JP4818738B2

JP4818738B2 - 発光ダイオード駆動装置

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Publication number: JP4818738B2
Application number: JP2006012603A
Authority: JP
Inventors: 崇國松; 竜太郎荒川; 佳明八谷; 穣福井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: CN101005722A; US7638954B2; JP2007194478A; US20070170874A1

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）駆動装置に関する。特にＬＥＤ照明装置に関する。

近年、発光ダイオードを駆動するための発光ダイオード駆動装置が開発され、実用化されている。図１３を用いて、特許文献１の従来の発光ダイオード駆動回路について説明する。従来の発光ダイオード駆動回路は、発光ダイオード１０２と、発光ダイオード１０２に直列接続されたコイル１０３と、発光ダイオード１０２とコイル１０３に対して並列に接続されたダイオード１０４を有する。ダイオード１０４は、コイル１０３に生じた逆起電力を発光ダイオード１０２に供給するために設けられる。

さらに、発光ダイオード１０２、コイル１０３、およびダイオード１０４にパルス電圧を印加する直流電源１０１が設けられる。発光ダイオード１０２と直流電源１０１との間には、直流電源１０１の出力電圧の印加／非印加を切り替えるスイッチング素子１０５が接続される。スイッチング素子１０５は、例えばスイッチング・トランジスタと発振器で構成される。また、ダイオード１０４は、逆バイアスが印加されるように、カソード側が直流電源１０１の正極側に接続される。

従来の発光ダイオード駆動回路は、スイッチング素子１０５がオンのときに、直流電源１０１の出力電圧を発光ダイオード１０２に印加して、発光ダイオード１０２を発光させ、スイッチング素子１０５がオフのとき、コイル１０３の逆起電力を利用して、発光ダイオード１０２を発光させる。
特開２００１−８４４３号公報

上記のように構成された従来の発光ダイオード駆動装置には、以下の問題がある。発光ダイオード１０２は容量性の負荷である。また市販されている発光ダイオードは、静電気による破壊を防ぐために、発光素子にコンデンサやツェナーダイオードが静電保護素子として並列接続されていることが多い。そのため、スイッチング素子１０５がオンして電流遮断期間から電流流通期間に移行し、コイル１０３の低電位側端子Ｐ２の電位変動が大きくなったときに、発光ダイオード１０２の寄生容量や、静電保護素子として並列接続されているコンデンサやツェナーダイオードの寄生容量に、瞬間的に大きな電流が流れる。このため、瞬時的に発光ダイオード１０２の順方向電圧が低くなる。発光ダイオード１０２の両端電圧が変動することにより、発光ダイオードはノイズ発生源となる。この現象は、スイッチング素子１０５がオンする度に発生するため、直流電源１０１に伝達される雑音端子電圧が増大する。また、発光ダイオード１０２の順方向電圧が低くなると、寄生容量に電流が流れ、発光ダイオード１０２に流れる電流が小さくなり、十分な発光輝度が得られない。

本発明は、上記問題に鑑み、簡易な構成で雑音端子電圧を低減できる発光ダイオード駆動装置を提供する。

本発明は、少なくとも１つの発光ダイオードと、チョークコイルと、前記発光ダイオードへの電流の印加/非印加を切り換えるスイッチング素子と前記スイッチング素子のオン/オフのタイミングを制御して前記発光ダイオードに流れる電流を制御する制御回路ブロックとを備えたスイッチング駆動回路と、を有し、前記発光ダイオードと前記スイッチング駆動回路との間に前記チョークコイルを接続することを特徴とする発光ダイオード駆動装置である。

上記の発光ダイオード駆動装置は、チョークコイルに発生する逆起電力を発光ダイオードに供給する整流ダイオードを更に有する。

上記のように構成された本発明の発光ダイオード駆動装置によれば、スイッチング素子がオンして電流遮断期間から電流流通期間に移行したときの、チョークコイルと発光ダイオードとの接続点の電位変動は小さい。そのため、発光ダイオードの寄生容量に電流が流れない。また、発光ダイオードの発光素子に、静電保護素子としてコンデンサやツェナーダイオードが並列接続されている場合であっても、コンデンサやツェナーダイオードの寄生容量にも電流が流れない。発光ダイオードの両端電圧は安定し、発光ダイオードの順方向電圧が瞬時的に低下することは無くなる。その結果、発光ダイオードから発生するノイズが減少し、電圧源に伝達される雑音端子電圧を低減できる。さらに、発光ダイオードの寄生容量に流れる電流を大幅に減少できることにより、電力変換効率の高い発光ダイオード駆動装置を実現できる。

上記の発光ダイオード駆動装置において、前記発光ダイオードは、アノード端子を電圧源に接続され、前記チョークコイルは、一端を前記発光ダイオードのカソード端子に接続され、前記整流ダイオードは前記発光ダイオードのアノード端子と前記チョークコイルの他端とに接続され、前記スイッチング駆動回路は、前記チョークコイルの他端と基準電位との間に接続されても良い。

また、上記の発光ダイオード駆動装置において、前記発光ダイオードは、カソード端子を基準電位に接続され、前記チョークコイルは、一端を前記発光ダイオードのアノード端子に接続され、前記整流ダイオードは前記発光ダイオードのカソード端子と前記チョークコイルの他端とに接続され、前記スイッチング駆動回路は、電圧源と前記チョークコイルの他端との間に接続されても良い。発光ダイオードのカソード端子が基準電位に固定されることにより、アノード端子には発光ダイオードの順方向電圧以上の電圧は印加されないため、発光ダイオードの取り外しや取替え時に安全に作業することができる。

前記発光ダイオードを静電気破壊から保護する素子を、前記発光ダイオードと並列に前記発光ダイオードの両端子に接続しても良い。静電気破壊から保護する素子を取り付けることにより、静電気やサージ電圧に対して発光ダイオードを損傷させることなく、雑音端子電圧を低減できる発光ダイオード駆動装置を実現できる。また静電破壊保護回路が挿入されている発光ダイオード製品を使用してもよい。発光ダイオードの両端電圧はスイッチ素子がオフからオンに切り替わる瞬間に変動しないため、雑音端子電圧を低減できる。

前記発光ダイオードは、発光素子とコンデンサが並列接続されて構成されても良い。前記発光ダイオードは、発光素子と、前記発光素子のアノード端子とカソード端子との間に逆並列接続されたツェナーダイオードとで構成されても良い。電圧源が交流電圧を出力する交流電源の場合は、前記交流電圧を整流する整流回路を更に有しても良い。

前記制御回路ブロックは、前記整流回路に一端を接続された定電流源と、前記定電流源の他端に接続され、前記定電流源の出力電圧が所定値以上であれば起動信号を出力し、前記定電流源の出力電圧が所定値以下であれば停止信号を出力するレギュレータと、前記スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記発光ダイオードに流れる電流が一定になるように、前記電流検出回路の出力信号に基づいて前記スイッチング素子を所定の発振周波数で断続的にオン／オフ制御する制御回路と、前記レギュレータからの起動信号及び停止信号に基づいて、前記制御回路の起動と停止を制御する起動／停止回路と、を有しても良い。

前記レギュレータに一端を接続され、他端を前記整流回路の基準電位又は前記ダイオードのカソード端子と前記チョークコイルの接続点に接続されたコンデンサを更に有しても良い。

レギュレータを有することにより、制御回路の動作中の基準電圧を一定に保つことができ、スイッチング素子の安定した制御を実現できる。

また基準電圧が所定値よりも小さい間、制御回路はスイッチング素子のオン／オフ制御を実施しない。基準電圧が所定値に達してから制御回路が動作を開始するように制御するため、制御回路は安定した動作をすることが出来る。

前記制御回路ブロックは、前記整流回路から出力された電圧を検出し、検出した電圧を所定値と比較することにより、前記発光ダイオードの発光または消光を制御する発光信号又は消光信号を前記起動／停止回路に出力する入力電圧検出回路を更に有し、前記起動／停止回路は、前記レギュレータが停止信号を出力している場合は前記停止信号を前記制御回路に出力し、前記レギュレータが起動信号を出力している場合は、前記入力電圧検出回路の発光信号又は消光信号を前記制御回路に出力しても良い。
前記入力電圧検出回路は、前記整流回路の出力電圧が直接又は前記整流回路と前記入力電圧検出回路の間に挿入された抵抗を介して印加される、直列に接続された複数の抵抗と、前記複数の抵抗によって分圧された直流電圧をプラス入力端子に入力され、基準となる入力基準電圧をマイナス入力端子に入力されるコンパレータと、を有しても良い。以上のような構成にすることにより、交流電源の周波数の倍周期中（一般商用電源を使用した場合は１００Ｈｚ／１２０Ｈｚ）で、発光ダイオードを発光させる期間と消光させる期間を正確に規定できる。また、整流回路と入力電圧検出回路の間に挿入された抵抗の抵抗値を変更することにより、整流回路の出力する電圧の変化に対して、スイッチング素子のオン／オフ制御が可能となる電圧レベルを任意に設定できる。これにより安全で複雑な光度調整が可能な、電力変換効率の高い発光ダイオード駆動装置を実現できる。

