JP2015006109A

JP2015006109A - Ｌｅｄ駆動装置及びｌｅｄ点灯装置並びに誤差増幅回路

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Publication number: JP2015006109A
Application number: JP2013131370A
Authority: JP
Inventors: 充達吉永; Mitsumichi Yoshinaga
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2015-01-08
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Also published as: US9078324B2; CN104244511A; JP6248430B2; US20140375227A1; CN104244511B

Abstract

【課題】ＬＥＤの点灯開始時間を短縮できるＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ点灯装置並びに誤差増幅回路。
【解決手段】交流入力電力を所望の直流出力電力に変換してＬＥＤ負荷に供給するＬＥＤ駆動装置であって、各ＬＥＤ負荷に直列に接続され、ＬＥＤ負荷に流れる電流を検出するＬＥＤ電流検出部Ｒｄと、ＬＥＤ電流検出部の出力電圧と基準電圧との誤差電圧を増幅する誤差増幅回路と、誤差増幅回路の出力電圧に基づきスイッチング素子をオンオフ制御することにより直流出力電力を所定値に制御する制御回路１０とを備え、誤差増幅回路は、誤差増幅器ＯＰと、誤差増幅器の反転入力端子と出力端子との間に接続され、位相補償コンデンサＣｆと位相補償抵抗Ｒｆとからなる直列回路を有する位相補償回路と、一端が直列回路に直列に接続され、他端がＬＥＤ電流検出部に接続された利得調整用抵抗Ｒｓと、誤差増幅器の反転入力端子を起動から所定時間、接地する短絡回路Ｑ３，Ｑ２，Ｒ１０〜Ｒ１３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ点灯装置並びに誤差増幅回路に関する。

照明機器は電源を投入すると、即点灯することが好まれ、ＬＥＤ素子を使用したＬＥＤ点灯装置でも即点灯することが望まれる。また、ＬＥＤ点灯装置の起動からＬＥＤ素子の点灯開始までの所要時間は、遅くても１秒以内であることが望ましい。このため、コンバータ内蔵のＬＥＤ点灯装置においても、制御ＩＣの起動開始からＬＥＤ電流制御までの時間を約１秒以内に行うことが要求される。

図１２は、従来のこの種のＬＥＤ駆動装置の一例の回路構成を示す図である（特許文献１）。図１２に示す従来のＬＥＤ駆動装置は、交流電源ＡＣ、ＥＭＩフィルタ１、コンデンサＣｉｎ、整流回路ＤＢと、トランスＴＲと、ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）Ｑｉｎと、制御回路部１０と、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ１から構成される整流平滑回路と、コンデンサＣ３と、誤差増幅器ＯＰを含む誤差増幅回路とを備えている。ＬＥＤ駆動装置とＬＥＤ負荷３装置（ＬＥＤ１、・・・ＬＥＤｎ）とは、ＬＥＤ点灯装置を構成する。ＭＯＳＦＥＴＱ１と制御回路部１０とは制御ＩＣ５を構成する。

整流回路ＤＢは、周知のダイオードブリッジ回路であり、交流電源ＡＣに接続され、交流入力電力を一方向の脈流に整流し、トランスＴＲに出力する。トランスＴＲは、一次巻線Ｗ１と二次巻線Ｗ２と三次巻線Ｗ３とを有する。一次巻線Ｗ１の一端は、整流回路ＤＢに接続され、一次巻線Ｗ１の他端は、ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレイン端子に接続される。二次巻線Ｗ２の両端間には、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ１から構成される整流平滑回路が接続される。三次巻線Ｗ３の両端間には、ダイオードＤ２及びコンデンサＣ３から構成され且つ起動後に制御回路部１０に電源を供給する補助電源が接続される。

ＭＯＳＦＥＴＱ１のソース端子は抵抗Ｒｏｃｐを介して接地され、ゲート端子は制御回路部１０に接続される。

コンデンサＣ１の両端には、直列接続されたｎ個のＬＥＤ素子（ＬＥＤ１、・・・ＬＥＤｎ）から構成されるＬＥＤ負荷装置３と電流検出抵抗Ｒｄとの直列回路が接続される。誤差増幅器ＯＰの反転入力端子は、利得調整用抵抗Ｒｓを介して電流検出抵抗ＲｄとＬＥＤ素子ＬＥＤｎとに接続されている。誤差増幅器ＯＰの反転入力端子と出力点端子との間には、位相補償コンデンサＣｆと位相補償抵抗Ｒｆとの直列回路が接続されている。位相補償コンデンサＣｆと位相補償抵抗Ｒｆとは位相補償回路を構成する。

