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JP2015070108A - Light source drive device - Google Patents

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JP2015070108A JP2013203022A JP2013203022A JP2015070108A JP 2015070108 A JP2015070108 A JP 2015070108A JP 2013203022 A JP2013203022 A JP 2013203022A JP 2013203022 A JP2013203022 A JP 2013203022A JP 2015070108 A JP2015070108 A JP 2015070108A
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伸一 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow for operation of a light source stable with respect to environment, with a simple circuit.SOLUTION: A light source drive device 1 comprises: parallel connection of a light source 20 and a smoothing capacitor C1; a transformer T1 comprising a first coil L1 and a second coil L2 magnetically coupled with each other; a first switching element Q1 for opening/closing connection between the first coil L1 and light source 20; a diode D1 for regenerating energy stored in the first coil L1; a feedback circuit 2 for feeding back positive voltage induced in the second coil L2 to a control terminal of the first switching element Q1; a current detection resistor Rs for detecting current flowing in the first coil L1 as a voltage value; and a switch circuit 3 for making an ON temperature characteristic uniform by turning OFF the first switching element Q1 when the detected voltage value is higher than a predetermined value and turning ON the first switching element Q1 when the detected voltage value is equal to or lower than the predetermined value.

Description

本発明は、光源を点灯制御する光源駆動装置に関する。   The present invention relates to a light source driving device that controls lighting of a light source.

近年、従来の白熱電球や蛍光灯に代わって、光源としてLED(Light Emitting Diode)を用いるLED照明器具が普及しはじめている。これはLEDが、長寿命かつ低消費電力であり、蛍光灯における水銀のように環境汚染物質が使用されず、更に耐衝撃性と高速応答性とを有しているためである。このLED照明器具は、複数のLED発光素子を備えており、各LED発光素子に対して直流電圧を印加し、所定の定電流を流すことで発光する。このように、LED照明器具には、各LED発光素子に所定の定電流を通電するLED駆動回路が必要である。   In recent years, LED lighting fixtures using LEDs (Light Emitting Diodes) as light sources instead of conventional incandescent bulbs and fluorescent lamps have begun to spread. This is because the LED has a long lifetime and low power consumption, does not use environmental pollutants like mercury in fluorescent lamps, and has impact resistance and high-speed response. This LED lighting apparatus includes a plurality of LED light emitting elements, and emits light by applying a DC voltage to each LED light emitting element and flowing a predetermined constant current. As described above, the LED lighting apparatus requires an LED drive circuit for supplying a predetermined constant current to each LED light emitting element.

特許文献1の課題には、「コントロールICを使用せず、低コスト化に適するとともに、電圧変動の大きな非安定化直流入力電源に適応しながら、LEDを安定かつ効率良く点灯駆動することができる自励式LED駆動回路を提供する。」と記載され、解決手段には、「互いに磁気結合された第1コイルL1と第2コイルL2を有する発振トランスT1と、この発振トランスによって発振回路を形成する第1トランジスタQ1と、この第1トランジスタQ1の制御信号入力回路に並列に介在する第2トランジスタQ2と、第1トランジスタと共通接地ライン間に直列に介在する電流検出用抵抗R2とにより、LED21への通電電流を一定電流に制御させる。」と記載されている。   The problem of Patent Document 1 is that “the control IC is not used, it is suitable for cost reduction, and it is possible to drive the LED stably and efficiently while adapting to an unstabilized DC input power source with large voltage fluctuation. A self-excited LED driving circuit is provided. "The solution means" an oscillation transformer T1 having a first coil L1 and a second coil L2 magnetically coupled to each other, and an oscillation circuit formed by the oscillation transformer The LED 21 is connected to the LED 21 by the first transistor Q1, the second transistor Q2 interposed in parallel with the control signal input circuit of the first transistor Q1, and the current detection resistor R2 interposed in series between the first transistor and the common ground line. Is controlled to a constant current.

特開2011−100837号公報JP 2011-1000083 A

特許文献1に記載の技術は、温度の変動に対して、第2トランジスタのベース−エミッタ間電圧の変化が大きい。その結果、温度の変動によってLEDに流れる電流が変化する虞がある。すなわち、特許文献1に記載の技術は、対環境に対して、光源が安定に動作しない虞がある。   In the technique described in Patent Document 1, a change in the voltage between the base and the emitter of the second transistor is large with respect to a change in temperature. As a result, the current flowing through the LED may change due to temperature fluctuations. That is, in the technique described in Patent Document 1, the light source may not stably operate with respect to the environment.

そこで、本発明は、簡易な回路でありながら、対環境に対して安定した光源の動作を可能とする光源駆動装置を提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light source driving device that enables a stable light source operation with respect to the environment while being a simple circuit.

前記した課題を解決するため、本発明の光源駆動装置は、直流電源と、前記直流電源に接続され、流れる電流に応じて発光する光源と、前記光源に並列に接続された平滑用コンデンサと、磁気結合された第1のコイルと第2のコイルとを含み、前記直流電源から供給される電流によって励磁されるトランスと、前記第1のコイルに電流を流すか否かを切り替える第1のスイッチング素子と、前記第1のスイッチング素子がオフのときに前記第1のコイルに蓄積されたエネルギを回生するダイオードと、前記第2のコイルに誘起される正の電圧を前記第1のスイッチング素子の制御端子に帰還する帰還回路と、前記第1のコイルに流れる電流を電圧値として検出する電流検出抵抗と、前記電流検出抵抗で検出される前記電圧値が所定値を超えたならば前記第1のスイッチング素子をオフし、オンの温度特性を均一にするスイッチ回路を備える。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
In order to solve the above-described problems, a light source driving device of the present invention includes a direct current power source, a light source that is connected to the direct current power source and emits light according to a flowing current, a smoothing capacitor that is connected in parallel to the light source, A transformer that includes a first coil and a second coil that are magnetically coupled, and that is excited by a current supplied from the DC power source, and a first switching that switches whether or not a current flows through the first coil. An element, a diode that regenerates energy stored in the first coil when the first switching element is off, and a positive voltage induced in the second coil. A feedback circuit that feeds back to the control terminal, a current detection resistor that detects a current flowing through the first coil as a voltage value, and the voltage value detected by the current detection resistor exceeds a predetermined value Off the mule said first switching element comprises a switching circuit to equalize the temperature characteristics on.
Other means will be described in the embodiment for carrying out the invention.

本発明によれば、簡易な回路でありながら、対環境に対して安定した光源の動作を可能とする光源駆動装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, although it is a simple circuit, the light source drive device which enables the operation | movement of the light source stable with respect to an environment can be provided.

第1実施形態における光源駆動装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source drive device in 1st Embodiment. 第1実施形態の第1応用例における光源駆動装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source drive device in the 1st application example of 1st Embodiment. 第1実施形態の第1応用例における光源駆動装置のスロースタート動作を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the slow start operation | movement of the light source drive device in the 1st application example of 1st Embodiment. 第1実施形態の第2応用例における光源駆動装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source drive device in the 2nd application example of 1st Embodiment. 第1実施形態の第3応用例における光源駆動装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source drive device in the 3rd application example of 1st Embodiment. 第2実施形態における光源駆動装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source drive device in 2nd Embodiment. 第2実施形態の第1応用例における光源駆動装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source drive device in the 1st application example of 2nd Embodiment. 第2実施形態の第2応用例における光源駆動装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source drive device in the 2nd application example of 2nd Embodiment. 第2実施形態の第3応用例における光源駆動装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source drive device in the 3rd application example of 2nd Embodiment. 第3実施形態における光源駆動装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source drive device in 3rd Embodiment. 第4実施形態における光源駆動装置の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the light source drive device in 4th Embodiment.