前記入力電圧検出回路は、前記整流回路の出力電圧が直接又は前記整流回路と前記入力電圧検出回路の間に挿入された抵抗を介して印加され、第１の分圧電圧及び前記第１の分圧電圧よりも低い第２の分圧電圧を出力する複数の抵抗と、前記第１の分圧電圧をプラス入力端子に入力し、基準となる入力基準電圧をマイナス入力端子に入力するコンパレータと、前記第２の分圧電圧をマイナス入力端子に入力し、前記入力基準電圧をプラス入力端子に入力するコンパレータと、前記第１及び第２のコンパレータの出力信号を入力するＡＮＤ回路と、を有しても良い。以上のような構成にすることにより、整流回路の出力する電圧の変化に対して、スイッチング素子のオン／オフ制御が可能となる電圧レベルの上限値と下限値を正確に設定できる。また、整流回路と入力電圧検出回路の間に挿入された抵抗の抵抗値を変更することにより、整流回路の出力する電圧の変化に対して、スイッチング素子のオン／オフ制御が可能となる電圧レベルの上限値と下限値を任意に設定できる。また抵抗に高抵抗を使用することにより、入力電圧検出回路の抵抗による電力損失を少なくすることができる。

前記電流検出回路は、前記スイッチング素子のオン電圧を基準となる検出基準電圧と比較することにより前記スイッチング素子に流れる電流を検出しても良い。これにより、電力損失を低減して、スイッチング素子の電流、すなわち発光ダイオードに流れる電流のピーク値を検出することができる。電力変換効率の高い発光ダイオード駆動用半導体回路を実現できる。

前記スイッチング駆動回路は、前記チョークコイルと前記スイッチング素子との接続点に一端を接続され、前記制御回路から前記スイッチング素子と同一の制御をされてスイッチング動作し、前記スイッチング素子に流れる電流よりも小さく、且つ前記スイッチング素子に流れる電流に対して一定の電流比の電流が流れる他のスイッチング素子と、前記他のスイッチング素子の他端と基準電位との間に直列接続された抵抗と、を更に有し、前記電流検出回路は、前記抵抗の両端電圧を基準となる検出基準電圧と比較することにより前記スイッチング素子の電流を検出しても良い。

この発明によれば、抵抗により直接大電流を検出しないため、電力損失を低減して、スイッチング素子の電流すなわち発光ダイオードに流れる電流のピーク値を検出できる。電力変換効率の高い発光ダイオード駆動用半導体回路を実現できる。

前記電流検出回路に接続された外部検出端子を更に有し、前記外部検出端子に入力される前記検出基準電圧の値を変えることにより、前記スイッチング素子の断続的なオンオフ制御におけるオン期間を変えて、前記発光ダイオードに流れる定電流レベルを調整しても良い。これにより、調光機能を有する、電力変換効率の高い発光ダイオード駆動装置を実現できる。

前記検出基準電圧を入力される外部検出端子と前記電流検出回路との間にソフトスタート回路を接続し、前記ソフトスタート回路は、前記起動／停止回路から発光信号を入力すると、前記検出基準電圧を一定値に至るまで徐々に増加するように出力しても良い。これにより、起動時に発生する突入電流を防止でき、且つ発光ダイオードの光度を徐々に高くすることができる。

本発明によれば、雑音端子電圧を低減する発光ダイオード駆動装置を実現できるという有利な効果が得られる。
また、本発明によれば、入力電圧の変動に影響されずに、定電流駆動が可能な発光ダイオード駆動装置を実現できる。
さらに、本発明によれば、調光制御が可能な、高電力変換効率の発光ダイオード駆動装置を実現できる。

以下本発明の実施をするための最良の形態を具体的に示した実施形態について、図面を参照して説明する。

《第１の実施形態》
図１から図４を用いて、本発明の第１の実施形態の発光ダイオード駆動装置について説明する。図１に、第１の実施形態の発光ダイオード駆動装置を示す。第１の実施形態の発光ダイオード駆動装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）２と、発光ダイオード２のカソード端子に一端を接続されたチョークコイル３、及びアノード端子をチョークコイル３の他端に接続され、カソード端子を直流電源１の高電位端子と発光ダイオード２のアノード端子とに接続された整流ダイオード４を有する。整流ダイオード４は、チョークコイル３に発生する逆起電力を発光ダイオード２に供給する。発光ダイオード２のアノード端子は、電圧源である直流電源１の高電位端子に接続される。発光ダイオード２は、複数個の発光ダイオードが直列接続された発光ダイオード群である。しかし、発光ダイオード２の数は図１に限定されず、１個以上の発光ダイオードであれば良い。

発光ダイオード駆動装置は、発光ダイオードに流れる電流を制御するスイッチング駆動回路５をさらに有する。スイッチング駆動回路５は、チョークコイル３に一端を接続され、他端を直流電源１の低電位端子に接続されて、直流電源１の出力電圧の印加／非印加を切り替えるスイッチング素子６、及びスイッチング素子６の制御端子に接続して、スイッチング素子６のオン／オフのタイミングを制御する制御回路ブロック７を有する。制御回路ブロック７は、所定の発振周波数で断続的にスイッチング素子６のオン／オフを制御する。

本実施形態の発光ダイオード駆動装置は、従来と異なり、チョークコイル３を発光ダイオード２とスイッチング駆動回路５との間に接続している。

次に、本実施形態の発光ダイオード駆動装置の動作を、図２を参照して説明する。図２は、上から、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮの波形、スイッチング素子６の高電位側端子と基準電位との間の電圧Ｖ_Ｄの波形、スイッチング素子６に流れる電流Ｉ_Ｄの波形、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの波形、発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤの波形（すなわち発光ダイオード２のアノード端子とカソード端子の電圧差波形）をそれぞれ表している。

制御回路ブロック７で決定された所望のタイミングに基づいてスイッチング素子６がオフからオンに移行すると、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮは発光ダイオード２及びチョークコイル３に印加され、スイッチング素子６の電圧Ｖ_Ｄはスイッチング素子６のオン電圧Ｖｏｎまで低下する。すなわち、チョークコイル３とスイッチング素子６の接続点Ｌ１の電圧は、スイッチング素子６のオン電圧Ｖｏｎまで急に低下する。

スイッチング素子６がオンの間、発光ダイオード２→チョークコイル３→スイッチング素子６の経路に電流が流れ、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの波形は、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮとチョークコイル３のインダクタンス値Ｌで決定される、時間と共に増加する傾きを持った電流波形となる。

発光ダイオード２のアノード端子には、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮが常時印加されている。発光ダイオード２のカソード端子の電圧（接続点Ｌ２の電圧）は、スイッチング素子のオン／オフに関わらず、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮから発光ダイオード２に電流Ｉ_ＬＥＤが流れることにより発生する電位差（発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤ）分だけ降下した電圧（Ｖ_ＩＮ−Ｖ_ＬＥＤ）になる。よって、スイッチング素子６がオンした瞬間に、発光ダイオード２の両端子電位は大きく変動しない。

発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤは、スイッチング素子６がオンのとき、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの増加に伴い緩やかに増加する。そのため、発光ダイオード２の両端子間電位差は緩やかに広がる。

次にスイッチング素子６がオフすると、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮの印加が遮断されるため、チョークコイル３に逆起電力が発生する。チョークコイル３の逆起電力により、チョークコイル３→整流ダイオード４→発光ダイオード２→チョークコイル３の経路に電流が流れる。発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの波形は、整流ダイオード４の順方向電圧Ｖ_Ｆと発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤの合計電圧（Ｖ_Ｆ＋Ｖ_ＬＥＤ）とチョークコイル３のインダクタンス値Ｌで決定される、時間と共に減少する傾きをもった電流波形となる。

スイッチング素子６がオフの間、チョークコイルの両端子間電位差は発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤと整流ダイオード４の順方向電圧Ｖ_Ｆの合計値（Ｖ_ＬＥＤ+Ｖ_Ｆ）となる。発光ダイオード２とチョークコイル３との接続点Ｌ２の電圧は、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮから発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤだけ低下した電圧（Ｖ_ＩＮ−Ｖ_ＬＥＤ）で固定されているため、チョークコイル３とスイッチング素子６の接続点Ｌ１の電圧は、発光ダイオード２とチョークコイル３の接続点Ｌ２の電圧（Ｖ_ＩＮ−Ｖ_ＬＥＤ）にチョークコイル３の両端子に発生する電位差分（Ｖ_ＬＥＤ+Ｖ_Ｆ）を足した電圧（Ｖ_ＩＮ+Ｖ_Ｆ）まで瞬時に上昇する。

一方、発光ダイオード２とチョークコイル３との接続点Ｌ２の電圧は、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮから発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤだけ低下した電圧（Ｖ_ＩＮ−Ｖ_ＬＥＤ）で固定されているため、スイッチング素子６がオフした瞬間、発光ダイオード２の両端子電位は大きく変動しない。

スイッチング素子６がオフの間、順方向電圧Ｖ_ＬＥＤは発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの減少に伴い緩やかに減少するため、発光ダイオード２の両端子間電位差は緩やかに狭まる。

上記のように、スイッチング素子６がオン・オフを切り替えたとき、チョークコイル３とスイッチング素子６の接続点Ｌ１の電圧は大きく変動するが、発光ダイオード２とチョークコイル３の接続点Ｌ２の電圧は、大きく変動しない。