コンデンサＣ１の両端には、抵抗Ｒ１とツェナーダイオードＺＤ１との直列回路が接続される。ツェナーダイオードＺＤ１の両端間には抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４と可変抵抗Ｒｖとの直列回路が接続される。抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との接続点は抵抗Ｒ５を介して誤差増幅器ＯＰの非反転入力端子に接続される。誤差増幅器ＯＰの非反転入力端子とグランドと間にはコンデンサＣ２が接続される。

誤差増幅器ＯＰの出力端子は、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ２との直列回路を介して抵抗Ｒ１とツェナーダイオードＺＤ１との接続点に接続される。フォトカプラＰＣのフォトダイオードには並列に抵抗Ｒ２が接続される。

制御ＩＣ５のＦＢ端子には抵抗Ｒ７の一端と抵抗Ｒ８の一端とコンデンサＣ６の一端とが接続される。抵抗Ｒ７の他端はコンデンサＣ５を介して接地され、コンデンサＣ６の他端は接地される。抵抗Ｒ８の他端はフォトカプラＰＣのフォトトランジスタのコレクタに接続され、フォトトランジスタのエミッタは接地される。

このように構成されたＬＥＤ点灯装置によれば、整流回路ＤＢからの整流電圧を、制御回路部１０がＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）Ｑ１をオンオフさせることに高周波電圧に変換し、高周波電圧がトランスＴＲの二次巻線Ｗ２に発生する。この高周波電圧はダイオードＤ１とコンデンサＣ１により整流平滑されて直流電圧がＬＥＤ群負荷装置３に印加される。

このため、ＬＥＤ群負荷装置３に電流が流れてＬＥＤ素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎが点灯する。このとき、誤差増幅器ＯＰは、反転入力端子の電圧と非反転入力端子の電圧との誤差電圧を増幅する。この誤差電圧の大きさに応じて、フォトカプラＰＣのフォトダイオードに電流が流れ、流れた電流に応じてフォトダイオードの発光量が変化する。このため、フォトダイオードの発光量に応じて、ＦＢ端子に接続されたフォトカプラＰＣのフォトトランジスタに電流が流れる。即ち、電流検出抵抗Ｒｄで検出された電流に応じた電圧が制御回路部１０に帰還され、制御回路部１０は、電流検出抵抗Ｒｄで検出された電流に応じた電圧が所定の電圧となるように、ＭＯＳＦＥＴＱ１のオンオフのデューティ比を制御する。また、可変抵抗Ｒｖを可変させることで、調光を行うことができる。

また、図１２に示すＬＥＤ点灯装置では、交流電源ＡＣがＯＦＦとなっても、コンデンサＣ１の電荷量が大きいため、コンデンサＣ１の電荷をなかなか放電しきれず、誤差増幅器ＯＰの電源が直ぐに落ちない。そこで、この問題を解決したものとして、図１３に示すＬＥＤ点灯装置が用いられている。

図１３に示すＬＥＤ点灯装置では、図１２に示すＬＥＤ点灯装置の構成に対して、さらに、ダイオードＤ３とコンデンサＣ７とを設け、抵抗Ｒ１の一端をダイオードＤ１とコンデンサＣ１との接続点から切り離し、抵抗Ｒ１の一端をダイオードＤ３のカソードとコンデンサＣ７の一端とに接続し、ダイオードＤ３のアノードをダイオードＤ１のアノードと二次巻線Ｗ２の一端とに接続し、コンデンサＣ７の他端を接地している。交流電源ＡＣを投入すると、二次巻線Ｗ２に発生した電圧をダイオードＤ３及びコンデンサＣ７で整流平滑し、直流電圧が誤差増幅器ＯＰに印加される。また、交流電源ＡＣがＯＦＦとなると、コンデンサＣ７の電荷量は小さいため、コンデンサＣ７の電荷は直ぐに放電するので、誤差増幅器ＯＰの電源は直ぐに落ちる。このため、パワーオフリセットが常にかかるため、交流電源ＡＣを再投入した時に誤差増幅器ＯＰの動作が不定とならなくなる。