以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
(第1実施形態の基本構成)
図1は、第1実施形態における光源駆動装置1の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、光源駆動装置1は、直流電源Vdcと、電解コンデンサC0と、光源20と、光源20に並列に接続された平滑用コンデンサC1と、互いに磁気結合された第1のコイルL1と第2のコイルL2とを備えるトランスT1と、第1のスイッチング素子Q1と、ダイオードD1と、電流検出抵抗Rsとを含んで構成される。第1のコイルL1と第2のコイルL2とは、互いに逆向きに巻かれている。光源駆動装置1は更に、帰還回路2と、ツェナーダイオードZD1と、スイッチ回路3とを含んで構成される。光源駆動装置1は、バックコンバータ方式であり、入力電圧よりも低い平均出力電圧を生成する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Basic configuration of the first embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a light source driving device 1 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the light source driving device 1 includes a DC power source Vdc, an electrolytic capacitor C0, a light source 20, a smoothing capacitor C1 connected in parallel to the light source 20, and a first coil magnetically coupled to each other. A transformer T1 including L1 and a second coil L2, a first switching element Q1, a diode D1, and a current detection resistor Rs are included. The first coil L1 and the second coil L2 are wound in opposite directions. The light source driving device 1 further includes a feedback circuit 2, a Zener diode ZD 1, and a switch circuit 3. The light source driving device 1 is a buck converter system and generates an average output voltage lower than the input voltage.

電解コンデンサC0は、直流電源Vdcの正極と負極との間に接続される。電解コンデンサC0は、直流電源Vdcのスイッチングノイズを低減して、その電圧を安定化するものである。
光源20と平滑用コンデンサC1とは並列接続されて、その一端が直流電源Vdcの正極に接続され、その他端がトランスT1の第1のコイルL1に接続される。光源20は、直流電源Vdcの正極に接続され、直流電源Vdcの正極側から第1のコイルL1の方向に所定の定電流を通電することにより発光するLEDである。平滑用コンデンサC1は、光源20の両端電圧を平滑化するものである。
Electrolytic capacitor C0 is connected between the positive electrode and the negative electrode of DC power supply Vdc. The electrolytic capacitor C0 reduces the switching noise of the DC power supply Vdc and stabilizes the voltage.
The light source 20 and the smoothing capacitor C1 are connected in parallel, one end of which is connected to the positive electrode of the DC power supply Vdc, and the other end is connected to the first coil L1 of the transformer T1. The light source 20 is an LED that is connected to the positive electrode of the DC power supply Vdc and emits light when a predetermined constant current is passed in the direction of the first coil L1 from the positive electrode side of the DC power supply Vdc. The smoothing capacitor C1 smoothes the voltage across the light source 20.

トランスT1は、第1のコイルL1が直流電源Vdcから供給される電流によって励磁される。第1のコイルL1は、その一端が光源20と平滑用コンデンサC1の並列接続の他端に接続され、その他端が第1のスイッチング素子Q1のドレインに接続される。
第1のスイッチング素子Q1は、例えばFET(Field Effect Transistor)であり、ソースが電流検出抵抗Rsを介してグランドに接続され、ゲート(制御端子)がトランスT1の第2のコイルL2の一端に接続される。第1のスイッチング素子Q1は、トランスT1の第1のコイルL1に電流を流すか否かを切り替える。電流検出抵抗Rsは、光源20および第1のコイルL1に流れる電流を、電圧値として検出する。
ダイオードD1は、トランスT1の第1のコイルL1と第1のスイッチング素子Q1のドレインとの接続ノードから、直流電源Vdcの正極への方向に順方向接続されている。ダイオードD1は、第1のスイッチング素子Q1がオフのときに、トランスT1の第1のコイルL1に蓄積されたエネルギを回生した回生電流を流すものである。
The transformer T1 is excited by the current supplied from the DC power source Vdc to the first coil L1. One end of the first coil L1 is connected to the other end of the parallel connection of the light source 20 and the smoothing capacitor C1, and the other end is connected to the drain of the first switching element Q1.
The first switching element Q1 is, for example, an FET (Field Effect Transistor), the source is connected to the ground via the current detection resistor Rs, and the gate (control terminal) is connected to one end of the second coil L2 of the transformer T1. Is done. The first switching element Q1 switches whether or not to pass a current through the first coil L1 of the transformer T1. The current detection resistor Rs detects the current flowing through the light source 20 and the first coil L1 as a voltage value.
The diode D1 is forward-connected in the direction from the connection node between the first coil L1 of the transformer T1 and the drain of the first switching element Q1 to the positive electrode of the DC power supply Vdc. The diode D1 flows a regenerative current that regenerates energy accumulated in the first coil L1 of the transformer T1 when the first switching element Q1 is off.

帰還回路2は、抵抗素子R1とコンデンサC2とが直列接続されるバイアス設定回路と、トランスT1の第2のコイルL2とを含んで構成される。帰還回路2は、第1のスイッチング素子Q1がオンして直流電源Vdcから光源20・第1のコイルL1・第1のスイッチング素子Q1・電流検出抵抗Rsの経路で電流が流れている間、第2のコイルL2に誘起される正電圧を第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に帰還して、第1のスイッチング素子Q1のオン動作を持続させる。
抵抗素子R1とコンデンサC2との直列接続であるバイアス設定回路は、直流電源Vdcの正極と負極との間に接続される。第2のコイルL2の他端は、バイアス設定回路を構成する抵抗素子R1とコンデンサC2との接続ノードに接続され、更にツェナーダイオードZD1のカソードが接続されている。
ツェナーダイオードZD1は、第2のコイルL2の他端とグランドとの間に接続されている。ツェナーダイオードZD1は、直流電源Vdcがオフするとき、第1のスイッチング素子Q1のゲート電圧がゲートソース電圧を超えないようにクランプするものである。通常の動作状態において、ツェナーダイオードZD1に電流は流れない。電源電圧が、ゲートソース電圧よりも低い場合、このツェナーダイオードZD1は不要である。
The feedback circuit 2 includes a bias setting circuit in which a resistance element R1 and a capacitor C2 are connected in series, and a second coil L2 of the transformer T1. The feedback circuit 2 is configured so that the first switching element Q1 is turned on and the current flows from the DC power source Vdc through the path of the light source 20, the first coil L1, the first switching element Q1, and the current detection resistor Rs. The positive voltage induced in the second coil L2 is fed back to the gate (control terminal) of the first switching element Q1, and the ON operation of the first switching element Q1 is continued.
A bias setting circuit, which is a series connection of the resistor element R1 and the capacitor C2, is connected between the positive electrode and the negative electrode of the DC power supply Vdc. The other end of the second coil L2 is connected to a connection node between the resistor element R1 and the capacitor C2 constituting the bias setting circuit, and further, the cathode of the Zener diode ZD1 is connected.
The Zener diode ZD1 is connected between the other end of the second coil L2 and the ground. The Zener diode ZD1 clamps the gate voltage of the first switching element Q1 so as not to exceed the gate-source voltage when the DC power supply Vdc is turned off. In a normal operation state, no current flows through the Zener diode ZD1. When the power supply voltage is lower than the gate source voltage, the Zener diode ZD1 is not necessary.

第2のコイルL2の一端は、第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)と、スイッチ回路3とに接続されている。これにより、第1のスイッチング素子Q1と第1のコイルL1とによって自励発振を生じさせる正帰還ループが形成される。   One end of the second coil L2 is connected to the gate (control terminal) of the first switching element Q1 and the switch circuit 3. Thus, a positive feedback loop that causes self-excited oscillation is formed by the first switching element Q1 and the first coil L1.

スイッチ回路3は、基準電圧生成回路4と、コンパレータ5とを含んで構成されている。スイッチ回路3は、電流検出抵抗Rsで検出される電圧値が基準電圧生成回路4で決めた所定値を超えると第1のスイッチング素子Q1をオフさせる。   The switch circuit 3 includes a reference voltage generation circuit 4 and a comparator 5. The switch circuit 3 turns off the first switching element Q1 when the voltage value detected by the current detection resistor Rs exceeds a predetermined value determined by the reference voltage generation circuit 4.