本実施形態の発光ダイオード駆動装置のスイッチング素子６がオフ→オン→オフした際の各部の電圧波形を図３（ａ）に示す。本実施形態と比較するため、図３（ｂ）に、図１３に示されるような従来の発光ダイオード駆動装置のスイッチング素子１０５がオフ→オン→オフした際の各部の電圧波形を示す。図３（ａ）及び図３（ｂ）の縦軸は、スイッチング素子の両端子間電圧Ｖ_Ｄの波形、発光ダイオードに流れる電流Ｉ_ＬＥＤの波形、発光ダイオードの両端子間電圧Ｖ_ＬＥＤの波形を示している。スイッチング素子の両端子間電圧Ｖ_Ｄの波形の表示は２０Ｖ／ｄｉｖ、発光ダイオードに流れる電流Ｉ_ＬＥＤの波形の表示は１００ｍＡ／ｄｉｖ、発光ダイオードの両端子間電圧Ｖ_ＬＥＤの波形の表示は５Ｖ／ｄｉｖである。横軸は時間を示し、４００ｎｓ／ｄｉｖである。

図３（ａ）より明らかなように、本実施形態による発光ダイオード駆動装置はスイッチング素子６がオン／オフした瞬間に、発光ダイオード２の両端子間電圧Ｖ_ＬＥＤは変動しない。一方、図３（ｂ）より明らかなように、従来の発光ダイオード駆動装置はスイッチング素子がオンした瞬間に発光ダイオードの両端子間電圧Ｖ_ＬＥＤは約９Ｖから約６Ｖに急峻に変動している。また、従来の発光ダイオード駆動装置はスイッチング素子がオフした瞬間に発光ダイオードの両端子間電圧Ｖ_ＬＥＤは約８Ｖから約１１Ｖに急峻に変動している。

本実施形態のようにスイッチング素子６と発光ダイオード２との間にチョークコイル３を接続すれば、スイッチング素子６がオン／オフを切り替えたときにチョークコイル３とスイッチング素子６の接続点Ｌ１の電位が大きく変動しても、発光ダイオード２の両端子間電位は大きく変動しない。そのため、発光ダイオードの寄生容量に大きな電流が充電されることは無い。

図４（ａ）に、本実施形態の発光ダイオード駆動装置が発生する雑音端子電圧波形を示す。本実施形態と比較するため、図４（ｂ）に、図１３に示されるような従来の発光ダイオード駆動装置が発生する雑音端子電圧波形を示す。図４（ａ）及び図４（ｂ）の横軸はノイズ周波数を示し、縦軸は雑音端子電圧を示す。図４（ａ）及び図４（ｂ）から明らかなように、本実施形態は、従来と比較して、１ＭＨｚ以上の周波数領域におけるノイズレベルが顕著に低減している。

本実施形態のようにスイッチング素子６と発光ダイオード２との間にチョークコイル３を接続すれば、スイッチング素子６がオン／オフを切り替えたときに、発光ダイオード２の両端子間電位は大きく変動しない。そのため、発光ダイオード６がノイズ源にならず、直流電源１に伝達される雑音端子電圧を低減することができる。

なお、発光ダイオード２を静電気破壊から保護する素子を、発光ダイオード２と並列に発光ダイオードの両端子に接続しても良い。例えば、静電破壊防止用として、発光ダイオード２と並列にコンデンサを接続しても良いし、発光ダイオード２と逆並列にツェナーダイオードを接続しても良い。又は、予めコンデンサやツェナーダイオードなどの静電破壊防止素子が発光素子と共に挿入されている発光ダイオード製品を使用しても良い。このような場合であっても、本実施形態と同様の効果が得られる。

なお本実施形態の図１においては、電圧源としての直流電源１を使用したが、これに限定されるものではなく、交流電源と交流電圧を整流する整流回路を使用してもよい。また整流回路の高電位側と低電位側に平滑コンデンサを接続しても良い。以降に示す実施の形態においても同様である。

《第２の実施形態》
図５及び図６を用いて、本発明の第２の実施形態の発光ダイオード駆動装置について説明する。図５に、第２の実施形態の発光ダイオード駆動装置を示す。第２の実施形態の発光ダイオード駆動装置に含まれる構成要素は、第１の実施形態の発光ダイオード駆動装置に含まれる構成要素と同一であるが、各構成要素の接続関係が以下のように異なる。

本実施形態のスイッチング駆動回路５のスイッチング素子６は、一端を直流電源１の高電位側端子に接続され、他端をチョークコイル３の一端に接続される。チョークコイル３の他端は発光ダイオード２のアノード端子に接続される。整流ダイオード４は、カソード端子をスイッチング素子６とチョークコイル３との間に接続され、アノード端子を発光ダイオード２のカソード端子に接続される。発光ダイオード２のカソード端子と整流ダイオード４のアノード端子は、直流電源１の低電位側端子に接続される。

次に、本実施形態の発光ダイオード駆動装置の動作を図６を参照して説明する。図６は、上から、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮの波形、スイッチング素子６の低電位側端子と基準電位端子間の電圧Ｖ_Ｓの波形、スイッチング素子６に流れる電流Ｉ_Ｄの波形、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの波形、発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤの波形（すなわちアノード端子とカソード端子の電圧差波形）をそれぞれ表している。

制御回路ブロック７で決定された所望のタイミングに基づいてスイッチング素子６がオンすると、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮがチョークコイル３及び発光ダイオード２に印加される。スイッチング素子６の低電位側端子と基準電位間の電圧Ｖ_Ｓの波形は、スイッチング素子６のオン電圧Ｖｏｎ分だけ低下した電圧（Ｖ_ＩＮ−Ｖｏｎ）になる。スイッチング素子６→チョークコイル３→発光ダイオード２の経路に電流が流れ、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの波形は、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮとチョークコイル３のインダクタンス値Ｌで決定される、時間と共に増加する傾きを持った波形となる。

スイッチング素子６がオフすると、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮの印加が遮断されるため、チョークコイル３に逆起電力が発生する。この逆起電力によりチョークコイル３→発光ダイオード２→整流ダイオード４→チョークコイル３の経路に電流が流れる。発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの波形は、整流ダイオード４の順方向電圧Ｖ_Ｆと発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤの合計電圧（Ｖ_Ｆ＋Ｖ_ＬＥＤ）とチョークコイル３のインダクタンス値Ｌで決定される、時間と共に減少する傾きをもった波形となる。

発光ダイオード２のカソード端子は直流電源１の低電位側端子に接続されており、常に基準電位である。

スイッチング素子６がオンすると、スイッチング素子６とチョークコイル３の接続点Ｌ１の電圧は直流電源の出力電圧Ｖ_ＩＮからスイッチング素子６のオン電圧Ｖｏｎ分低下した電圧（Ｖ_ＩＮ−Ｖｏｎ）まで上昇する。

一方、チョークコイル３と発光ダイオード２の接続点Ｌ２の電圧は、スイッチング素子６がオフしている間に、チョークコイル３の逆起電力によって発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤにより発生している電位差（発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤ）で固定されている。そのため、スイッチング素子６がオンした瞬間に発光ダイオード２の両端子間の電位が大きく変動することはない。スイッチング素子６がオンの間、発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤは、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの増加に伴い緩やかに増加するため、発光ダイオード２の両端子間電位差は緩やかに広がる。

スイッチング素子６がオフすると、チョークコイル３に発生する逆起電力によってチョークコイル３の両端子間電位差は、発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤと整流ダイオード４の順方向電圧Ｖ_Ｆの合計値（Ｖ_ＬＥＤ＋Ｖ_Ｆ）となる。チョークコイル３と発光ダイオード２の接続点Ｌ２の電圧は、直流電源１の基準電位から発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤだけ高い電圧（Ｖ_ＬＥＤ）で固定されているため、スイッチング素子６とチョークコイル３の接続点Ｌ１の電圧は、接続点Ｌ２の電圧（Ｖ_ＬＥＤ）からチョークコイル３の両端子に発生する電位差分（Ｖ_ＬＥＤ＋Ｖ_Ｆ）を引いた電圧（−Ｖ_Ｆ）まで瞬時に降下する。

しかし、接続点Ｌ２の電圧は、直流電源１の基準電位から発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤだけ高い電圧（Ｖ_ＬＥＤ）で固定されているため、スイッチング素子６がオフした瞬間に発光ダイオード２の両端子電位は大きく変動しない。スイッチング素子６がオフの間、発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤは、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの減少に伴い緩やかに減少するため、発光ダイオード２の両端子間電位差は緩やかに狭まる。

このように、スイッチング素子６のオン／オフが切り替わるとき、スイッチング素子６の低電位側端子と基準電位間の電圧Ｖ_Ｓが大きく変動しても、発光ダイオード２の両端子間電位Ｖ_ＬＥＤは大きく変動しないため、発光ダイオードの寄生容量に大きな電流は充電されない。発光ダイオード６がノイズ源となることはなく、直流電源１に伝達される雑音端子電圧を低減することができる。

また、本実施形態では、発光ダイオード２がスイッチング駆動回路５の低電位側と直流電源１の基準電位との間に接続されているため、発光ダイオード２のカソード端子の電圧は基準電位に固定される。発光ダイオード２のアノード端子には、発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤ以上の電圧が印加されないため、発光ダイオードの取り外し、取替え時に安全に作業することができる。

なお、静電破壊防止用としてコンデンサを発光ダイオード２と並列に接続した場合や、発光ダイオード２と逆並列にツェナーダイオードを接続した場合、又は予めコンデンサやツェナーダイオードなどの静電破壊防止素子が挿入されている発光ダイオード製品を使用した場合にも本実施形態と同様の効果が得られる。

《第３の実施形態》
図７及び図８を用いて、本発明の第３の実施形態の発光ダイオード駆動装置について説明する。図７に、第３の実施形態の発光ダイオード駆動装置を示す。第３の実施形態は、第１の実施形態の制御回路ブロック７の一例を具体的に示すものである。