特開２０１０−２８２７５７号公報

前述したように、ＬＥＤ点灯装置においても、制御ＩＣの起動開始からＬＥＤ電流制御までの時間を約１秒以内に行うことが要求される。

しかしながら、特許文献１の力率改善機能付きの１コンバータＰＦＣ型ＬＥＤ点灯装置では、トランスＴＲの二次側出力を制御回路部１０に帰還するためのフィードバック回路の応答速度を遅くする位相補償回路を設けているため、電源起動特性が悪い。また、明るさを連続的に可変する調光機能が設けられている場合、特に調光を最小にした時には、さらに、点灯開始時間が延びてしまう。

本発明は、ＬＥＤの点灯開始時間を短縮することができるＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ点灯装置並びに誤差増幅回路を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、ＬＥＤ駆動装置は、交流入力電力を所望の直流出力電力に変換してＬＥＤ負荷に供給するＬＥＤ駆動装置であって、オンオフ制御されるスイッチング素子と、前記ＬＥＤ負荷に直列に接続され、前記ＬＥＤ負荷に流れる電流を検出するＬＥＤ電流検出部と、前記ＬＥＤ電流検出部の出力電圧と基準電圧との誤差電圧を増幅する誤差増幅回路と、前記誤差増幅回路の出力電圧に基づき前記スイッチング素子をオンオフ制御することにより前記直流出力電力を所定値に制御する制御回路とを備え、前記誤差増幅回路は、誤差増幅器と、前記誤差増幅器の反転入力端子と出力端子との間に接続され、位相補償コンデンサと位相補償抵抗とからなる直列回路を有する位相補償回路と、一端が前記直列回路に直列に接続され、他端が前記ＬＥＤ電流検出部に接続された利得調整用抵抗と、前記誤差増幅器の前記反転入力端子を起動から所定時間、接地する短絡回路とを備えることを特徴とする。

また、本発明の誤差増幅回路は、誤差増幅器と、前記誤差増幅器の反転入力端子と出力端子との間に接続され、位相補償コンデンサと位相補償抵抗とからなる直列回路を有する位相補償回路と、前記直列回路に直列に接続された利得調整用抵抗と、前記誤差増幅器の前記反転入力端子を起動から所定時間、接地する短絡回路とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、短絡回路が、誤差増幅器の反転入力端子を起動から所定時間、接地するので、ＬＥＤの点灯開始時間を短縮することができるＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ点灯装置並びに誤差増幅回路を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の構成を示す回路図である。本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置内の制御回路部の回路図である。従来のＬＥＤ駆動装置において調光が５％時の各部の動作波形を示す図である。従来のＬＥＤ駆動装置の起動時に位相補償回路を介して誤差増幅器の反転入力端子に電圧が発生する様子を示す図である。図４に示す誤差増幅器を外部電源で単独に動作させ且つ基準電圧を３００ｍＶから１５ｍＶに変化させた時の各部の動作波形を示す図である。図５から位相補償回路を削除した誤差増幅器を外部電源で単独に動作させ且つ基準電圧を３００ｍＶから１５ｍＶに変化させた時の各部の動作波形を示す図である。誤差増幅器の反転入力端子を短絡するＭＯＳＦＥＴＱ３が無い従来のＬＥＤ駆動装置の点灯開始時間を示す図である。誤差増幅器の反転入力端子を短絡するＭＯＳＦＥＴＱ３を有する第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の点灯開始時間を示す図である。誤差増幅器の反転入力端子を短絡するＭＯＳＦＥＴＱ３と、分圧比を大きくして電圧がゲートに印加されるＭＯＳＦＥＴＱ２とを有する第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の点灯開始時間を示す図である。ＭＯＳＦＥＴＱ３をオンした後にＭＯＳＦＥＴＱ２をオンしたときのＭＯＳＦＥＴＱ３のオン時間を示す図である。本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の構成を示す回路図である。従来のＬＥＤ駆動装置の一例の回路構成を示す図である。従来のＬＥＤ駆動装置の他の一例の回路構成を示す図である。

次に、図面を参照して本発明の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ点灯装置並びに誤差増幅回路について説明する。