基準電圧生成回路4は、電圧源Vccから供給される電圧をもとに基準電圧Vrefを生成するものである。なお、電圧源Vccは、光源駆動装置1内の電源回路として構成するか、または、外部の電圧源として構成し、その供給元の構成は特に限定しない。
コンパレータ5は、反転入力端子が電流検出抵抗Rsに接続され、非反転入力端子が基準電圧生成回路4に接続され、出力端子が第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に接続される。コンパレータ5は、基準電圧生成回路4から出力される基準電圧Vrefと、電流検出抵抗Rsにて検出される電流に基づく電圧値とを比較した比較信号を生成する。コンパレータ5は、この比較信号を第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に出力して、第1のスイッチング素子Q1のオン動作を制御する。そのため、光源駆動装置1は、周囲温度に影響されない安定した所定の定電流を光源20に流すことができる。
The reference voltage generation circuit 4 generates the reference voltage Vref based on the voltage supplied from the voltage source Vcc. The voltage source Vcc is configured as a power supply circuit in the light source driving device 1 or an external voltage source, and the configuration of the supply source is not particularly limited.
The comparator 5 has an inverting input terminal connected to the current detection resistor Rs, a non-inverting input terminal connected to the reference voltage generation circuit 4, and an output terminal connected to the gate (control terminal) of the first switching element Q1. The comparator 5 generates a comparison signal that compares the reference voltage Vref output from the reference voltage generation circuit 4 with the voltage value based on the current detected by the current detection resistor Rs. The comparator 5 outputs this comparison signal to the gate (control terminal) of the first switching element Q1, and controls the ON operation of the first switching element Q1. Therefore, the light source driving device 1 can flow a stable predetermined constant current that is not affected by the ambient temperature to the light source 20.

コンパレータ5を使用することにより、電流検出抵抗Rsで検出した電圧が基準電圧Vrefを超えたとき、速やかに第1のスイッチング素子Q1のゲート電圧をLowレベルとする比較信号を出力する。そのため、光源駆動装置1は、良好なラインレギュレーション(入力電圧に対する出力電流のレギュレーション)が得られる。
すなわち、応答性のよいコンパレータ5と、基準電圧生成回路4により、スイッチ回路3は、第1のスイッチング素子Q1のオンを、対環境(温度、電圧変動など)に対して安定に実行することができる。これにより、光源駆動装置1は、耐環境に対して安定した所定の定電流を光源20に流すことができる。
By using the comparator 5, when the voltage detected by the current detection resistor Rs exceeds the reference voltage Vref, a comparison signal for quickly setting the gate voltage of the first switching element Q1 to the Low level is output. Therefore, the light source driving device 1 can obtain good line regulation (regulation of output current with respect to input voltage).
That is, the switch circuit 3 can stably turn on the first switching element Q1 with respect to the environment (temperature, voltage fluctuation, etc.) by the comparator 5 having good response and the reference voltage generation circuit 4. it can. Thereby, the light source driving device 1 can flow a predetermined constant current that is stable against the environment resistance to the light source 20.

なお、コンパレータ5は、出力側に電流増幅用のPNP型トランジスタを付加したダーリントン接続としてもよい。これにより、第1のスイッチング素子Q1をオフするとき、第2のコイルL2に蓄積されたエネルギを放出して、第1のスイッチング素子Q1の制御端子をLowレベルに維持するためのシンク電流を更に大きくすることができる。言い換えれば、コンパレータ5は、トランスT1の第2のコイルL2に蓄積されるエネルギの放出能力を高めて、第1のスイッチング素子Q1のオフ動作を安定に制御可能である。   The comparator 5 may be a Darlington connection in which a PNP transistor for current amplification is added on the output side. Thus, when the first switching element Q1 is turned off, the energy accumulated in the second coil L2 is released, and a sink current for maintaining the control terminal of the first switching element Q1 at the low level is further increased. Can be bigger. In other words, the comparator 5 can stably control the off operation of the first switching element Q1 by increasing the discharge capability of the energy accumulated in the second coil L2 of the transformer T1.

以下、光源駆動装置1の動作を説明する。直流電源Vdcがオンすると、光源駆動装置1は、動作を開始する。
動作の初期状態において、バイアス設定回路により、起動電圧が抵抗素子R1と第2のコイルL2を介して第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に印加される。このとき光源20、トランスT1の第1のコイルL1、および電流検出抵抗Rsには電流は流れていないので、コンパレータ5の反転入力端子の電圧は、基準電圧Vref以下となる。これにより、第1のスイッチング素子Q1がオンし、光源20および第1のコイルL1には、オン電流が流れる。
Hereinafter, the operation of the light source driving device 1 will be described. When the DC power supply Vdc is turned on, the light source driving device 1 starts operation.
In the initial state of operation, the bias voltage is applied to the gate (control terminal) of the first switching element Q1 by the bias setting circuit via the resistance element R1 and the second coil L2. At this time, since no current flows through the light source 20, the first coil L1 of the transformer T1, and the current detection resistor Rs, the voltage at the inverting input terminal of the comparator 5 is equal to or lower than the reference voltage Vref. As a result, the first switching element Q1 is turned on, and an on-current flows through the light source 20 and the first coil L1.

光源20およびトランスT1の第1のコイルL1に流れるオン電流は、第1のスイッチング素子Q1のドレイン・ソースを介して電流検出抵抗Rsに流れる。第1のコイルL1に流れる電流により、トランスT1の第2のコイルL2には正の電圧が生じる。この正の電圧は、第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に帰還する。これにより、第1のスイッチング素子Q1はオンを持続する。電流検出抵抗Rsには、オン電流に応じた電圧が生じる。   The on-current that flows through the light source 20 and the first coil L1 of the transformer T1 flows through the current detection resistor Rs via the drain and source of the first switching element Q1. Due to the current flowing through the first coil L1, a positive voltage is generated in the second coil L2 of the transformer T1. This positive voltage is fed back to the gate (control terminal) of the first switching element Q1. As a result, the first switching element Q1 is kept on. A voltage corresponding to the on-current is generated in the current detection resistor Rs.

スイッチ回路3のコンパレータ5は、電流検出抵抗Rsで検出した電圧と基準電圧生成回路4の基準電圧Vrefとを比較する。電流検出抵抗Rsで検出した電圧が基準電圧Vrefを超えたときに、コンパレータ5は、第1のスイッチング素子Q1のゲートをLowレベルに設定する。これにより、第1のスイッチング素子Q1はオフする。第1のスイッチング素子Q1がオフすると、トランスT1の第1のコイルL1の回生電流がダイオードD1を介して光源20に流れる。   The comparator 5 of the switch circuit 3 compares the voltage detected by the current detection resistor Rs with the reference voltage Vref of the reference voltage generation circuit 4. When the voltage detected by the current detection resistor Rs exceeds the reference voltage Vref, the comparator 5 sets the gate of the first switching element Q1 to the low level. Thereby, the first switching element Q1 is turned off. When the first switching element Q1 is turned off, the regenerative current of the first coil L1 of the transformer T1 flows to the light source 20 via the diode D1.

光源20にトランスT1の第1のコイルL1の回生電流が流れている間、トランスT1の第2のコイルL2には負の電圧が生じる。この負の電圧は、第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に帰還し、第1のスイッチング素子Q1はオフを持続する。   While the regenerative current of the first coil L1 of the transformer T1 flows through the light source 20, a negative voltage is generated in the second coil L2 of the transformer T1. This negative voltage is fed back to the gate (control terminal) of the first switching element Q1, and the first switching element Q1 remains off.

トランスT1の第1のコイルL1の回生電流がゼロになったとき、トランスT1の第2のコイルL2に生じる負の電圧はゼロに減少する。これにより、バイアス設定回路による起動電圧が第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に印加され、第1のスイッチング素子Q1が再びオンする。
以上の第1のスイッチング素子Q1のオンオフの繰り返しにより、光源駆動装置1は、光源20に所定の定電流を流し、かつ自己共振(発振)動作を行うことができる。光源駆動装置1は、共振型(臨界動作)の駆動回路であり、トランスT1の第1のコイルL1の回生電流がゼロとなったとき、第1のスイッチング素子Q1がオフからオンになる。
When the regenerative current of the first coil L1 of the transformer T1 becomes zero, the negative voltage generated in the second coil L2 of the transformer T1 decreases to zero. Thereby, the starting voltage by the bias setting circuit is applied to the gate (control terminal) of the first switching element Q1, and the first switching element Q1 is turned on again.
By repeating ON / OFF of the first switching element Q1 as described above, the light source driving device 1 can cause a predetermined constant current to flow through the light source 20 and perform a self-resonant (oscillation) operation. The light source driving device 1 is a resonance type (critical operation) driving circuit, and when the regenerative current of the first coil L1 of the transformer T1 becomes zero, the first switching element Q1 is turned on from off.

