出力ではなく、ロジック出力であるため、LED電源1が昇圧動作を行う時は常に最大能力で行うようにできる。従って、負荷変動に対する応答も、図5の比較例のシステムよりも高速にできる。
Further, as described above, the voltage of the
つまり、LED点灯の状態に拘らず、帰還制御端子6に過電圧を与えることなくLED電源1を制御でき、かつ、負荷のLED光源に対して安定した電源電圧を供給するため、品質の良いLED点灯が実現出来る。
That is, regardless of the LED lighting state, the
なお、電圧VIH(つまりANDゲート回路3bの電源電圧VDD)が過電圧検出レベル以下である場合には、分圧抵抗7a,7bを使用せず、ANDゲート回路3bの出力端子を帰還制御端子6に接続しても良い。
When the voltage VIH (that is, the power supply voltage VDD of the AND
(第2の実施形態)
次に、図3と図4を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。この実施形態は、検出結果デジタル出力回路の構成が第1の実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the detection result digital output circuit.
図3は、本発明の第2の実施形態に係るLED光源駆動システムのブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram of an LED light source driving system according to the second embodiment of the present invention.
検出結果デジタル出力回路30は、コンパレータ3a−1〜3a−nと、n入力1出力のマルチプレクサ3dと、n進カウンタ3eと、発振器3fと、を備える。コンパレータ3a−1〜3a−nは、LEDドライバ2の各電流端子の電圧と最低出力基準電圧3cとを比較する。マルチプレクサ3dは、コンパレータ3a−1〜3a−nの比較結果の1つを選択して出力する。n進カウンタ3eは、基準クロック信号をカウントしてn進カウント値を出力することで、マルチプレクサ3dが選択する比較結果を順番に指定する。発振器3fは、n進カウンタ3eに基準クロック信号を出力する。その他の回路構成は、図1の第1の実施形態と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
The detection result
この検出結果デジタル出力回路30は、発振器3fの発振信号に基づくn進カウンタ値と、LED出力番号とが連動し、各コンパレータ3a−1〜3a−nの検出結果を順番に繰り返し出力する。つまり、このシステムは、LEDドライバ2の電流端子の電圧が不足したライン数の増加に応じて徐々にローレベルの出力幅が増えていくように動作する。そのため、図1のシステムに、LED電源1の簡易的なソフトスタートの機能を持たせることが出来る。
The detection result
例えば、1ラインのみの電流端子の電圧が不足した場合、デジタル帰還信号Vfbのローレベルが出力される期間は図1のシステムよりも短いため、LED用電源電圧Vdは、図1のシステムよりも遅い速度で昇圧される。 For example, when the voltage of the current terminal of only one line is insufficient, the period during which the low level of the digital feedback signal Vfb is output is shorter than that of the system of FIG. 1, so the LED power supply voltage Vd is higher than that of the system of FIG. The pressure is increased at a slow speed.
図4は、このLED駆動システムのデジタル帰還信号Vfbを表す波形図である。同図の横軸は時刻を表し、縦軸は電圧を表す。 FIG. 4 is a waveform diagram showing the digital feedback signal Vfb of this LED drive system. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage.
時刻t1までは全てのLED光源5−1〜5−nが消灯している。デジタル帰還信号Vfbはハイレベルである。 Until the time t1, all the LED light sources 5-1 to 5-n are turned off. The digital feedback signal Vfb is at a high level.
時刻t1において、コントローラ4の制御に基づき、LED光源5−1〜5−nのうちの所定のものを点灯するために定電流が流される。ここで、電流端子の電圧が最低出力基準電圧3cよりも不足したラインが1つでもある場合、そのラインに接続されているコンパレータの出力がローレベルになる。これにより、マルチプレクサ3dは所定期間のみ電圧VILを出力する。よって、デジタル帰還信号Vfbは所定期間のみローレベルになる。すると、LED電源1は、デジタル帰還信号Vfbがローレベルである期間のみ、最大能力でLED用電源電圧Vdの昇圧を行う。
At time t <b> 1, based on the control of the controller 4, a constant current is supplied to light a predetermined one of the LED light sources 5-1 to 5-n. Here, when there is even one line in which the voltage at the current terminal is less than the minimum
その後、時刻t2までは、電流端子の電圧が不足したライン数が変化し、それに応じてローレベルが出力されていく。 Thereafter, until time t2, the number of lines with insufficient voltage at the current terminal changes, and a low level is output accordingly.