実施形態に係るＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ点灯装置は、トランスの二次側出力を一次側の制御回路に帰還するためのフィードバック回路の応答を電源起動時のみ外部制御することにより、ＬＥＤの点灯開始時間を短縮することを特徴とする。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の構成を示す回路図である。図１に示すＬＥＤ駆動装置は、図１３に示すＬＥＤ駆動装置に対して、さらに、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴＱ３、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴＱ２、抵抗Ｒ１０〜抵抗Ｒ１３を設けたことを特徴とする。ＭＯＳＦＥＴＱ３、ＭＯＳＦＥＴＱ２、抵抗Ｒ１０〜抵抗Ｒ１３は、本発明の短絡回路を構成する。この短絡回路は、誤差増幅器ＯＰの反転入力端子を、ＬＥＤ駆動装置の起動から所定時間、接地する。

抵抗Ｒ９の一端はコンデンサＣ７の一端とダイオードＤ３のカソードと抵抗Ｒ１の一端とに接続され、抵抗Ｒ９の他端はコンデンサＣ８の一端に接続される。コンデンサＣ８の他端は誤差増幅器ＯＰの反転入力端子と位相補償抵抗Ｒｆの一端と利得調整用抵抗Ｒｓの一端とＭＯＳＦＥＴＱ３のドレインとに接続される。

抵抗Ｒ９の一端とコンデンサＣ７の一端とダイオードＤ３のカソードと抵抗Ｒ１の一端とには、抵抗Ｒ１０の一端と抵抗Ｒ１２の一端とが接続される。抵抗Ｒ１０の他端は抵抗Ｒ１１の一端とＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートとＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインとに接続される。抵抗Ｒ１２の他端は抵抗Ｒ１３の一端とＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートとに接続される。抵抗Ｒ１１の他端は、ＭＯＳＦＥＴＱ３のソースとＭＯＳＦＥＴＱ２のソースと抵抗Ｒ１３の他端とに接続される。

ここで、本願の実施形態を理解し易くするために抵抗Ｒ１０の抵抗値と抵抗Ｒ１１の抵抗値と抵抗Ｒ１３の抵抗値は等しいと仮定する。また、抵抗Ｒ１２の抵抗値は、抵抗Ｒ１０の抵抗値のα倍（α＞１）であると仮定する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置内の制御回路部の回路図である。制御回路部１０は、スタート回路１０１、電源回路(Pre Reg回路)１０２、電流源１０３、三角波回路１０４、ＰＷＭコンパレータ１０５、アンド回路１０６、過電圧保護コンパレータ（ＯＣＰコンパレータ）１０７、ドライバ１０８を備えている。

スタート回路１０１は、コンデンサＣ３からの電圧により制御回路をスタートさせる。電源回路(Pre Reg回路)１０２は、スタート回路１０１からのスタート信号により制御回路部１０内部の各部に電源を供給する。電流源１０３は、ＦＢ端子を介して抵抗Ｒ８とフォトカプラＰＣのフォトトランジスタに電流を流す。

ＰＷＭコンパレータ１０５は、三角波回路１０４からの三角波信号とＦＢ端子のコンデンサＣ６の電圧（フィードバック電圧）とを比較することによりパルス信号を生成しアンド回路１０６に出力する。パルス信号はフィードバック電圧に応じたオン幅信号となる。

アンド回路１０６は、ＰＷＭコンパレータ１０５からのパルス信号をドライバ１０８を介してＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに出力する。このため、フィードバック電圧に応じたオン幅信号によりＭＯＳＦＥＴＱ１がオンオフされて、交流整流後の正弦波電圧に比例したスイッチング電流が流れる。この動作により力率改善動作が行われる。

過電流保護コンパレータ（ＯＣＰコンパレータ）１０７は、基準電圧と抵抗Ｒｏｃｐの電圧とを比較し、抵抗Ｒｏｃｐの電圧が基準電圧を超えたときにアンド回路１０６にＬレベルを出力し、ＭＯＳＦＥＴＱ１をオフさせることによりＭＯＳＦＥＴＱ１を過電圧保護する。

なお、制御回路部１０の応答周波数は、交流電源ＡＣの周波数よりも低い周波数であることを特徴とする。

図３は、従来のＬＥＤ駆動装置において調光が５％時の各部の動作波形を示す図である。図３では、誤差増幅器ＯＰの出力電圧（オペアンプ出力電圧）とＦＢ端子電圧とＬＥＤ素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎに流れるＬＥＤ電流、ＤＢ出力を示す。ここで、誤差増幅器ＯＰの非反転入力端子の基準電圧が例えば、３００ｍＶで調光が１００％である場合に、調光を５％とするためには可変抵抗Ｒｖの値を可変させて小さくし、誤差増幅器ＯＰの非反転入力端子の基準電圧を１５ｍＶとする。図３からもわかるように、ＤＢ出力が投入されてから、かなりの時間が経過した後にＬＥＤ電流ＩLEDが流れている。