第1実施形態の光源駆動装置1は、少ない部品による回路構成で、ゼロカレントスイッチの共振自励発振型の駆動装置が実現できる。ここでゼロカレントスイッチとは、トランスT1のゼロ電流で第1のスイッチング素子Q1をオンすることである。そのため、光源駆動装置1は、第1のスイッチング素子Q1のスイッチングロスを少なくして、高い効率を得ることができる。その結果、光源駆動装置1は、放熱用のヒートシンクが不要となり、コスト低減および回路の小型化が可能となる。   The light source driving device 1 of the first embodiment can realize a resonance current self-oscillation type driving device of a zero current switch with a circuit configuration with few parts. Here, the zero current switch is to turn on the first switching element Q1 with the zero current of the transformer T1. Therefore, the light source driving device 1 can obtain high efficiency by reducing the switching loss of the first switching element Q1. As a result, the light source driving device 1 does not require a heat sink for heat dissipation, and the cost can be reduced and the circuit can be downsized.

(第1実施形態の第1応用例)
図2は、第1応用例における光源駆動装置1aの回路構成を示すブロック図である。
図2に示すように、第1応用例の光源駆動装置1aは、基本構成の光源駆動装置1に対して、微分回路6と、調光設定回路7とを含んで構成されるスロースタート回路が付加されている。このスロースタート回路は、光源駆動装置1aの直流電源Vdcをオンしたときに、光源20に流れる電流を徐々に増加させて、光源20の光量を徐々に増加させるものである。これにより、光源20の急激な光量変化を防ぎ、人間が目の眩みを起こさないように配慮できる。
(First application example of the first embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the light source driving device 1a in the first application example.
As shown in FIG. 2, the light source driving device 1a of the first application example is different from the light source driving device 1 having the basic configuration in that a slow start circuit including a differentiation circuit 6 and a dimming setting circuit 7 is provided. It has been added. This slow start circuit gradually increases the amount of light from the light source 20 by gradually increasing the current flowing through the light source 20 when the DC power source Vdc of the light source driving device 1a is turned on. Thereby, it is possible to prevent a sudden change in the amount of light of the light source 20 and prevent human beings from being dazzled.

微分回路6は、コンデンサC3と抵抗素子R2との直列回路であり、直流電源Vdcの正極と負極との間に接続される。直流電源Vdcの正極には、コンデンサC3の一端が接続され、コンデンサC3の他端は抵抗素子R2を介して直流電源Vdcの負極に接続される。コンデンサC3の他端と抵抗素子R2の接続ノードは、後記する調光設定回路7に接続される。微分回路6は、直流電源Vdcが印加する入力電圧を微分した微分電圧Vaを出力するものである。   The differentiation circuit 6 is a series circuit of a capacitor C3 and a resistance element R2, and is connected between the positive electrode and the negative electrode of the DC power supply Vdc. One end of the capacitor C3 is connected to the positive electrode of the DC power supply Vdc, and the other end of the capacitor C3 is connected to the negative electrode of the DC power supply Vdc via the resistance element R2. A connection node between the other end of the capacitor C3 and the resistance element R2 is connected to a dimming setting circuit 7 described later. The differentiating circuit 6 outputs a differentiated voltage Va obtained by differentiating the input voltage applied by the DC power supply Vdc.

調光設定回路7は、抵抗素子R3,R4を備えている。抵抗素子R4は、電流検出抵抗Rsとコンパレータ5の反転入力端子との間に接続される。抵抗素子R3は、微分回路6のコンデンサC3の他端と、コンパレータ5の反転入力端子との間に接続される。調光設定回路7は、微分回路6から出力される微分電圧Vaを、電流検出抵抗Rsにより検出した電圧に重畳するものである。   The dimming setting circuit 7 includes resistance elements R3 and R4. The resistor element R4 is connected between the current detection resistor Rs and the inverting input terminal of the comparator 5. The resistance element R3 is connected between the other end of the capacitor C3 of the differentiation circuit 6 and the inverting input terminal of the comparator 5. The dimming setting circuit 7 superimposes the differential voltage Va output from the differentiation circuit 6 on the voltage detected by the current detection resistor Rs.

図3(a)〜(e)は、第1実施形態の第1応用例における光源駆動装置1aのスロースタート動作を説明するタイムチャートである。各図の横軸は、共通する時間を示し、適宜図2の符号を参照している。
図3(a)は、直流電源Vdcが印加する入力電圧Vi(電源電圧)のタイムチャートである。図3(b)は、微分回路6から出力される微分電圧Vaのタイムチャートである。図3(c)は、コンパレータ5の反転入力端子に印加される調光電圧Vbのタイムチャートである。
図3(d)は、光源20に流れる出力電流Ioのタイムチャートである。
図3(e)は、図3(b)に示す調光電圧VbのタイムチャートのA部の部分拡大図である。
3A to 3E are time charts illustrating a slow start operation of the light source driving device 1a in the first application example of the first embodiment. The horizontal axis of each figure shows the common time, and the reference numerals in FIG. 2 are referred to as appropriate.
FIG. 3A is a time chart of the input voltage Vi (power supply voltage) applied by the DC power supply Vdc. FIG. 3B is a time chart of the differential voltage Va output from the differentiating circuit 6. FIG. 3C is a time chart of the dimming voltage Vb applied to the inverting input terminal of the comparator 5.
FIG. 3D is a time chart of the output current Io flowing through the light source 20.
FIG. 3E is a partially enlarged view of part A of the time chart of the dimming voltage Vb shown in FIG.