また、第３の実施形態における電圧源は第１の実施形態と異なり、交流電圧を発生する交流電源８を用い、交流電源８に整流回路９が接続される。整流回路９は、本実施形態において全波整流回路であり、全波整流した直流電圧Ｖ_ＩＮを出力する。整流回路９の高電位側は、発光ダイオード２のアノード端子と整流ダイオード４のカソード端子に接続され、整流回路９の低電位側はスイッチング駆動回路５の低電位側端子ＧＮＤ−ＳＲＣＥに接続される。

本実施形態のスイッチング駆動回路５は、入力端子ＩＮ、高電位側端子ＤＲＮ、低電位側端子ＧＮＤ−ＳＲＣＥ、及び基準電圧端子ＶＣＣを有する。入力端子ＩＮは、整流回路９の高電位側に接続され、直流電圧Ｖ_ＩＮを印加される。高電位側端子ＤＲＮは、チョークコイル３と整流ダイオード４のアノード端子の接続点に接続される。低電位側端子ＧＮＤ−ＳＲＣＥは、制御回路ブロック７のグランド端子ＧＮＤと接続されてグランド電位（基準電位）となる。本実施形態の発光ダイオード駆動装置において、基準電圧端子ＶＣＣと低電位側端子ＧＮＤ−ＳＲＣＥとの間にコンデンサ１０が接続される。

スイッチング駆動回路５は、スイッチング素子６と制御回路ブロック７とを有する。スイッチング素子６は、高電位側端子ＤＲＮと低電位側端子ＧＮＤ−ＳＲＣＥとの間に接続される。スイッチング素子６の制御端子は、制御回路ブロック７の出力端子ＧＡＴＥに接続される。

本実施形態の制御回路ブロック７は、直流電圧Ｖ_ＩＮを入力し一定の基準電圧Ｖ_ＣＣをし出力するための定電流源１４及びレギュレータ１９、スイッチング素子６に流れる電流を検出する電流検出回路１２、基準電圧Ｖ_ＣＣを印加されて駆動し、電流検出回路１２の出力に基づいてスイッチング素子６のオン／オフを制御する制御回路７０、並びに、直流電圧Ｖ_ＩＮに基づいて制御回路７０の動作を制限する入力電圧検出回路１８及び起動／停止回路１１、を有する。制御回路ブロック７は、さらにスイッチング駆動回路５の入力端子ＩＮに接続された入力端子ＶＪを有する。

定電流源１４は入力端子ＶＪとレギュレータ１９の一端との間に接続される。なお、定電流源１４に接続される入力端子ＶＪは、スイッチング駆動回路５の入力端子ＩＮの代わりに高電位側端子ＤＲＮに接続されても良い。定電流源１４は電圧Ｖ_Ｊをレギュレータ１９に出力する。

レギュレータ１９の他端は基準電圧端子ＶＣＣに接続され、基準電圧端子ＶＣＣに基準電圧Ｖｃｃを出力する。レギュレータ１９は、電圧Ｖ_Ｊを所定の電圧値である起動電圧（図８の起動電圧Ｖ_ＣＣ０）と比較して、電圧Ｖ_Ｊが起動電圧より小さければ電圧Ｖ_Ｊをそのまま基準電圧Ｖｃｃとして出力し、電圧Ｖ_Ｊが起動電圧Ｖ_ＣＣ０以上であれば一定の電圧値Ｖ_ＣＣ０の基準電圧Ｖｃｃを出力する。基準電圧Ｖｃｃはコンデンサ１４に蓄積される。制御回路ブロック７の内部回路は、基準電圧Ｖｃｃが電圧値Ｖ_ＣＣ０に達すると動作を開始する。

さらに、レギュレータ１９は電圧Ｖ_Ｊが起動電圧Ｖ_ＣＣ０よりも小さければ、停止信号であるロウ（Ｌ）信号を起動／停止回路１１に出力し、起動／停止回路１１がスイッチング素子６のオン／オフ制御を開始しないように制御する。また、レギュレータ１９は電圧Ｖ_Ｊが起動電圧Ｖ_ＣＣ０以上であれば、起動信号であるハイ（Ｈ）信号を起動／停止回路１１に出力し、起動／停止回路１１がスイッチング素子６のオン／オフ制御を開始するように制御する。

制御回路ブロック７は、さらにグランド電位となるグランド端子ＧＮＤを有する。グランド端子ＧＮＤは、スイッチング駆動回路５の低電位側端子ＧＮＤ−ＳＲＣＥに接続される。

入力電圧検出回路１８は、入力端子ＩＮとグランド端子ＧＮＤとの間に直列に接続された抵抗１５及び抵抗１６と、抵抗１５及び抵抗１６の中間接続点の電圧を所定値である入力基準電圧Ｖｓｔと比較するコンパレータ１７とを有する。抵抗１５及び抵抗１６は、入力端子ＩＮに入力された直流電圧Ｖ_ＩＮを分圧し、分圧電圧Ｖ_ＩＮ１８を出力する。コンパレータ１７のプラス入力端子は、抵抗１５及び抵抗１６の中間接続点に接続されて、分圧電圧Ｖ_ＩＮ１８を入力する。コンパレータ１７のマイナス入力端子は、入力基準電圧Ｖｓｔを入力する。コンパレータ１７は分圧電圧Ｖ_ＩＮ１８が入力基準電圧Ｖｓｔより小さければロウ（Ｌ）信号を出力し、分圧電圧Ｖ_ＩＮ１８が入力基準電圧Ｖｓｔ以上であればハイ（Ｈ）信号を出力する。入力電圧検出回路１８の出力するロウ信号は、発光ダイオード２を消光させるための消光信号であり、ハイ信号は発光ダイオード２を発光させるための発光信号である。コンパレータ１７の出力端子は起動／停止回路１１に接続される。

起動／停止回路１１は、レギュレータ１９と入力電圧検出回路１８のコンパレータ１７の出力端子から出力される信号を入力する。起動／停止回路１１の出力は、制御回路７０のＡＮＤ回路２０に接続される。起動／停止回路１１は、レギュレータ１９から停止信号を入力している間は停止信号をＡＮＤ回路２０に出力し、レギュレータ１９から起動信号を入力している間は入力電圧検出回路１８の発光信号又は消光信号をＡＮＤ回路２０に出力する。すなわち、起動／停止回路１１は、レギュレータ１９と入力電圧検出回路１８から入力された信号が両方ハイ信号のときにハイ信号を出力し、入力された信号のいずれかがロウ信号であればロウ信号を出力する。

電流検出回路１２は、プラス入力端子を高電位側端子ＤＲＮに接続されて、スイッチング素子６のオン電圧Ｖｏｎを入力し、マイナス入力端子に基準となる検出基準電圧Ｖｓｎを入力するコンパレータである。電流検出回路１２は、オン電圧Ｖｏｎが検出基準電圧Ｖｓｎよりも小さければロウ信号を出力し、オン電圧Ｖｏｎが検出基準電圧Ｖｓｎ以上であればハイ信号を出力する。スイッチング素子６のオン電圧Ｖｏｎを電流検出回路１２の検出基準電圧Ｖｓｎと比較することにより、スイッチング素子６に流れる電流Ｉ_Ｄは検出される。

制御回路７０は、発振器１３、ＡＮＤ回路２０及び２４、ＯＲ回路２３、ＲＳフリップフロップ回路２２、及びオン時ブランキングパルス発生器２１を有する。

発振器１３は、マックスデューティ信号ＭＸＤＴＹとクロック信号ＣＬＫとを出力する。スイッチング素子６の発振周波数及びＭＡＸオンデューティーは、発振器１３のクロック信号ＣＬＫ及びマックスデューティ信号ＭＸＤＴＹにより規定される。

ＡＮＤ回路２４の入力端子は、電流検出回路１２の出力端子とオン時ブランキングパルス発生器１４の出力端子に接続され、ＡＮＤ回路２４の出力端子はＯＲ回路２３の一方の入力端子に接続される。

ＯＲ回路２３は他方の入力端子には、発振器１３のマックスデューティ信号ＭＸＤＴＹの反転信号が入力される。

ＲＳフリップフロップ回路２２は、リセット信号端子ＲをＯＲ回路２３の出力端子に接続され、セット信号端子Ｓに発振器１３のクロック信号ＣＬＫを入力される。

ＡＮＤ回路２０の入力端子は、起動／停止回路１１と、発振器１３のマックスデューティ信号ＭＸＤＴＹを出力する出力端子と、ＲＳフリップフロップ回路２２の出力端子Ｑに接続される。

制御回路ブロック７は、スイッチング素子６の制御端子に接続される出力端子ＧＡＴＥを有し、ＡＮＤ回路２０の出力端子が出力端子ＧＡＴＥに接続される。

オン時ブランキングパルス発生器２１は、一端をＡＮＤ回路２０と出力端子ＧＡＴＥとの接続点に接続される。オン時ブランキングパルス発生器２１は、ＡＮＤ回路２０の出力信号を入力し、スイッチング素子６がオフからオンに切り替わってからある一定の時間（例えば数百ｎｓｅｃ）ロウ信号を出力する。オン時ブランキングパルス発生器２１は、それ以外はハイ信号を出力する。本実施形態は、オン時ブランキングパルス発生器２１の出力信号と電流検出回路１２の出力信号をＡＮＤ回路２４に入力することで、スイッチング素子６のオフ状態からオン状態に移行するときに発生するリンギングによるスイッチング素子６のオン／オフ制御の誤動作を防いでいる。