また、ＬＥＤ電流ＩLEDは１秒間以上も流れていないため、その期間の誤差増幅器ＯＰの反転入力端子は０Ｖとなり、誤差増幅器ＯＰの出力端子はＨレベル状態となるはずである。しかし、実際には、図３に示すように、誤差増幅器ＯＰの出力電圧は徐々に上昇していく。

この理由について、図４を用いて説明する。まず、ＬＥＤ電流は１秒間以上も流れていないため、その期間の誤差増幅器ＯＰの反転入力端子は０Ｖとなり、誤差増幅器ＯＰの出力端子はＨレベル状態となる。すると、位相補償コンデンサＣｆ→位相補償抵抗Ｒｆ→利得調整用抵抗Ｒｓ→電流検出抵抗Ｒｄの経路で電流が流れる。このため、利得調整用抵抗Ｒｓと電流検出抵抗Ｒｄとに電圧が発生し、この電圧が誤差増幅器ＯＰの反転入力端子に電圧が印加される。調光が５％であり、基準電圧が１５ｍＶと小さいので、誤差増幅器ＯＰの反転入力端子の電圧が基準電圧１５ｍＶに達すると、誤差増幅器ＯＰの出力端子はＬレベルとなる。このため、ＬＥＤ電流ＩLEDが０であるにもかかわらず、見掛け上のフィードバック電圧があるので、ＬＥＤ素子の点灯開始時間が長くなる。

次に、図４の誤差増幅器ＯＰを外部電源で単独に動作させ且つ基準電圧を３００ｍＶから１５ｍＶに変化させた時の各部の動作波形を図５を用いて説明する。図５の左側は、基準電圧（図中ｃｈ４と表す）が３００ｍＶ、右側は基準電圧ｃｈ４が１５ｍＶである。基準電圧ｃｈ４はコンデンサＣ２と可変抵抗Ｒｖとのソフトスタート回路により電圧が徐々に上昇するが、誤差増幅器ＯＰの反転入力端子電圧（図中ｃｈ１と表す）も比例して上昇し、その後、両方の電圧は別れる。基準電圧（ｃｈ４）と反転入力端子電圧ｃｈ１とが一致している期間は、誤差増幅器ＯＰの出力電圧は制御されている。

しかし、基準電圧ｃｈ４が非常に小さい場合（３００ｍＶに対して調光５％で１５ｍＶである場合）では、ＦＢ信号が強くなり、誤差増幅器ＯＰは勝手に制御を開始してしまう。なお、図６に示すように、誤差増幅回路から位相補償回路を削除した場合には、反転入力端子電圧は上昇せず、誤差増幅器ＯＰの出力電圧は急速に立ち上がる。

以上のことから、位相補償抵抗Ｒｆで制限された位相補償コンデンサＣｆへの流入電流が利得調整用抵抗ＲｓとＬＥＤ電流検出抵抗のライン間にある抵抗Ｒｄに流れると、反転入力端子電圧は上昇して、非反転入力端子電圧と一致した時点で、誤差増幅器ＯＰは勝手に制御を開始してしまう。このため、点灯開始時間を短縮するために、Ｃｆ→Ｒｆ→Ｒｓ→Ｒｄの電流ループを制御する必要がある。

そこで、第１の実施形態のＬＥＤ駆動装置では、電流ループを制御するために、誤差増幅器ＯＰの反転入力端子を起動から所定時間、接地する短絡回路を設けている。

次に、ＭＯＳＦＥＴＱ３、ＭＯＳＦＥＴＱ２、抵抗Ｒ１０〜抵抗Ｒ１３から構成される短絡回路の動作を図１及び図１０を参照しながら説明する。

まず、交流電源ＡＣを投入すると、交流電源ＡＣの交流電圧は整流回路ＤＢで整流され、トランスＴＲの二次巻線Ｗ２に電圧が発生し、この電圧はダイオードＤ３とコンデンサＣ７とで直流電圧に変換される。