時刻t0において、直流電源Vdcがオンして、図3(a)に示す入力電圧Viが光源駆動装置1aの各部に印加される。このとき、バイアス設定回路である抵抗素子R1とコンデンサC2の直列接続により、第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に起動電圧が印加され、第1のスイッチング素子Q1はオン動作可能な待機状態となる。
微分電圧Vaは、調光設定回路7の抵抗素子R3,R4を介してコンパレータ5の反転入力端子に調光電圧Vbとして印加される。
図3(b)に示す微分電圧Vaは、コンデンサC3と抵抗素子R2の接続ノードに生じる電圧であり、直流電源Vdcがオンした直後には直流電源Vdcの印加電圧と等しくなり、時間の経過と共に次第に下降する。微分電圧Vaは、微分回路6から出力され、調光設定回路7の抵抗素子R3を介してコンパレータ5の反転入力端子に調光電圧Vbとして印加される。
図3(c)に示す調光電圧Vbは、微分回路6から出力される微分電圧Vaと電流検出抵抗Rsにより検出した電圧とが重畳される。時刻t0から時刻t1までの間、調光電圧Vbは、基準電圧Vrefよりも高い。
時刻t1以降、調光電圧Vbが基準電圧Vrefよりも低くなると、コンパレータ5の出力電圧はHighレベルとなり、第1のスイッチング素子Q1がオンを開始する。微分電圧Vaの低下に伴い、電流検出抵抗Rsの検出電圧の寄与分が増大する。これによって、図3(d)に示すように出力電流Ioが次第に増大する。
図3(e)は、図3(c)のA部の拡大図である。調光電圧Vbが基準電圧Vrefよりも低くなると、第1のスイッチング素子Q1のオンオフにより、基準電圧Vrefをピークとする三角波が発生する。調光電圧Vbが次第に低下して、この三角波の振幅が次第に増大すると共に、図3(d)に示す出力電流Ioの大きさは、次第に増大する。
以上の動作により、入力電圧Viの投入時にスロースタート起動が可能となる。
このように、第1応用例の光源駆動装置1aは、少ない部品構成でスロースタートを実現できるので、照明装置におけるフェードイン点灯機能が低コストで可能となる。
At time t0, the DC power supply Vdc is turned on, and the input voltage Vi shown in FIG. 3A is applied to each part of the light source driving device 1a. At this time, the start-up voltage is applied to the gate (control terminal) of the first switching element Q1 by the series connection of the resistor element R1 and the capacitor C2, which is a bias setting circuit, so that the first switching element Q1 can be turned on. It becomes a state.
The differential voltage Va is applied as a dimming voltage Vb to the inverting input terminal of the comparator 5 via the resistance elements R3 and R4 of the dimming setting circuit 7.
The differential voltage Va shown in FIG. 3B is a voltage generated at the connection node between the capacitor C3 and the resistance element R2, and immediately after the DC power supply Vdc is turned on, it becomes equal to the applied voltage of the DC power supply Vdc. Gradually descend. The differential voltage Va is output from the differentiating circuit 6 and applied as a dimming voltage Vb to the inverting input terminal of the comparator 5 through the resistance element R3 of the dimming setting circuit 7.
In the dimming voltage Vb shown in FIG. 3C, the differential voltage Va output from the differentiation circuit 6 and the voltage detected by the current detection resistor Rs are superimposed. From time t0 to time t1, the dimming voltage Vb is higher than the reference voltage Vref.
After time t1, when the dimming voltage Vb becomes lower than the reference voltage Vref, the output voltage of the comparator 5 becomes a high level, and the first switching element Q1 starts to turn on. As the differential voltage Va decreases, the contribution of the detection voltage of the current detection resistor Rs increases. As a result, the output current Io gradually increases as shown in FIG.
FIG.3 (e) is an enlarged view of the A section of FIG.3 (c). When the dimming voltage Vb becomes lower than the reference voltage Vref, a triangular wave having a peak at the reference voltage Vref is generated by turning on and off the first switching element Q1. The dimming voltage Vb gradually decreases, the amplitude of the triangular wave gradually increases, and the magnitude of the output current Io shown in FIG. 3D gradually increases.
With the above operation, the slow start can be activated when the input voltage Vi is applied.
Thus, since the light source drive device 1a of the first application example can realize a slow start with a small number of components, a fade-in lighting function in the lighting device can be realized at low cost.

(第1実施形態の第2応用例)
図4は、第2応用例における光源駆動装置1bの回路構成を示すブロック図である。
図4に示すように、第2応用例の光源駆動装置1bは、基本構成の光源駆動装置1に対して、調光設定回路7をさらに備える。
調光設定回路7は、抵抗素子R3,R4を備えている。抵抗素子R4は、電流検出抵抗Rsとコンパレータ5の反転入力端子との間に接続される。抵抗素子R3は、コンパレータ5の反転入力端子とDC調光信号Sdcの入力端子の間に接続される。調光設定回路7は、外部から入力されるDC調光信号Sdcを、電流検出抵抗Rsにより検出した電圧に重畳し、DC調光信号Sdcに応じた光源20のDC調光制御を行うものである。
第2応用例において、電流検出抵抗Rsはグランドに接地されている。そのため、安価な構成でDC調光が可能となる。
(Second application example of the first embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of the light source driving device 1b in the second application example.
As shown in FIG. 4, the light source driving device 1 b of the second application example further includes a dimming setting circuit 7 with respect to the light source driving device 1 of the basic configuration.
The dimming setting circuit 7 includes resistance elements R3 and R4. The resistor element R4 is connected between the current detection resistor Rs and the inverting input terminal of the comparator 5. The resistance element R3 is connected between the inverting input terminal of the comparator 5 and the input terminal of the DC dimming signal Sdc. The dimming setting circuit 7 performs DC dimming control of the light source 20 in accordance with the DC dimming signal Sdc by superimposing a DC dimming signal Sdc input from the outside on the voltage detected by the current detection resistor Rs. is there.
In the second application example, the current detection resistor Rs is grounded. Therefore, DC dimming is possible with an inexpensive configuration.

(第1実施形態の第3応用例)
図5は、第3応用例における光源駆動装置1cの回路構成を示すブロック図である。
図5に示すように、第3応用例の光源駆動装置1cは、基本構成の光源駆動装置1に対して、第2のスイッチング素子Q2を更に備える。
第2のスイッチング素子Q2は、例えばNPN型トランジスタであり、エミッタがグランドに接続され、コレクタがコンパレータ5の出力端子と第1のスイッチング素子Q1のゲートの接続ノードに接続され、ベースに信号Spが入力されている。第2のスイッチング素子Q2は、外部から入力される信号Spに応じて、光源20のPWM(Pulse Width Modulation)調光またはオン/オフ動作を制御するものである。
例えば外部から入力される信号SpがPWM信号の場合、このPWM信号のデューティに応じて、光源20を調光制御することができる。また、信号Spがオン/オフ信号(Lowレベル/Highレベル信号)の場合、光源20のオン/オフを制御することができる。
光源駆動装置1cは、ロウサイドスイッチ型のため、安価な回路構成で、PWM調光またはオン/オフの制御が可能となる。
(Third application example of the first embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing a circuit configuration of the light source driving device 1c in the third application example.
As shown in FIG. 5, the light source drive device 1c of the third application example further includes a second switching element Q2 with respect to the light source drive device 1 having the basic configuration.
The second switching element Q2 is, for example, an NPN transistor, the emitter is connected to the ground, the collector is connected to the connection node between the output terminal of the comparator 5 and the gate of the first switching element Q1, and the signal Sp is applied to the base. Have been entered. The second switching element Q2 controls PWM (Pulse Width Modulation) dimming or on / off operation of the light source 20 according to a signal Sp input from the outside.
For example, when the signal Sp input from the outside is a PWM signal, the light source 20 can be dimmed and controlled according to the duty of the PWM signal. Further, when the signal Sp is an on / off signal (low level / high level signal), the light source 20 can be controlled to be turned on / off.
Since the light source driving device 1c is a low-side switch type, PWM dimming or on / off control can be performed with an inexpensive circuit configuration.

(第2実施形態の基本構成)
図6は、第2実施形態における光源駆動装置1dの構成を示すブロック図である。
図6に示すように、第2実施形態の光源駆動装置1dは、第1実施形態の光源駆動装置1に対して、スイッチ回路3aの構成が異なる。
第2実施形態のスイッチ回路3aは、ダーリントン接続された2個のスイッチング素子Q3,Q4と、サーミスタTHとを備えている。スイッチング素子Q3は、例えばNPN型トランジスタである。スイッチング素子Q4は、例えばPNP型トランジスタである。
スイッチング素子Q3のベースは、電流検出抵抗Rsに接続され、更にサーミスタTHを介してグランドに接続される。すなわち、スイッチング素子Q3のベースは、電流検出抵抗RsとサーミスタTHの並列接続の一端に接続される。
(Basic configuration of the second embodiment)
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the light source driving device 1d according to the second embodiment.
As shown in FIG. 6, the light source driving device 1d of the second embodiment is different from the light source driving device 1 of the first embodiment in the configuration of the switch circuit 3a.
The switch circuit 3a of the second embodiment includes two switching elements Q3 and Q4 that are Darlington-connected and a thermistor TH. The switching element Q3 is, for example, an NPN transistor. The switching element Q4 is, for example, a PNP transistor.
The base of the switching element Q3 is connected to the current detection resistor Rs and further connected to the ground via the thermistor TH. That is, the base of the switching element Q3 is connected to one end of the parallel connection of the current detection resistor Rs and the thermistor TH.