次に、図８を用いて、本実施形態の発光ダイオード駆動装置の動作を説明する。図８は本実施形態の発光ダイオード駆動装置における、整流回路９の出力する直流電圧Ｖ_ＩＮの波形と、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの波形と、基準電圧Ｖ_ＣＣの波形を示した図である。図８の横軸は、時間である。整流回路９の出力する直流電圧Ｖ_ＩＮは、図８のように交流電圧を全波整流した波形となる。

直流電圧Ｖ_ＩＮが入力端子ＩＮを介して入力端子ＶＪに印加されると、定電流源１４の出力する電圧Ｖ_Ｊは電圧Ｖ_ＩＮの上昇とともに上昇する。電圧Ｖ_Ｊが上昇すると、レギュレータ１９により基準電圧Ｖｃｃは上昇する。基準電圧Ｖｃｃが起動電圧Ｖ_ＣＣ０に達するまでの間、レギュレータ１９は停止信号であるロウ信号を起動／停止回路１１に出力しているため、スイッチング素子６のオン／オフ制御は行われない（停止期間Ｔ３）。

電圧Ｖ_Ｊが起動電圧Ｖ_ＣＣ０に達すると、レギュレータ１９は電圧値Ｖ_ＣＣ０の基準電圧Ｖｃｃを出力し、制御回路ブロック７の内部回路は動作を開始する（起動期間Ｔ４）。発振器１３はマックスデューティ信号ＭＸＤＴＹとクロック信号ＣＬＫの出力を開始する。レギュレータ１９は起動信号であるハイ信号を起動／停止回路１１に出力する。これによりスイッチング素子６の制御が開始される。すなわち起動／停止回路１１は入力電圧検出回路１８から出力される発光信号又は消光信号に基づいて、発光ダイオード２の発光期間Ｔ１又は消光期間Ｔ２を制御する。

入力電圧検出回路１８のコンパレータ１７は分圧電圧Ｖ_ＩＮ１８が入力基準電圧Ｖｓｔに達すると、起動／停止回路１１に発光信号としてハイ信号を出力し、起動／停止回路１１はハイ信号をＡＮＤ回路２０に出力する（発光期間Ｔ１）。これにより、制御回路７０によるスイッチング素子６のオン・オフが制御され、発光ダイオード２は発光する。

本実施形態において、電圧Ｖ_Ｊが電圧値Ｖ_ＣＣ０に達する時の電圧Ｖ_ＩＮの電圧値Ｖ_ＩＮ２よりも分圧電圧Ｖ_ＩＮ１８が基準電圧Ｖｓｔに達する時の電圧Ｖ_ＩＮの電圧値Ｖ_ＩＮ１のほうが高くなるように設定する。

入力電圧検出回路１８のコンパレータ１７は、分圧電圧Ｖ_ＩＮ１８が入力基準電圧Ｖｓｔを下回ると、起動／停止回路１１に消光信号としてロウ信号を出力し、起動／停止回路１１はロウ信号をＡＮＤ回路２０に出力する（消光期間Ｔ２）。これによりスイッチング素子６はオフ状態に保たれ、発光ダイオード２は消光する。

すなわち、分圧電圧Ｖ_ＩＮ１８が入力基準電圧Ｖｓｔ以上の発光期間Ｔ１に、スイッチング素子６の断続的なオン／オフ制御は実行され、発光ダイオード２は発光する。分圧電圧Ｖ_ＩＮ１８が入力基準電圧Ｖｓｔ以下の消光期間Ｔ２に、スイッチング素子６のオン／オフ制御は停止され、発光ダイオード２は消光する。定電流Ｉ_ＬＥＤは発光期間Ｔ１に発光ダイオード２に流れ、消光期間Ｔ２には流れない。

レギュレータ１９の出力する基準電圧Ｖｃｃはコンデンサ１０に蓄積される。レギュレータ１９は電圧Ｖ_Ｊが起動電圧Ｖ_ＣＣ０以上になる起動期間Ｔ４の間、基準電圧Ｖｃｃが常に一定の電圧Ｖ_ＣＣ０になるように制御する。また、レギュレータ１９は、電圧Ｖ_ＩＮが小さくなり電圧Ｖ_Ｊが再度電圧値Ｖ_ＣＣ０よりも小さくなる起動期間Ｔ５において、基準電圧Ｖｃｃが低下しないようにコンデンサ１０の容量値を適切に設定する。基準電圧Ｖｃｃが起動電圧Ｖ_ＣＣ０に保たれている起動期間Ｔ４及びＴ５の間、スイッチング素子６のオン／オフ制御がなされ、発光ダイオード２は発光／消光を繰り返す。

次に、発光期間Ｔ１における、本実施形態の発光ダイオード駆動装置の定電流出力動作について説明する。発光期間Ｔ１における各電圧・各電流の波形は、図２のようになる。図２は、直流電源１の出力する直流電圧Ｖ_ＩＮの波形、スイッチング素子６の高電位側端子と基準電位間の電圧Ｖ_Ｄの波形、スイッチング素子６に流れる電流Ｉ_Ｄの波形、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの波形、発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤの波形（すなわちアノード端子とカソード端子の電圧差波形）を示す。

発光期間Ｔ１における、スイッチング素子６の発振周波数及びＭＡＸオンデューティーは、発振器１３のクロック信号ＣＬＫ及びマックスデューティ信号ＭＸＤＴＹにより規定される。

スイッチング素子６がオンの間、スイッチング素子６の電圧Ｖ_Ｄは電圧値Ｖｏｎとなる。オン電圧Ｖｏｎが電圧値Ｖｓｎに達すると、電流検出回路１２はハイレベルの信号を出力する。このハイレベルの信号は、ＡＮＤ回路２４を介してＯＲ回路２３に入力され、ＯＲ回路２３はハイレベルの信号を出力する。また、オン電圧Ｖｏｎが電圧値Ｖｓｎに達しなくても、マックスデューティ信号ＭＸＤＴＹの反転信号がハイレベルとなると、ＯＲ回路２３はハイレベルの信号を出力する。このハイレベルの信号は、ＲＳフリップフロップ２２のリセット信号端子Ｒに入力される。ＲＳフリップフロップ２２はリセットし、ＡＮＤ回路２０にロウレベルの信号を出力する。ＡＮＤ回路２０がロウレベルの信号を出力することにより、スイッチング素子６はオフ状態になる。

発振器１３のクロック信号ＣＬＫがＲＳフリップフロップ２２のセット信号端子Ｓに入力されると、スイッチング素子６はオン状態になる。

オン時ブランキングパルス発生器２１は、スイッチング素子６がオフからオンに切り替わってからある一定の時間ロウ信号を出力する。ロウ信号は、ＡＮＤ回路２４に入力されるため、スイッチング素子６のオン／オフの制御は、電流検出回路１２の出力信号に影響されない。一定の時間が経過すると、オン時ブランキングパルス発生器２１はハイ信号を出力する。スイッチング素子６のオン／オフは、電流検出回路１２の出力信号に基づいて、制御される。

スイッチング素子６のオン電圧Ｖｏｎが電圧値Ｖｓｎに達するか、又はマックスデューティ信号ＭＸＤＴＹの反転信号がハイレベルとなると、ＯＲ回路２３はハイレベルの信号を出力し、ＲＳフリップフロップ２２はリセットする。これにより、再びスイッチング素子６はオフ状態になる。

即ち、スイッチング素子６のオンデューティーは、発振器１３のマックスデューティ信号ＭＸＤＴＹの反転信号と電流検出回路１２の出力信号が入力されたＯＲ回路２３の出力信号により規定される。

以上のように、制御回路ブロック７によるスイッチング素子６の断続的なオン／オフ制御が図８の発光期間Ｔ１になされると、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤは図２に示すようになる。

スイッチング素子６がオンのとき、発光ダイオード２→チョークコイル３→スイッチング素子６の向きに電流Ｉ_ＬＥＤが発光ダイオード２に流れる。スイッチング素子６がオフのとき、電流Ｉ_ＬＥＤはチョークコイル３→整流ダイオード４→発光ダイオード２の閉ループを流れる。そのため、チョークコイル３に流れる電流（即ち、発光ダイオード２に流れる電流）は図２の電流Ｉ_ＬＥＤに示すような波形となる。

発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤは、スイッチング素子６がオンのとき発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの増加に伴い緩やかに増加し、スイッチング素子６がオフのとき発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの減少に伴い緩やかに減少する。

スイッチング素子６がオンしたとき、チョークコイル３とスイッチング素子６の接続点Ｌ１の電圧は、スイッチング素子６のオン電圧Ｖｏｎまで低下する。しかし、発光ダイオード２とチョークコイル３の接続点Ｌ２の電圧は、大きく変動しないため、スイッチング素子６がオンした瞬間に、発光ダイオード２の両端子電位が大きく変動することはない。

スイッチング素子６がオフしたとき、チョークコイル３に発生する逆起電力により、チョークコイルの両端子間電位差は発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤと整流ダイオード４の順方向電圧Ｖ_Ｆの合計値（Ｖ_ＬＥＤ+Ｖ_Ｆ）となる。発光ダイオード２とチョークコイル３との接続点Ｌ２の電圧は、直流電源１の出力電圧Ｖ_ＩＮから発光ダイオード２の順方向電圧Ｖ_ＬＥＤだけ低下した電圧（Ｖ_ＩＮ−Ｖ_ＬＥＤ）で固定されているため、チョークコイル３とスイッチング素子６の接続点Ｌ１の電圧は、ダイオード２とチョークコイル３との接続点Ｌ２の電圧（Ｖ_ＩＮ−Ｖ_ＬＥＤ）にチョークコイル３の両端子に発生する電位差分（Ｖ_ＬＥＤ+Ｖ_Ｆ）を足した電圧（Ｖ_ＩＮ+Ｖ_Ｆ）まで瞬時に上昇する。しかし、発光ダイオード２とチョークコイル３の接続点Ｌ２の電圧は、大きく変動しないため、スイッチング素子６がオフした瞬間に発光ダイオード２の両端子電位が大きく変動することはない。