この直流電圧は、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１とで分圧されて、分圧電圧がＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートに印加される。また、直流電圧は、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３とで分圧されて、分圧電圧がＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートに印加される。

ここで、抵抗Ｒ１０の抵抗値と抵抗Ｒ１１の抵抗値と抵抗Ｒ１３の抵抗値とを等しく設定し、抵抗Ｒ１２の抵抗値を抵抗Ｒ１０の抵抗値のα倍（α＞１）に設定しているので、ＭＯＳＦＥＴＱ３のゲート電圧の方が、ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲート電圧よりも大きくなる。このため、ＭＯＳＦＥＴＱ２よりも先にＭＯＳＦＥＴＱ３がオンする（図１０の時刻ｔ１）。

これにより、誤差増幅器ＯＰの反転入力端子が短絡されて接地される。即ち、誤差増幅器ＯＰの反転入力端子がゼロボルトとなるので、コンデンサＣ１の出力電圧はＨレベルとなる。

さらに、コンデンサＣ７の電圧が上昇し、この電圧を抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３とで分圧した分圧電圧がＭＯＳＦＥＴＱ２のゲート閾値（例えば、２Ｖ）を超えると、ＭＯＳＦＥＴＱ２がオンする（図１０の時刻ｔ２）。すると、ＭＯＳＦＥＴＱ３のゲートが接地されるため、ＭＯＳＦＥＴＱ３はオフする。これにより、ＭＯＳＦＥＴＱ３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間（本発明の所定時間に相当）、オンする。ＭＯＳＦＥＴＱ３がオンしている期間中、誤差増幅器ＯＰの反転入力端子がゼロボルトとなるので、誤差増幅器ＯＰの出力電圧はＨレベル状態を保持する。従って、コンデンサＣ１の出力電圧は急速に立ち上がるため、点灯開始時間を短縮することができる。

図７に、ＭＯＳＦＥＴＱ３が無い従来のＬＥＤ駆動装置の点灯開始時間を示す。図８に、誤差増幅器の反転端子を短絡するＭＯＳＦＥＴＱ３を有する第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の点灯開始時間を示す。図７、図８において、ＦＢはＦＢ端子電圧、オペアンプ出力電圧は誤差増幅器ＯＰの出力電圧、ＶＬＥＤはＬＥＤ素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎの電圧、ＩＬＥＤはＬＥＤ素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤｎに流れる電流を示す。

従来回路の図７では、誤差増幅器ＯＰの反転入力端子が基準電圧と一致しながら制御していくため、誤差増幅器ＯＰの出力電圧が徐々に上昇していき、点灯開始時間が１．５秒であることがわかる。第１の実施形態の図８では、誤差増幅器ＯＰの出力電圧が急速に立ち上がり、点灯開始時間が０．８秒であり、１秒以内に短縮することができる。

図９に、ＭＯＳＦＥＴＱ３と、分圧比α（α＞１）を大きくして電圧がゲートに印加されるＭＯＳＦＥＴＱ２とを有する第１の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の点灯開始時間を示す。分圧比αは抵抗Ｒ１２の抵抗値と抵抗Ｒ１０の抵抗値との比である。分圧比αを大きくすると、ＭＯＳＦＥＴＱ３のオン時間が長くなるため、図９に示すように、点灯開始時間が０．５１秒となり、さらに短縮することができる。

なお、ＭＯＳＦＥＴＱ３のオン時間（本発明の所定時間に相当）は、図１０に示すように、誤差増幅器ＯＰの誤差検出の対象となる出力（反転入力端子電圧）が所定値（ＬＥＤ素子の定格電圧ＶＬＥＤ、例えば３０Ｖ）に達する以前の時間であれば良い。

このように実施例１に係るＬＥＤ駆動装置およびＬＥＤ点灯装置によれば、ＭＯＳＦＥＴＱ２とＭＯＳＦＥＴＱ３と抵抗Ｒ１０〜Ｒ１３からなる短絡回路が、誤差増幅器ＯＰの反転入力端子をＬＥＤ駆動装置の起動から所定時間、接地するので、誤差増幅器ＯＰの誤制御を防止して、ＬＥＤの点灯開始時間を大幅に短縮することができる。