サーミスタTHは、温度の上昇に対して抵抗が減少するNTC(negative temperature coefficient)サーミスタである。サーミスタTHは、電流検出抵抗Rsと並列に接続されている。電流検出抵抗RsとサーミスタTHの並列接続は、環境温度が上昇した際に自身のインピーダンスを減少させる。
スイッチング素子Q3のベース−エミッタ間電圧は、約−2[mV/℃]の温度特性を持っている。電流検出抵抗RsとサーミスタTHの並列接続は、環境温度の上昇に伴うベース−エミッタ間電圧の減少に併せて、自身のインピーダンスを減少させる。すなわち、サーミスタTHは、スイッチング素子Q3の温度特性を補償し、スイッチ回路3aのオンの温度特性を均一にする。
これにより、スイッチ回路3aは、周囲温度に影響されずに光源20に流れる電流を、安定に制御できる。このように、光源駆動装置1dは、温度特性が良好なスイッチ回路3aを備えているため、対環境に対して光源20の光量を安定に制御することができる。
The thermistor TH is an NTC (negative temperature coefficient) thermistor whose resistance decreases with increasing temperature. The thermistor TH is connected in parallel with the current detection resistor Rs. The parallel connection of the current detection resistor Rs and the thermistor TH reduces its own impedance when the environmental temperature rises.
The base-emitter voltage of the switching element Q3 has a temperature characteristic of about −2 [mV / ° C.]. The parallel connection of the current detection resistor Rs and the thermistor TH reduces its own impedance as the base-emitter voltage decreases as the environmental temperature increases. In other words, the thermistor TH compensates for the temperature characteristic of the switching element Q3, and makes the on-temperature characteristic of the switch circuit 3a uniform.
Thereby, the switch circuit 3a can control stably the electric current which flows into the light source 20 without being influenced by ambient temperature. Thus, since the light source driving device 1d includes the switch circuit 3a having a good temperature characteristic, the light amount of the light source 20 can be stably controlled with respect to the environment.

スイッチング素子Q3のエミッタは接地されている。スイッチング素子Q3のコレクタは、スイッチング素子Q4のベースに接続されている。スイッチング素子Q4のコレクタは接地されており、スイッチング素子Q4のエミッタは、第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に接続されている。これにより、スイッチング素子Q3,Q4は、大きな電流増幅率hfeとすることができる。
このように、電流増幅率hfeの大きなダーリントン回路のスイッチ回路3aを用いることにより、第1のスイッチング素子Q1をオフするとき、第2のコイルL2に蓄積されたエネルギを放出し、第1のスイッチング素子Q1の制御端子をLowレベルに維持するためのシンク電流を充分に大きくすることができる。言い換えれば、トランスT1の第2のコイルL2に蓄積されるエネルギの放出能力が高いため、第1のスイッチング素子Q1のオフ動作を安定に制御できる。
The emitter of the switching element Q3 is grounded. The collector of the switching element Q3 is connected to the base of the switching element Q4. The collector of the switching element Q4 is grounded, and the emitter of the switching element Q4 is connected to the gate (control terminal) of the first switching element Q1. Thereby, switching elements Q3 and Q4 can have a large current amplification factor hfe.
In this way, by using the switch circuit 3a of the Darlington circuit having a large current amplification factor hfe, when the first switching element Q1 is turned off, the energy accumulated in the second coil L2 is released and the first switching is performed. The sink current for maintaining the control terminal of the element Q1 at the low level can be sufficiently increased. In other words, since the ability to discharge the energy stored in the second coil L2 of the transformer T1 is high, the off operation of the first switching element Q1 can be stably controlled.

以下、光源駆動装置1dの動作を説明する。直流電源Vdcがオンすると、光源駆動装置1dは、動作を開始する。
動作の初期状態において、バイアス設定回路により、起動電圧が抵抗素子R1と第2のコイルL2を介して第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に印加される。このとき光源20および電流検出抵抗Rsには電流は流れていないので、スイッチ回路3aのスイッチング素子Q3のベース(制御端子)に印加される電圧は、ベース−エミッタ間電圧(例えば、0.6V)未満である。よって、ダーリントン接続されたスイッチング素子Q3,Q4は、オフする。すなわち、スイッチ回路3aはオフする。これにより、第1のスイッチング素子Q1がオンし、光源20には、オン電流が流れる。
Hereinafter, the operation of the light source driving device 1d will be described. When the DC power supply Vdc is turned on, the light source driving device 1d starts operation.
In the initial state of operation, the bias voltage is applied to the gate (control terminal) of the first switching element Q1 by the bias setting circuit via the resistance element R1 and the second coil L2. At this time, since no current flows through the light source 20 and the current detection resistor Rs, the voltage applied to the base (control terminal) of the switching element Q3 of the switch circuit 3a is the base-emitter voltage (for example, 0.6 V). Is less than. Accordingly, the Darlington-connected switching elements Q3 and Q4 are turned off. That is, the switch circuit 3a is turned off. As a result, the first switching element Q1 is turned on, and an on-current flows through the light source 20.

光源20に流れるオン電流は、トランスT1の第1のコイルL1から第1のスイッチング素子Q1のドレイン・ソースを介して電流検出抵抗Rsに流れる。トランスT1の第1のコイルL1に流れる電流により、トランスT1の第2のコイルL2には正の電圧が生じる。この正の電圧は、第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に帰還する。これにより、第1のスイッチング素子Q1はオンを持続する。電流検出抵抗Rsには、オン電流に応じた電圧が生じる。   The on-current that flows through the light source 20 flows from the first coil L1 of the transformer T1 to the current detection resistor Rs via the drain and source of the first switching element Q1. Due to the current flowing in the first coil L1 of the transformer T1, a positive voltage is generated in the second coil L2 of the transformer T1. This positive voltage is fed back to the gate (control terminal) of the first switching element Q1. As a result, the first switching element Q1 is kept on. A voltage corresponding to the on-current is generated in the current detection resistor Rs.

スイッチ回路3aのスイッチング素子Q3は、電流検出抵抗Rsで検出した電圧がベース−エミッタ間電圧を超えたときにオンし、スイッチング素子Q4もオンする。これにより、スイッチ回路3aはオンして、第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)をLowレベルに設定する。これにより、第1のスイッチング素子Q1はオフする。
第1のスイッチング素子Q1がオフすると、トランスT1の第1のコイルL1の回生電流がダイオードD1を介して光源20に流れる。
The switching element Q3 of the switch circuit 3a is turned on when the voltage detected by the current detection resistor Rs exceeds the base-emitter voltage, and the switching element Q4 is also turned on. As a result, the switch circuit 3a is turned on to set the gate (control terminal) of the first switching element Q1 to the Low level. Thereby, the first switching element Q1 is turned off.
When the first switching element Q1 is turned off, the regenerative current of the first coil L1 of the transformer T1 flows to the light source 20 via the diode D1.

光源20にトランスT1の第1のコイルL1の回生電流が流れている間、トランスT1の第2のコイルL2には負の電圧が生じる。この負の電圧は、第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に帰還し、第1のスイッチング素子Q1はオフを持続する。   While the regenerative current of the first coil L1 of the transformer T1 flows through the light source 20, a negative voltage is generated in the second coil L2 of the transformer T1. This negative voltage is fed back to the gate (control terminal) of the first switching element Q1, and the first switching element Q1 remains off.

トランスT1の第1のコイルL1の回生電流がゼロになったとき、トランスT1の第2のコイルL2の負の帰還電圧がゼロに減少する。この結果、バイアス設定回路により、起動電圧が抵抗素子R1と第2のコイルL2を介して第1のスイッチング素子Q1のゲート(制御端子)に印加され、第1のスイッチング素子Q1がオンする。
以上の第1のスイッチング素子Q1のオンオフの繰り返しにより、光源駆動装置1dは、光源20に所定の定電流を流し、かつ自己共振(発振)動作を行うことができる。
When the regenerative current of the first coil L1 of the transformer T1 becomes zero, the negative feedback voltage of the second coil L2 of the transformer T1 decreases to zero. As a result, the bias setting circuit applies a starting voltage to the gate (control terminal) of the first switching element Q1 via the resistance element R1 and the second coil L2, and the first switching element Q1 is turned on.
By repeating the on / off of the first switching element Q1 as described above, the light source driving device 1d can cause a predetermined constant current to flow through the light source 20 and perform a self-resonant (oscillation) operation.