本実施形態のようにスイッチング素子６と発光ダイオード２との間にチョークコイル３を接続すれば、スイッチング素子６がオン／オフを切り替えたときにチョークコイル３とスイッチング素子６の接続点Ｌ１の電位が大きく変動しても、発光ダイオード２の両端子間電位は大きく変動しない。そのため、発光ダイオードの寄生容量に大きな電流が充電されることは無い。また、発光ダイオード６がノイズ源にならず、直流電源１に伝達される雑音端子電圧を低減することができる。

なお、図７においては、検出基準電圧Ｖｓｎは所定の電圧値であったが、検出基準電圧Ｖｓｎを外部から入力するための外部検出端子（図示せず）をスイッチング駆動回路５に設けても良い。この場合、検出基準電圧Ｖｓｎの電圧値を任意に設定し変更することにより、スイッチング素子６に流れる電流Ｉ_Ｄのピーク電流値を変えることができる。これにより、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤの電流値を変えることができ、調光機能を有する発光ダイオード駆動装置を実現できる。

また、入力基準電圧Ｖｓｔは所定の電圧値であったが、入力基準電圧Ｖｓｔを外部から入力するための外部接続端子（図示せず）をスイッチング駆動回路５に設けても良い。入力基準電圧Ｖｓｎの電圧値を任意に設定し変更することにより、発光ダイオード２に電流Ｉ_ＬＥＤが流れる発光期間Ｔ１の長さを簡単に調整できる。

また、交流電源８に商用電源を使用した場合、倍周期中（１００Ｈｚ／１２０Ｈｚ）で発光期間Ｔ１と消光期間Ｔ２を簡単に調整でき、白色発光ダイオードの色度と光度を簡単に調整できる。

本実施形態の発光ダイオード駆動装置を使用した場合、さらに以下の効果がある。本実施形態のスイッチング駆動回路は、電力供給のための抵抗が不要なため、起動時の電力損失がない。一般的に、スイッチング駆動回路に対する電力供給は、入力電圧（高電圧）から直流的に抵抗を介して行われる。この電力供給は起動・停止のみならず、通常動作中も同じように行われるため、抵抗での電力損失が発生する。しかし、本実施の形態の構成によれば、このような抵抗は不要である。

スイッチング素子６に流れる電流Ｉ_Ｄは、スイッチング素子６のオン電圧Ｖｏｎを電流検出回路１２により検出するため、従来のような電流を検出するための検出抵抗が不要となり、検出抵抗による電力損失は発生しない。

また、図７において、スイッチング駆動回路５中のスイッチング素子６と制御回路ブロック７を同一基板上に形成することで、発光ダイオード駆動装置の更なる小型化が実現できる。これは、以降に示す実施の形態においても同様である。

また、図７において、交流電圧を整流する手段として全波整流回路９を使用したが、半波整流回路を使用しても同様の効果が得られるのは明白である。これは、以降に示す実施の形態においても同様である。

なお、スイッチング素子６の高電位側端子ＤＲＮと低電位側端子ＧＮＤ-ＳＲＣＥにツェナーダイオードなどのクランプ回路を並列接続してもよい。制御回路ブロック７によるスイッチング素子６の断続的なオン／オフ制御において、スイッチング素子６がオン状態からオフ状態へ移行するときに、スイッチング素子６の高電位側電圧ＶＤが、配線容量や配線インダクタンスで生ずるリンギングによりスイッチング素子６の耐圧を超える電圧となる場合がある。この場合、スイッチング素子６の破壊につながるおそれがある。このような場合に、スイッチング素子６の耐圧よりも低いクランプ電圧を有するクランプ回路を並列に接続することで、スイッチング素子６の電圧Ｖ_Ｄをこのクランプ電圧でクランプし、スイッチング素子６の破壊を防ぐことが可能になる。これにより、更に安全性の高い発光ダイオード駆動装置を実現できる。以下の実施の形態においても同様に、クランプ回路を追加することで同様の効果を得ることができる。

なお、スイッチング素子６がオフ状態からオン状態に移行する過渡状態において、整流ダイオード４の逆回復時間（Ｔｒｒ）が遅いと電力損失が大きくなるため、本実施形態の整流ダイオード４の逆回復時間（Ｔｒｒ）は１００ｎｓｅｃ以下である。

《第４の実施形態》
図９を用いて、本発明の第４の実施形態の発光ダイオード駆動装置について説明する。図９に、第４の実施形態の発光ダイオード駆動装置を示す。第４の実施形態は、第２の実施形態の制御回路ブロック７の一例を具体的に示すものである。すなわち、スイッチング駆動回路５は、整流回路９の高電位側とチョークコイル３の一端との間に接続され、チョークコイル３の他端は発光ダイオード２のアノード端子に接続される。第４の実施形態の制御回路ブロック７の内部回路は、第３の実施形態の制御回路ブロック７の内部回路と同一である。

第４の実施形態における電圧源は第３の実施形態と同様に、交流電圧を発生する交流電源８を用い、交流電源８に整流回路９が接続される。整流回路９は、本実施形態において全波整流回路であり、全波整流した直流電圧Ｖ_ＩＮを出力する。

本実施形態において、整流回路９の高電位側は、スイッチング駆動回路５の入力端子ＩＮ及び高電位側端子ＤＲＮに接続される。スイッチング駆動回路５の低電位側端子ＧＮＤ−ＳＲＣＥはチョークコイル３の一端と整流ダイオード４のカソード端子に接続される。チョークコイル３の他端は発光ダイオード２のアノード端子に接続される。発光ダイオード２のカソード端子と整流ダイオード４のアノード端子は整流回路９の低電位側端子に接続される。

スイッチング駆動回路５の低電位側端子ＧＮＤ−ＳＲＣＥは、制御回路ブロック７のグランド端子ＧＮＤに接続されて、スイッチング駆動回路５の基準電位となる。基準電圧端子ＶＣＣと低電位側端子ＧＮＤ−ＳＲＣＥの間にコンデンサ１０が接続される。

以上のように構成することにより、スイッチング駆動回路５を発光ダイオード２より高電位側に配置する回路構成においても、第３の実施形態と同一のスイッチング駆動回路７を使用することができる。本実施形態は、第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。

《第５の実施形態》
図１０及び図１１を用いて、本発明の第５の実施形態の発光ダイオード駆動装置について説明する。図１０に、第５の実施形態の発光ダイオード駆動装置を示す。本実施形態の発光ダイオード駆動装置は、図７に示す第３の実施形態と比較して、以下の点が異なる。

本実施形態の発光ダイオード駆動装置は、入力端子ＩＮと整流回路９の間に接続される抵抗２８を更に有する。

また、スイッチング駆動回路５は、入力端子ＩＮとは別に、直流電圧Ｖ_ＩＮを抵抗２８を介さずに入力するための入力端子ＪＦＥＴを有する。入力端子ＪＦＥＴに入力端子ＶＪが接続され、定電流源１４は直流電圧Ｖ_ＩＮを入力する。

本実施形態の入力電圧検出回路２７は、入力端子ＩＮとグランド端子ＧＮＤとの間に直列に接続された３つの抵抗２９、３０、３１と、抵抗２９と抵抗３０の接続点から出力される第１の分圧電圧Ｖ_Ｈ２７をプラス入力端子に入力し、入力基準電圧Ｖｓｔをマイナス入力端子に入力する第１のコンパレータ３２と、抵抗３０と抵抗３１の接続点から出力される第２の分圧電圧Ｖ_Ｌ２７をマイナス入力端子に入力し、入力基準電圧Ｖｓｔをプラス入力端子に入力する第２のコンパレータ３３と、第１のコンパレータ３２および第２のコンパレータ３３の出力端子に入力端子を接続されるＡＮＤ回路３４を有する。ＡＮＤ回路３４の出力端子は起動／停止回路１1に接続される。ここで、第１の分圧電圧Ｖ_Ｈ２７と第２の分圧電圧Ｖ_Ｌ２７には、常にＶ_Ｈ２７＞Ｖ_Ｌ２７の関係がある。

本実施形態の制御回路ブロック７は、スイッチング素子２５と抵抗２６を更に有する。スイッチング素子２５は、スイッチング素子６と並列に接続される。スイッチング素子２５には、スイッチング素子６に流れる電流よりも小さい、一定の電流比の電流が流れる。スイッチング素子２５の高電位側はスイッチング素子６の高電位側に接続される。スイッチング素子２５の制御端子は、スイッチング素子６の制御端子と共通に制御回路ブロック７の出力端子ＧＡＴＥに接続される。抵抗２６は、スイッチング素子２５の低電位側とグランド端子ＧＮＤとの間に接続される。