また、一次側ソフトスタート回路に依存せずに、二次側電圧の立ち上がり傾斜に基づくコンデンサＣ７の電圧に基づき、ＭＯＳＦＥＴＱ３の動作タイミングを得るため、調光最小時には、最も効果が大きく、負荷電流が大きい場合の弊害もない。

（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ駆動装置の構成を示す回路図である。図１１に示すＬＥＤ駆動装置は、図１に示すＬＥＤ駆動装置に対して、抵抗Ｒ１２に代えて、ツェナーダイオードＺＤ２とコンデンサＣ９とを設けたことを特徴とする。

ツェナーダイオードＺＤ２のカソードは、コンデンサＣ７の一端とダイオードＤ３のカソードと抵抗Ｒ９の一端とに接続され、ツェナーダイオードＺＤ２のアノードは、ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートと抵抗Ｒ１３の一端とコンデンサＣ９の一端とに接続される。抵抗Ｒ１３の両端にはコンデンサＣ９が接続される。

このように、ＭＯＳＦＥＴＱ３がオンした後、コンデンサＣ７の電圧がさらに上昇して、ツェナーダイオードＺＤ２が降伏すると、ＭＯＳＦＥＴＱ２がオンし、ＭＯＳＦＥＴＱ３がオフする。

このように第２の実施形態のＬＥＤ駆動装置においても、第１の実施形態のＬＥＤ駆動装置の効果と同様な効果が得られる。

なお、本発明は、上述した実施例１に係るＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ点灯装置に限定されるものではない。実施例１に係るＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ点灯装置では、交流電源ＡＣ、整流回路ＤＢを用いて直流電圧を生成し、この直流電圧を別の直流電圧に変換するＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ点灯装置を説明したが、例えば、本発明は、直流電源の直流入力電圧を所望の直流入力電圧に変換してＬＥＤ負荷に供給するＬＥＤ駆動装置及びＬＥＤ点灯装置に適用しても良い。

１ＥＭＩフィルタ
３ＬＥＤ群負荷装置
ＯＰ誤差増幅器
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３ＭＯＳＦＥＴ
Ｒｄ電流検出抵抗
Ｒｆ位相補償抵抗
Ｃｆ位相補償コンデンサ
ＺＤ１，ＺＤ２ツェナーダイオード
Ｄ１〜Ｄ３ダイオード
Ｒ１〜Ｒ１３抵抗
Ｒｖ可変抵抗
Ｃ１〜Ｃ９コンデンサ
ＡＣ交流電源
ＤＢ整流回路

Claims

交流入力電力を所望の直流出力電力に変換してＬＥＤ負荷に供給するＬＥＤ駆動装置であって、
オンオフ制御されるスイッチング素子と、
前記ＬＥＤ負荷に直列に接続され、前記ＬＥＤ負荷に流れる電流を検出するＬＥＤ電流検出部と、
前記ＬＥＤ電流検出部の出力電圧と基準電圧との誤差電圧を増幅する誤差増幅回路と、
前記誤差増幅回路の出力電圧に基づき前記スイッチング素子をオンオフ制御することにより前記直流出力電力を所定値に制御する制御回路とを備え、
前記誤差増幅回路は、誤差増幅器と、
前記誤差増幅器の反転入力端子と出力端子との間に接続され、位相補償コンデンサと位相補償抵抗とからなる直列回路を有する位相補償回路と、
一端が前記直列回路に直列に接続され、他端が前記ＬＥＤ電流検出部に接続された利得調整用抵抗と、
前記誤差増幅器の前記反転入力端子を起動から所定時間、接地する短絡回路と、
を備えることを特徴とするＬＥＤ駆動装置。
前記所定時間は、前記誤差増幅器の誤差検出の対象となる出力が所定値に達する以前の時間であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ駆動装置。
請求項１又は請求項２記載のＬＥＤ駆動装置を備えることを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
誤差増幅器と、
前記誤差増幅器の反転入力端子と出力端子との間に接続され、位相補償コンデンサと位相補償抵抗とからなる直列回路を有する位相補償回路と、
前記直列回路に直列に接続された利得調整用抵抗と、
前記誤差増幅器の前記反転入力端子を起動から所定時間、接地する短絡回路と、
を備えることを特徴とする誤差増幅回路。
前記所定時間は、前記誤差増幅器の誤差検出の対象となる出力が所定値に達する以前の時間であることを特徴とする請求項４記載の誤差増幅回路。