第2実施形態の光源駆動装置1dも、第1実施形態と同様に、共振型(臨界動作)の駆動回路であり、トランスT1の第1のコイルL1側の回生電流がゼロになったとき、第1のスイッチング素子Q1がオフからオンになる。
その他、第1実施形態と同様な効果を有している。
Similarly to the first embodiment, the light source drive device 1d of the second embodiment is a resonance type (critical operation) drive circuit, and when the regenerative current on the first coil L1 side of the transformer T1 becomes zero, The first switching element Q1 is turned on from off.
In addition, it has the same effect as the first embodiment.

(第2実施形態の各応用例)
図7は、第2実施形態の第1応用例における光源駆動装置1eの回路構成を示すブロック図である。
図7に示すように、第2実施形態の第1応用例の光源駆動装置1eは、第1実施形態の第1応用例の光源駆動装置1a(図2参照)と同様に、微分回路6と調光設定回路7とを含むスロースタート回路を備え、第1実施形態の第1応用例と同様な効果を有する。
(Each application example of the second embodiment)
FIG. 7 is a block diagram showing a circuit configuration of the light source driving device 1e in the first application example of the second embodiment.
As shown in FIG. 7, the light source driving device 1e of the first application example of the second embodiment is similar to the light source driving device 1a (see FIG. 2) of the first application example of the first embodiment. A slow start circuit including a dimming setting circuit 7 is provided, and the same effect as that of the first application example of the first embodiment is obtained.

図8は、第2実施形態の第2応用例における光源駆動装置1fの回路構成を示すブロック図である。
図8に示すように、第2実施形態の第2応用例の光源駆動装置1fは、第1実施形態の第2応用例の光源駆動装置1b(図4参照)と同様に、調光設定回路7を備え、第1実施形態の第2応用例と同様な効果を有する。
FIG. 8 is a block diagram showing a circuit configuration of the light source driving device 1f in the second application example of the second embodiment.
As shown in FIG. 8, the light source driving device 1f of the second application example of the second embodiment is similar to the light source driving device 1b (see FIG. 4) of the second application example of the first embodiment. 7 and has the same effect as the second application example of the first embodiment.

図9は、第2実施形態の第3応用例における光源駆動装置1gの回路構成を示すブロック図である。
図9に示すように、第2実施形態の第3応用例の光源駆動装置1gは、第1実施形態の第3応用例の光源駆動装置1c(図5参照)と同様に、第2のスイッチング素子Q2を備え、第1実施形態の第3応用例と同様な効果を有する。
FIG. 9 is a block diagram showing a circuit configuration of the light source driving device 1g in the third application example of the second embodiment.
As shown in FIG. 9, the light source driving device 1g of the third application example of the second embodiment is similar to the light source driving device 1c (see FIG. 5) of the third application example of the first embodiment. The element Q2 is provided and has the same effect as the third application example of the first embodiment.

(第3実施形態の基本構成)
図10は、第3実施形態における光源駆動装置1hの構成を示すブロック図である。
図10に示すように、第3実施形態の光源駆動装置1hは、バックブーストコンバータ方式であり、正の入力電圧から負の出力電圧を生成するものである。
光源20と平滑用コンデンサC1とは並列接続されて、その一端が直流電源Vdcの正極に接続され、その他端がダイオードD2のカソードに接続されている。ダイオードD2のアノードは、トランスT1の第1のコイルL1に接続される。光源20は、ダイオードD2が流す回生電流により発光するものである。光源20は、ダイオードD2のカソードから直流電源Vdcの正極の方向に所定の定電流を通電して発光する。
それ以外は、第1実施形態の光源駆動装置1(図1参照)と同様に構成されており、第1実施形態の光源駆動装置1と同様の効果を有する。
(Basic configuration of the third embodiment)
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a light source driving device 1h according to the third embodiment.
As shown in FIG. 10, the light source driving device 1 h according to the third embodiment is a buck-boost converter system, and generates a negative output voltage from a positive input voltage.
The light source 20 and the smoothing capacitor C1 are connected in parallel, one end of which is connected to the positive electrode of the DC power supply Vdc, and the other end is connected to the cathode of the diode D2. The anode of the diode D2 is connected to the first coil L1 of the transformer T1. The light source 20 emits light by the regenerative current that the diode D2 flows. The light source 20 emits light by applying a predetermined constant current in the direction from the cathode of the diode D2 to the positive electrode of the DC power supply Vdc.
Other than that, it is comprised similarly to the light source drive device 1 (refer FIG. 1) of 1st Embodiment, and has the same effect as the light source drive device 1 of 1st Embodiment.

(第4実施形態の基本構成)
図11は、第4実施形態における光源駆動装置1iの構成を示すブロック図である。
図11に示すように、第4実施形態の光源駆動装置1iは、フライバックコンバータ方式(絶縁タイプ)であり、トランスの励磁インダクタに蓄積する磁気エネルギを積極的に利用するものである。
第4実施形態の光源駆動装置1iは、トランスT1の代わりにトランスT2を備え、更にダイオードD3,D4を備えている。
(Basic configuration of the fourth embodiment)
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a light source driving device 1i according to the fourth embodiment.
As shown in FIG. 11, the light source driving device 1 i of the fourth embodiment is a flyback converter system (insulation type), and actively uses magnetic energy accumulated in the excitation inductor of the transformer.
The light source driving device 1i of the fourth embodiment includes a transformer T2 instead of the transformer T1, and further includes diodes D3 and D4.

トランスT2は、磁気結合された第1のコイルL1、第2のコイルL2、第3のコイルL3とを備えている。第1のコイルL1と第2のコイルL2とは、逆向きに巻かれている。第1のコイルL1と第3のコイルL3とは、同じ向きに巻かれている。トランスT2は、第1のコイルL1が直流電源Vdcから供給される電流によって励磁される。第1のコイルL1は、その一端が直流電源VdcとダイオードD3のカソードに接続され、その他端が第1のスイッチング素子Q1のドレインとダイオードD3のアノードに接続される。ダイオードD3は、第1実施形態のダイオードD1と同様に、第1のコイルL1が蓄えたエネルギを回生電流として流すものである。   The transformer T2 includes a first coil L1, a second coil L2, and a third coil L3 that are magnetically coupled. The first coil L1 and the second coil L2 are wound in opposite directions. The first coil L1 and the third coil L3 are wound in the same direction. The transformer T2 is excited by the current supplied to the first coil L1 from the DC power supply Vdc. The first coil L1 has one end connected to the DC power supply Vdc and the cathode of the diode D3, and the other end connected to the drain of the first switching element Q1 and the anode of the diode D3. The diode D3 flows the energy stored in the first coil L1 as a regenerative current, like the diode D1 of the first embodiment.

第2のコイルL2は、第1実施形態と同様に接続される。第3のコイルL3は、その一端がダイオードD4のアノードに接続され、その他端が光源20と平滑用コンデンサC1の並列接続の一端に接続される。ダイオードD4のカソードは、光源20と平滑用コンデンサC1の並列接続の他端に接続される。これにより、トランスT2は、直流電源Vdcと光源20との間を絶縁することができる。
それ以外は、第1実施形態の光源駆動装置1(図1参照)と同様に構成されており、第1実施形態の光源駆動装置1と同様の効果を有する。
The second coil L2 is connected similarly to the first embodiment. The third coil L3 has one end connected to the anode of the diode D4 and the other end connected to one end of the parallel connection of the light source 20 and the smoothing capacitor C1. The cathode of the diode D4 is connected to the other end of the parallel connection of the light source 20 and the smoothing capacitor C1. Thereby, the transformer T2 can insulate between the DC power supply Vdc and the light source 20.
Other than that, it is comprised similarly to the light source drive device 1 (refer FIG. 1) of 1st Embodiment, and has the same effect as the light source drive device 1 of 1st Embodiment.