電流検出回路１２は、スイッチング素子２５に流れる電流を抵抗２６の両端の電圧で検出して、検出基準電圧Ｖｓｎと比較する。

本実施形態のスイッチング駆動回路５は外部検出端子ＳＮをさらに有し、外部検出端子ＳＮに入力される検出基準電圧Ｖｓｎを、電流検出回路１２に出力する。

上記以外の構成については、本実施形態は、図７に示す第３の実施形態と同じである。

このように構成される本実施形態の発光ダイオード駆動装置の動作について、図１１を参照して説明する。図１１は、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤ、第１の分圧電圧Ｖ_Ｈ２７、及び第２の分圧電圧Ｖ_Ｌ２７の波形を示す図であり、横軸は時間ｔを示す。

第１の分圧電圧Ｖ_Ｈ２７が入力基準電圧Ｖｓｔに達するまでの消光期間Ｔ２Ａにおいて、第１のコンパレータ３２は信号レベルがロウレベルの信号を出力する。一方、第２の分圧電圧Ｖ_Ｌ２７は入力基準電圧Ｖｓｔよりも低いため、第２のコンパレータ３３は信号レベルがハイレベルの信号を出力する。２つのコンパレータ３２、３３の出力信号が入力されるＡＮＤ回路３４の出力信号はロウレベルとなり、起動／停止回路１１はＡＮＤ回路１３に消光信号であるロウ信号を出力する。制御回路ブロック７はスイッチング素子６の制御を停止する（消光期間Ｔ２Ａ）。

直流電圧Ｖ_ＩＮが上昇し、第１の分圧電圧Ｖ_Ｈ２７が入力基準電圧Ｖｓｔに達すると、第１のコンパレータ３２は信号レベルがハイレベルの信号を出力する。一方、第２の分圧電圧Ｖ_Ｌ２７は入力基準電圧ｖｓｔよりも低いため、第２のコンパレータ３３は信号レベルがハイレベルの信号を出力する。２つのコンパレータ３２、３３の出力信号が入力されるＡＮＤ回路３４の出力信号はハイレベルとなり、起動／停止回路１１はＡＮＤ回路１３に発光信号であるハイ信号を出力する。制御回路ブロック８によるスイッチング素子６の断続的なオン／オフ制御が開始され、発光ダイオードは発光する（発光期間Ｔ１）。

さらに直流電圧Ｖ_ＩＮが上昇し、第２の分圧電圧Ｖ_Ｌ２７が入力基準電圧Ｖｓｔに達すると、コンパレータ３３は信号レベルがロウレベルの信号を出力する。一方、第１の分圧電圧Ｖ_Ｈ２７は入力基準電圧Ｖｓｔよりも高いため、第１のコンパレータ３２は信号レベルがハイレベルの信号を出力し続ける。２つのコンパレータ３２、３３の出力信号が入力されるＡＮＤ回路３４の出力信号はロウレベルとなり、起動／停止回路１１はＡＮＤ回路１３に消光信号であるロウ信号を出力する。制御回路ブロック８はスイッチング素子６の制御を停止する（消光期間Ｔ２Ｂ）。

その後、直流電圧Ｖ_ＩＮが下降すると、再び第２の分圧電圧Ｖ_Ｌ２７は入力基準電圧Ｖｓｔを下回り、スイッチング素子６は発振状態となる（発光期間Ｔ１）。

そして、第１の分圧電圧Ｖ_Ｈ２７が入力基準電圧Ｖｓｔを下回ると、スイッチング素子６は停止状態となる（消光期間Ｔ２Ａ）。

すなわち、図１１に示すように、第１の分圧電圧Ｖ_Ｈ２７が入力基準電圧Ｖｓｔよりも小さい消光期間Ｔ２Ａ、制御回路ブロック７はスイッチング素子６のオン／オフ制御を停止して、スイッチング素子６のオフ状態を保持するため、発光ダイオード２は消光する。一方、第１の分圧電圧Ｖ_Ｈ２７が入力基準電圧Ｖｓｔよりも高く、かつ第２の分圧電圧Ｖ_Ｌ２７が入力基準電圧Ｖｓｔよりも低い発光期間Ｔ１は、制御回路ブロック７によるスイッチング素子６のオン／オフ制御がなされ、発光ダイオードは発光する。さらに第２の分圧電圧Ｖ_Ｌ２７が入力基準電圧Ｖｓｔよりも高い消光期間Ｔ２Ｂ、制御回路ブロック７はスイッチング素子６のオン／オフ制御を停止して、スイッチング素子６のオフ状態を保持するため、発光ダイオード２は消光する。

本実施形態によれば、第１の実施形態及び第３の実施形態の効果に加え、さらに下記の効果を有する。直流電圧Ｖ_ＩＮの変化に対して、スイッチング素子６のオン／オフ制御が可能となる電圧レベルの上限値と下限値を設定できる。入力電圧検出回路２７は異常な高電圧が印加されたときの保護回路となり、本実施形態はより安全な発光ダイオード駆動装置を実現することができる。

また、抵抗２８の抵抗値を変更することにより、直流電圧Ｖ_ＩＮの変化に対して、スイッチング素子６のオン／オフ制御が可能な電圧レベルの上限値と下限値を任意に設定できる。これにより、より安全で複雑な光度調整が可能な発光ダイオード駆動装置を実現できる。また抵抗２８に高抵抗を使用することにより、入力電圧検出回路２７の抵抗２９，３０，３１で発生する電力損失を少なくすることができる。

なお、本実施形態の入力電圧検出回路２７は、３つの直列接続された抵抗を有し、第１の分圧電圧Ｖ_Ｈ２７と第２の分圧電圧Ｖ_Ｌ２７を生成したが、これに限らず、入力電圧検出回路２７の内部構成は、直流電圧Ｖ_ＩＮの変化に対して、スイッチング素子６のオン／オフ制御が可能となる電圧レベルの上限値と下限値を規定できるような構成とすればよい。

また、抵抗２８を使用しない場合は、入力端子ＩＮと入力端子ＪＦＥＴは共通化することができる。その場合、入力電圧検出回路２７の抵抗２９の高電位側と入力端子ＶＪは同じ入力端子ＩＮ（又はＪＦＥＴ）に接続することができる。

なお、整流回路９の高電位側と低電位側に平滑コンデンサ（図示せず）を接続しても良い。整流回路９の高電位側と低電位側に平滑コンデンサを追加した場合、直流電圧Ｖ_ＩＮはあるリップル電圧幅を持った直流電圧とみなすことができる。このような場合、入力電圧検出回路２７は整流回路９や平滑コンデンサが破壊して直流電圧Ｖ_ＩＮが異常な電圧となったときに、スイッチング駆動回路５を停止させ、スイッチング駆動回路５を保護する保護回路として作用する。

なお、本実施形態における抵抗２６及びスイッチング駆動回路５の内部回路の構成は、図９に示す第４の実施形態においても適用できる。

《実施の形態６》
図１２を用いて、本発明の第６の実施形態の発光ダイオード駆動装置について説明する。図１２に、第６の実施形態の発光ダイオード駆動装置を示す。本実施形態の発光ダイオード駆動装置は、ソフトスタート回路３５と調光用制御回路３６とを追加したことが、図１０に示す第５の実施形態と異なり、それ以外の構成については第５の実施形態と同様である。

ソフトスタート回路３５は、外部検出端子ＳＮと電流検出回路１２との間に接続される。ソフトスタート回路３５は、起動／停止回路１１とも接続される。ソフトスタート回路３５は起動／停止回路１１から発光信号であるハイ（Ｈ）信号を入力されると、検出基準電圧Ｖｓｎを一定値に至るまで徐々に増加するように出力する。以上のような構成にすることにより、起動時に発生する突入電流を防止できる。検出基準電圧Ｖｓｎを徐々に増加させることにより、発光ダイオード２に流れる電流Ｉ_ＬＥＤを徐々に高くすることができる。これにより、発光ダイオードの光度を徐々に上げることができる。

調光用制御回路３６は外部検出端子ＳＮに接続される。調光用制御回路３６として、例えば８ビットマイコンを使用した場合、外部からの信号に応じて２５６段階調光が可能になる。

また、基準電圧端子ＶＣＣとグランド端子ＧＮＤとの間に、固定抵抗と可変抵抗を直列に接続し、２つの抵抗で分圧された電圧を外部検出端子ＳＮに入力すると、可変抵抗値を変更することにより、無段階調光が可能となる。

本実施形態によれば、第１から第５の実施形態の効果に加え、さらに簡易な構成で調光機能を有する発光ダイオード駆動装置を実現するという有利な効果が得られる。

なお、本実施形態におけるソフトスタート回路３５と調光用制御回路３５は、図９に示す第４の実施形態においても適用できる。

本発明は、発光ダイオードを使用した装置・機器全般に利用可能であり、特にＬＥＤ照明機器として有用である。

本発明の第１の実施形態の発光ダイオード駆動装置を示す回路図第１の実施形態における各電圧及び各電流の波形を示す図（ａ）第１の実施形態における発光ダイオードの電圧及び電流を示す図、（ｂ）従来技術における発光ダイオードの電圧及び電流を示す図（ａ）第１の実施形態の発光ダイオード駆動装置が発生する雑音端子電圧波形を示す図、（ｂ）従来技術の発光ダイオード駆動装置が発生する雑音端子電圧波形を示す図本発明の第２の実施形態の発光ダイオード駆動装置を示す回路図第２の実施形態における各電圧及び各電流の波形を示す図本発明の第３の実施形態の発光ダイオード駆動装置を示す回路図第３の実施形態において、発光ダイオードに電流が流れる期間を示す図本発明の第４の実施形態の発光ダイオード駆動装置を示す回路図本発明の第５の実施形態の発光ダイオード駆動装置を示す回路図第５の実施形態にいて、発光ダイオードに電流が流れる期間を示す図本発明の第６の実施形態の発光ダイオード駆動装置を示す回路図従来の技術による発光ダイオード駆動装置の概略の構成を示す図