次に、時刻t2において、LED用電源電圧Vdが高くなり、全ての電流端子の電圧が最低出力基準電圧3cより高くなると、全てのコンパレータ3a−1〜3a−nの出力がハイレベルになる。すると、マルチプレクサ3dは電圧VIHを連続的に出力し、デジタル帰還信号Vfbはハイレベルに戻る。
Next, at time t2, when the LED power supply voltage Vd becomes high and the voltages of all the current terminals become higher than the minimum
以上で説明したように、本実施形態によれば、電流端子の電圧が不足したライン数の増加に応じて徐々にデジタル帰還信号Vfbのローレベルの出力幅が増えていくようにしたので、LED用電源電圧Vdを徐々に昇圧できる。また、第1の実施形態と同様に、最大Vfラインを基準としてLED用電源電圧Vdが制御された状態から、最大Vfラインが消灯して最小Vfラインの制御に切り替わる瞬間であっても、帰還制御端子6に過電圧が印加されないので、LED光源5−1〜5−nの点灯、消灯および輝度変更を比較例よりも高速に行える。
As described above, according to this embodiment, the low-level output width of the digital feedback signal Vfb is gradually increased as the number of lines with insufficient voltage at the current terminal increases. The power supply voltage Vd can be boosted gradually. Further, as in the first embodiment, even when the LED power supply voltage Vd is controlled with the maximum Vf line as a reference, the maximum Vf line is extinguished and the control is switched to the minimum Vf line. Since no overvoltage is applied to the
なお、電圧VIH(つまりマルチプレクサ3dの電源電圧VDD)が過電圧検出レベル以下である場合には、分圧抵抗7a,7bを使用せず、マルチプレクサ3dの出力端子を帰還制御端子6に接続しても良い。
If the voltage VIH (that is, the power supply voltage VDD of the
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。 The embodiment of the present invention has been described in detail above, but the specific configuration is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 LED用安定電圧電源(LED電源)
2 LEDドライバ
2a−1〜2a−n 電流源
3,30 検出結果デジタル出力回路(制御回路)
3a−1〜3a−n コンパレータ
3b ANDゲート回路
3c 最低出力基準電圧
3d マルチプレクサ
3e n進カウンタ
3f 発振器
4 コントローラ
5−1〜5−n LED光源
6 帰還制御端子
7a,7b 分圧抵抗
1 Stable voltage power supply for LED (LED power supply)
2
3a-1 to 3a-
Claims (7)
各アノード側端子に前記LED電源の前記出力端子が接続されている、複数のLED光源と、
複数の電流源と、複数の電流端子とを備え、前記各電流源が前記各電流端子を介して前記各LED光源に接続されて、前記各LED光源に電流を流す、LEDドライバと、
前記複数の電流端子の電圧を入力し、前記複数の電流端子の電圧の何れかが予め定めた最低出力基準電圧よりも低い第1の場合には、前記第1の値よりも低い第1の制御信号を前記LED電源の前記制御端子に加えて、前記LED電源に昇圧動作を行わせ、前記複数の電流端子の電圧の全てが前記最低出力基準電圧よりも高い第2の場合には、前記第1の値よりも高く且つ前記第2の値よりも低い第2の制御信号を加えて、前記LED電源に昇圧動作を停止させる、制御回路と、
を備えることを特徴とする、LED駆動システム。 When it is connectable to an input-side power source as an input, and includes a control terminal and an output terminal that outputs an output voltage, and the control signal to the control terminal is equal to or less than a predetermined first value When the boosting operation is performed and the value is equal to or higher than the first value, the boosting operation is stopped, and when the control signal to the control terminal is equal to or higher than the second value equal to or higher than the first value, the system is stopped. LED power supply that goes down,
A plurality of LED light sources, each of which is connected to the output terminal of the LED power source;
An LED driver, comprising: a plurality of current sources; and a plurality of current terminals, wherein each current source is connected to each LED light source via each current terminal, and a current flows to each LED light source;
In the first case where the voltages of the plurality of current terminals are input and one of the voltages of the plurality of current terminals is lower than a predetermined minimum output reference voltage, the first lower than the first value In the second case, a control signal is added to the control terminal of the LED power supply to cause the LED power supply to perform a boosting operation, and in the second case, all of the voltages of the plurality of current terminals are higher than the minimum output reference voltage. A control circuit that applies a second control signal that is higher than a first value and lower than the second value to stop the LED power supply from stepping up;
An LED driving system comprising:
前記各電流端子の電圧が各非反転入力端子に入力され、前記最低出力基準電圧が各反転入力端子に入力される、複数のコンパレータと、
前記各コンパレータの各出力信号が入力され、それらの論理積を前記LED電源の前記制御端子に出力する、AND回路と、
を備えることを特徴とする、請求項1から請求項3の何れかに記載のLED駆動システム。 The control circuit includes:
A plurality of comparators, wherein the voltage of each current terminal is input to each non-inverting input terminal, and the lowest output reference voltage is input to each inverting input terminal;
An AND circuit that receives each output signal of each comparator and outputs a logical product of them to the control terminal of the LED power supply;
The LED drive system according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
クロック信号を出力する発振回路と、
前記クロック信号をカウントし、n進カウント値を出力する、カウンタと、
前記各電流端子の電圧が各非反転入力端子に入力され、前記最低出力基準電圧が各反転入力端子に入力される、複数のコンパレータと、
前記n進カウント値に基づいて、前記各コンパレータの各出力信号の何れかを順番に前記LED電源の前記制御端子に出力する、マルチプレクサと、
を備えることを特徴とする、請求項1から請求項3の何れかに記載のLED駆動システム。 The control circuit includes:
An oscillation circuit that outputs a clock signal;
A counter that counts the clock signal and outputs an n-ary count value;
A plurality of comparators, wherein the voltage of each current terminal is input to each non-inverting input terminal, and the lowest output reference voltage is input to each inverting input terminal;
A multiplexer that sequentially outputs any of the output signals of the comparators to the control terminal of the LED power supply based on the n-ary count value;
The LED drive system according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2009
- 2009-07-27 JP JP2009174256A patent/JP2011029437A/en active Pending
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