(変形例)
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の(a)〜(e)のようなものがある。
(a) 光源20は、直流電源Vdcに接続され、流れる電流に応じて発光する素子であればよく、例えば有機EL(Organic Electro-Luminescence)素子または無機EL(Inorganic Electro-Luminescence)素子であってもよい。
(b) 第3実施形態の光源駆動装置1hは、第1実施形態の第1応用例ないし第3応用例の構成のいずれかを備えてもよい。同様に第4実施形態の光源駆動装置1iは、第1実施形態の第1応用例ないし第3応用例の構成のいずれかを備えてもよい。
(c) 第2実施形態の光源駆動装置1d(図6参照)は、バックブーストコンバータ方式やフライバックコンバータ方式の構成を備えてもよい。
(c) 第2実施形態のスイッチ回路3aが備えるスイッチング素子の個数は、2個に限定されず、それ以上の個数であってもよい。
(d) 第1のスイッチング素子Q1は、FETに限定されず、バイポーラトランジスタなどであってもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified without departing from the spirit of the present invention. For example, there are the following (a) to (e).
(A) The light source 20 may be an element that is connected to the DC power supply Vdc and emits light in response to a flowing current. For example, the light source 20 is an organic EL (Organic Electro-Luminescence) element or an inorganic EL (Inorganic Electro-Luminescence) element. Also good.
(B) The light source drive device 1h of the third embodiment may include any one of the configurations of the first to third application examples of the first embodiment. Similarly, the light source driving device 1i of the fourth embodiment may include any one of the configurations of the first application example to the third application example of the first embodiment.
(C) The light source driving device 1d (see FIG. 6) of the second embodiment may have a configuration of a buck-boost converter system or a flyback converter system.
(C) The number of switching elements provided in the switch circuit 3a of the second embodiment is not limited to two, and may be more than that.
(D) The first switching element Q1 is not limited to the FET, and may be a bipolar transistor or the like.

1,1a〜1i 光源駆動装置
2 帰還回路
3,3a スイッチ回路
4 基準電圧生成回路
5 コンパレータ
6 微分回路
7 調光設定回路
20 光源
C0 電解コンデンサ
C1 平滑用コンデンサ
C2,C3 コンデンサ
D1〜D4 ダイオード
Io 出力電流
L1 第1のコイル
L2 第2のコイル
L3 第3のコイル
Q1 第1のスイッチング素子
Q2 第2のスイッチング素子
Q3,Q4 スイッチング素子
R1〜R4 抵抗素子
Rs 電流検出抵抗
Sdc DC調光信号
Sp 信号
T1,T2 トランス
TH サーミスタ
ZD1 ツェナーダイオード
Vdc 直流電源
Vcc 電圧源
Vref 基準電圧
Vi 入力電圧 (電源電圧)
Va 微分電圧
Vb 調光電圧
1, 1a to 1i Light source driving device 2 Feedback circuit 3, 3a Switch circuit 4 Reference voltage generation circuit 5 Comparator 6 Differentiation circuit 7 Dimming setting circuit 20 Light source C0 Electrolytic capacitor C1 Smoothing capacitor C2, C3 Capacitor D1 to D4 Diode Io Output Current L1 First coil L2 Second coil L3 Third coil Q1 First switching element Q2 Second switching elements Q3 and Q4 Switching elements R1 to R4 Resistance element Rs Current detection resistance Sdc DC dimming signal Sp signal T1 , T2 transformer TH thermistor ZD1 Zener diode Vdc DC power supply Vcc voltage source Vref reference voltage Vi input voltage (power supply voltage)
Va differential voltage Vb dimming voltage

Claims (6)

直流電源と、
前記直流電源に接続され、流れる電流に応じて発光する光源と、
前記光源に並列に接続された平滑用コンデンサと、
磁気結合された第1のコイルと第2のコイルとを含み、前記直流電源から供給される電流によって励磁されるトランスと、
前記第1のコイルに電流を流すか否かを切り替える第1のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子がオフのときに前記第1のコイルに蓄積されたエネルギを回生するダイオードと、
前記第2のコイルに誘起される正の電圧を前記第1のスイッチング素子の制御端子に帰還する帰還回路と、
前記第1のコイルに流れる電流を電圧値として検出する電流検出抵抗と、
前記電流検出抵抗で検出される前記電圧値が所定値を超えたならば前記第1のスイッチング素子をオフし、オンの温度特性を均一にするスイッチ回路と、
を備えることを特徴とする光源駆動装置。
DC power supply,
A light source connected to the DC power source and emitting light according to a flowing current;
A smoothing capacitor connected in parallel to the light source;
A transformer including a first coil and a second coil that are magnetically coupled and excited by a current supplied from the DC power supply;
A first switching element for switching whether or not to pass a current through the first coil;
A diode for regenerating energy stored in the first coil when the first switching element is off;
A feedback circuit that feeds back a positive voltage induced in the second coil to a control terminal of the first switching element;
A current detection resistor for detecting a current flowing through the first coil as a voltage value;
A switch circuit that turns off the first switching element if the voltage value detected by the current detection resistor exceeds a predetermined value, and makes the temperature characteristics of the switch uniform;
A light source driving device comprising:
前記スイッチ回路は、
基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
該基準電圧生成回路から出力される前記基準電圧と前記電流検出抵抗で検出される前記電圧値とを比較した比較信号を生成し、当該比較信号を前記第1のスイッチング素子の制御端子に出力するコンパレータと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の光源駆動装置。
The switch circuit is
A reference voltage generation circuit for generating a reference voltage;
A comparison signal is generated by comparing the reference voltage output from the reference voltage generation circuit with the voltage value detected by the current detection resistor, and the comparison signal is output to the control terminal of the first switching element. A comparator,
The light source driving device according to claim 1, comprising:
前記スイッチ回路は、
前記電流検出抵抗で検出される前記電圧値を入力し、前記電圧値の大きさに応じて前記第1のスイッチング素子のオン動作を制御する信号を前記第1のスイッチング素子の制御端子に出力する、ダーリントン接続された複数のスイッチング素子と、
前記電流検出抵抗にて検出される電流の入力端とグランドとの間に接続されるサーミスタと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の光源駆動装置。
The switch circuit is
The voltage value detected by the current detection resistor is input, and a signal for controlling the ON operation of the first switching element according to the magnitude of the voltage value is output to the control terminal of the first switching element. A plurality of Darlington-connected switching elements;
A thermistor connected between the input terminal of the current detected by the current detection resistor and the ground;
The light source driving device according to claim 1, comprising:
前記直流電源の正極と負極との間に接続される微分回路と、
該微分回路、前記スイッチ回路の入力端、および、前記電流検出抵抗に接続されて、前記微分回路から出力される微分電圧を前記電流検出抵抗に印加する調光設定回路と、
を含むスロースタート回路をさらに備え、
当該スロースタート回路は、前記直流電源が電力の供給を開始した直後に前記光源に流れる電流を徐々に増加させる、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の光源駆動装置。
A differential circuit connected between a positive electrode and a negative electrode of the DC power supply;
A dimming setting circuit connected to the differential circuit, the input terminal of the switch circuit, and the current detection resistor, and applying a differential voltage output from the differentiation circuit to the current detection resistor;
Further comprising a slow start circuit including
The slow start circuit gradually increases the current flowing through the light source immediately after the DC power supply starts supplying power.
The light source driving device according to claim 1, wherein the light source driving device is a light source driving device.
前記電流検出抵抗および前記スイッチ回路の入力端に接続され、外部から入力される信号に応じて、前記光源のDC調光制御を行う調光設定回路をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の光源駆動装置。
A dimming setting circuit that is connected to the input terminals of the current detection resistor and the switch circuit and that performs DC dimming control of the light source according to a signal input from the outside;
The light source driving device according to claim 1, wherein the light source driving device is a light source driving device.
前記第1のスイッチング素子の制御端子とGNDとの間に接続され、外部から入力される信号に応じて、前記光源のPWM調光制御またはオン/オフ制御を行う第2のスイッチング素子をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の光源駆動装置。
A second switching element connected between the control terminal of the first switching element and GND, and performing PWM dimming control or on / off control of the light source in accordance with an externally input signal; ,
The light source driving device according to claim 1, wherein the light source driving device is a light source driving device.
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