符号の説明

１直流電源
２発光ダイオード
３チョークコイル
４整流ダイオード
５スイッチング駆動回路
６、２５スイッチング素子
７制御回路ブロック
８交流電源
９整流回路
１０コンデンサ
１１起動／停止回路
１２電流検出回路
１３発振器
１４定電流源
１５、１６、２６、２８、２９、３０、３１抵抗
１７、３２、３３コンパレータ
１８、２７入力電圧検出回路
１９レギュレータ
２０、２４、３４ＡＮＤ回路
２１オン時ブランキングパルス発生器
２２ＲＳフリップフロップ
２３ＯＲ回路
３５ソフトスタート回路
３６調光用制御回路
７０制御回路

Claims

チョークコイルと、
電圧源の高電位端子に配線のみを介して直接接続されたアノードと、前記チョークコイルの一端に配線のみを介して直接接続されたカソードとを有する少なくとも１つの発光ダイオードと、
前記チョークコイルの他端に接続されたアノードと、前記発光ダイオードのアノードに接続されたカソードとを有し、前記チョークコイルに発生する逆起電力を前記発光ダイオードに供給する整流ダイオードと、
前記発光ダイオードに流れる電流を制御するスイッチング駆動回路とを備え、
前記スイッチング駆動回路は、
前記チョークコイルの他端に接続されたドレインと、前記電圧源の低電位端子に接続されたソースと、ゲートとを有し、前記発光ダイオードへの電流の印加/非印加を決定するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子のオン/オフのタイミングを制御して前記発光ダイオードに流れる電流を制御する制御回路ブロックとを備え、
前記制御回路ブロックは、
前記スイッチング素子のソースとドレインとの間の電圧を所定の検出基準電圧と比較することにより、前記スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路を備え、
前記電圧源は、交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電圧を整流する整流回路とを備え、
前記制御回路ブロックは、
前記整流回路に一端を接続された定電流源と、
前記定電流源の他端に接続され、前記定電流源の出力電圧が所定値以上であれば起動信号を出力し、前記定電流源の出力電圧が所定値未満であれば停止信号を出力するレギュレータと、
前記発光ダイオードに流れる電流が一定になるように、前記電流検出回路の出力信号に基づいて前記スイッチング素子を所定の発振周波数で断続的にオン／オフ制御する制御回路と、
前記レギュレータからの起動信号及び停止信号に基づいて、前記制御回路の起動と停止を制御する起動／停止回路と、
を有することを特徴とする発光ダイオード駆動装置。
チョークコイルと、
電圧源の高電位端子に配線のみを介して直接接続されたアノードと、前記チョークコイルの一端に配線のみを介して直接接続されたカソードとを有する少なくとも１つの発光ダイオードと、
前記チョークコイルの他端に接続されたアノードと、前記発光ダイオードのアノードに接続されたカソードとを有し、前記チョークコイルに発生する逆起電力を前記発光ダイオードに供給する整流ダイオードと、
前記発光ダイオードに流れる電流を制御するスイッチング駆動回路とを備え、
前記スイッチング駆動回路は、
前記チョークコイルの他端に接続されたドレインと、前記電圧源の低電位端子に接続されたソースと、ゲートとを有し、前記発光ダイオードへの電流の印加/非印加を決定するスイッチング素子と、
前記チョークコイルの他端と前記スイッチング素子のドレインとの間の接続点に接続されたドレインと、ソースと、前記スイッチング素子のゲートに接続されたゲートとを有し、かつ前記スイッチング素子に流れる電流よりも小さくかつ前記スイッチング素子に流れる電流に対して一定の電流比の電流が流れる他のスイッチング素子と、
前記スイッチング素子及び前記他のスイッチング素子が連動してオン／オフするように当該オン/オフのタイミングを制御して前記発光ダイオードに流れる電流を制御する制御回路ブロックとを備え、
前記制御回路ブロックは、
前記他のスイッチング素子のソースに接続された一端と、前記電圧源の低電位端子に接続された他端とを有する電流検出抵抗と、
前記電流検出抵抗の両端電圧を所定の検出基準電圧と比較することにより、前記スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路とを備え、
前記電圧源は、交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電圧を整流する整流回路とを備え、
前記制御回路ブロックは、
前記整流回路に一端を接続された定電流源と、
前記定電流源の他端に接続され、前記定電流源の出力電圧が所定値以上であれば起動信号を出力し、前記定電流源の出力電圧が所定値未満であれば停止信号を出力するレギュレータと、
前記発光ダイオードに流れる電流が一定になるように、前記電流検出回路の出力信号に基づいて前記スイッチング素子を所定の発振周波数で断続的にオン／オフ制御する制御回路と、
前記レギュレータからの起動信号及び停止信号に基づいて、前記制御回路の起動と停止を制御する起動／停止回路と、
を有することを特徴とする発光ダイオード駆動装置。
チョークコイルと、
電圧源の高電位端子に配線のみを介して直接接続されたアノードと、前記チョークコイルの一端に配線のみを介して直接接続されたカソードとを有する少なくとも１つの発光ダイオードと、
前記チョークコイルの他端に接続されたアノードと、前記発光ダイオードのアノードに接続されたカソードとを有し、前記チョークコイルに発生する逆起電力を前記発光ダイオードに供給する整流ダイオードと、
前記発光ダイオードに流れる電流を制御するスイッチング駆動回路とを備え、
前記スイッチング駆動回路は、
前記チョークコイルの他端に接続されたドレインと、前記電圧源の低電位端子に接続されたソースと、ゲートとを有し、前記発光ダイオードへの電流の印加/非印加を決定するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子のオン/オフのタイミングを制御して前記発光ダイオードに流れる電流を制御する制御回路ブロックとを備え、
前記制御回路ブロックは、
前記スイッチング素子に流れる電流に対応する電圧を所定の検出基準電圧と比較することにより、前記スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路と、
一定値に至るまで徐々に増加するように、前記検出基準電圧を発生して前記電流検出回路に出力するソフトスタート回路とを備え、
前記電圧源は、交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電圧を整流する整流回路とを備え、
前記制御回路ブロックは、
前記整流回路に一端を接続された定電流源と、
前記定電流源の他端に接続され、前記定電流源の出力電圧が所定値以上であれば起動信号を出力し、前記定電流源の出力電圧が所定値未満であれば停止信号を出力するレギュレータと、
前記発光ダイオードに流れる電流が一定になるように、前記電流検出回路の出力信号に基づいて前記スイッチング素子を所定の発振周波数で断続的にオン／オフ制御する制御回路と、
前記レギュレータからの起動信号及び停止信号に基づいて、前記制御回路の起動と停止を制御する起動／停止回路と、
を有することを特徴とする発光ダイオード駆動装置。
前記発光ダイオードを静電気破壊から保護する素子を、前記発光ダイオードと並列に前記発光ダイオードの両端子に接続することを特徴とする請求項１から３までのうちのいずれか１つに記載の発光ダイオード駆動装置。
前記発光ダイオードは、発光素子とコンデンサが並列接続されて構成されることを特徴とする請求項１から３までのうちのいずれか１つに記載の発光ダイオード駆動装置。
前記発光ダイオードは、発光素子と、前記発光素子のアノード端子とカソード端子との間に逆並列接続されたツェナーダイオードとで構成されることを特徴とする請求項１から３までのうちのいずれか１つに記載の発光ダイオード駆動装置。
前記レギュレータと前記電圧源の低電位端子との間に接続されたコンデンサを更に有することを特徴とする請求項１から６までのうちのいずれか１つに記載の発光ダイオード駆動装置。
前記制御回路ブロックは、前記整流回路から出力された電圧を検出し、検出した電圧を所定値と比較することにより、前記発光ダイオードの発光または消光を制御する発光信号又は消光信号を前記起動／停止回路に出力する入力電圧検出回路を更に有し、
前記起動／停止回路は、前記レギュレータが停止信号を出力している場合は前記停止信号を前記制御回路に出力し、前記レギュレータが起動信号を出力している場合は、前記入力電圧検出回路の発光信号又は消光信号を前記制御回路に出力することを特徴とする請求項１から７までのうちのいずれか１つに記載の発光ダイオード駆動装置。
前記入力電圧検出回路は、前記整流回路の出力電圧が直接又は前記整流回路と前記入力電圧検出回路の間に挿入された抵抗を介して印加される、直列に接続された複数の抵抗と、
前記複数の抵抗によって分圧された直流電圧をプラス入力端子に入力され、基準となる入力基準電圧をマイナス入力端子に入力されるコンパレータと、
を有することを特徴とする請求項８に記載の発光ダイオード駆動装置。
前記入力電圧検出回路は、前記整流回路の出力電圧が直接又は前記整流回路と前記入力電圧検出回路の間に挿入された抵抗を介して印加され、第１の分圧電圧及び前記第１の分圧電圧よりも低い第２の分圧電圧を出力する複数の抵抗と、
前記第１の分圧電圧をプラス入力端子に入力し、基準となる入力基準電圧をマイナス入力端子に入力する第１のコンパレータと、
前記第２の分圧電圧をマイナス入力端子に入力し、前記入力基準電圧をプラス入力端子に入力する第２のコンパレータと、
前記第１及び第２のコンパレータの出力信号を入力するＡＮＤ回路と、
を有することを特徴とする請求項８に記載の発光ダイオード駆動装置。