JP4971254B2 - LED lighting device - Google Patents

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Description

本発明は、例えば照明器具や液晶のバックライト等に使用されるLED(発光ダイオード)を点灯させるためのLED点灯装置に関する。   The present invention relates to an LED lighting device for lighting an LED (light emitting diode) used in, for example, a lighting fixture or a liquid crystal backlight.

近年、青色LEDの出現により、白色光の生成が可能になり、照明業界でも第三光源としてLEDが注目されている。このLEDを、照明器具や大型のLEDディスプレー等に使用する場合には、特許文献1のように、多数個のLEDが直列接続されるのが一般的である。特許文献1では、駆動電源に対して定電流回路と複数のLEDとからなる直列回路を複数並列接続している。   In recent years, with the advent of blue LEDs, white light can be generated, and LEDs are attracting attention as a third light source in the lighting industry. When this LED is used for a lighting fixture, a large LED display, or the like, as in Patent Document 1, a large number of LEDs are generally connected in series. In Patent Document 1, a plurality of series circuits composed of a constant current circuit and a plurality of LEDs are connected in parallel to the drive power supply.

図3は、従来のLED点灯装置の回路構成を概略図示したものである。当該回路は、直流電源1に、LED2と定電流素子3とを直列に接続して構成される。同図では、LED2はLED2a〜2nまでのn(nは任意の数)個のLEDが複数直列接続されてなる。一方、定電流素子3はLED2へ流れる電流を一定にする、すなわち定電流制御するために設けられており、例えば定電流ダイオードやトランジスタなどの電流制限が可能な素子からなる。   FIG. 3 schematically shows a circuit configuration of a conventional LED lighting device. The circuit is configured by connecting an LED 2 and a constant current element 3 in series to a DC power source 1. In the figure, the LED 2 is formed by connecting a plurality of n (n is an arbitrary number) LEDs in series from the LEDs 2a to 2n. On the other hand, the constant current element 3 is provided for making the current flowing to the LED 2 constant, that is, for controlling the constant current, and is composed of an element capable of limiting current, such as a constant current diode or a transistor.

直流電源1から流れ出る電流を、定電流素子3により制限してLED2に定電流を流すことによりLED2が良好に点灯する。
特開2005−109025号公報
The current flowing out from the DC power source 1 is limited by the constant current element 3 and the constant current is passed through the LED 2 so that the LED 2 is well lit.
JP 2005-109025 A

しかし、上記従来のLED点灯装置では、定電流素子3によりLED電流を一定にしているため、等価的に考えれば、抵抗値をLED2の個数により変化させていることになり、LED2を最大個数点灯した時と1個点灯させた時とでその消費電力(直流電源1の電圧VとLED電流との積により決定)が同じ量になる。すなわち、LED2の個数が少ない時は、全体の消費電力の大部分を定電流素子3が占めることになり、発熱の問題となる。   However, in the above conventional LED lighting device, the LED current is made constant by the constant current element 3, so that equivalently, the resistance value is changed according to the number of LEDs 2, and the maximum number of LEDs 2 are lit. The power consumption (determined by the product of the voltage V of the DC power supply 1 and the LED current) becomes the same amount when one is turned on. That is, when the number of LEDs 2 is small, the constant current element 3 occupies most of the entire power consumption, which causes a problem of heat generation.

また、発熱の問題が無いにしても、LED2を数個点灯する場合と1個点灯する場合の消費電力が同じであるということは、1個点灯する時は無駄な電力を消費しており不経済となる。   Even if there is no problem of heat generation, the power consumption when several LEDs 2 are lit and when one LED is lit is the same as consuming unnecessary power when one LED is lit. It becomes economy.

そこで本発明は上記問題点に鑑み、点灯させるLEDの個数に応じた消費電力となるようLEDへの出力を調整するLED点灯装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an LED lighting device that adjusts an output to an LED so as to achieve power consumption corresponding to the number of LEDs to be lit.

本発明は、直列接続された複数のLEDを具備したLED直列回路と、このLED直列回路に電力を供給して点灯させる点灯制御部と、を備えたLED点灯装置であって、前記点灯制御部は、所定の入力電圧を降圧して前記LED直列回路へ電力供給する降圧回路であって、前記LED直列回路への電力供給を制御するためのスイッチング素子を含む前記降圧回路と、前記LED直列回路に供給される出力電流をフィードバックし、該フィードバックされる出力電流値と前記LED直列回路におけるLED駆動電流として予め設定された定電流値とを比較して該出力電流値が該定電流値を超えないようにするために電流設定用フィードバック信号を発生する定電流制御回路と、前記LED直列回路に印加される出力電圧をフィードバックし、該フィードバックされる出力電圧値と前記LED直列回路における前記LEDの最大接続可能数に対応して予め設定された定電圧値とを比較して該出力電圧値が該定電圧値を超えないようにするために電圧設定用フィードバック信号を発生する定電圧制御回路と、前記電流設定用フィードバック信号と前記電圧設定用フィードバック信号とによって前記スイッチング素子を駆動するスイッチング制御回路と、を備え、前記最大接続可能数以下の任意の数のLEDが前記LED直列回路に接続されているときは、前記定電流制御回路により前記LED直列回路に供給する電力を定電流制御し、前記最大接続可能数よりも多いLEDが前記LED直列回路に接続されているとき又は前記LED直列回路に断線が生じたときは、前記定電圧制御回路により前記LED直列回路に供給する電力を定電圧制御し、前記最大接続可能数以下の任意の数のLEDを接続可能としたことを特徴とする。 The present invention is an LED lighting device comprising: an LED series circuit including a plurality of LEDs connected in series; and a lighting control unit that supplies power to the LED series circuit to light it, and the lighting control unit Is a step-down circuit that steps down a predetermined input voltage and supplies power to the LED series circuit, the step-down circuit including a switching element for controlling power supply to the LED series circuit, and the LED series circuit The output current supplied to the LED is fed back, the output current value fed back is compared with a constant current value preset as the LED drive current in the LED series circuit, and the output current value exceeds the constant current value. A constant current control circuit for generating a current setting feedback signal in order to prevent the output, and the output voltage applied to the LED series circuit is fed back, The output voltage value fed back is compared with a constant voltage value set in advance corresponding to the maximum number of connectable LEDs in the LED series circuit so that the output voltage value does not exceed the constant voltage value. A constant voltage control circuit for generating a voltage setting feedback signal, and a switching control circuit for driving the switching element by the current setting feedback signal and the voltage setting feedback signal, wherein the maximum connectable number When the following arbitrary number of LEDs are connected to the LED series circuit, the power supplied to the LED series circuit by the constant current control circuit is constant current controlled, and there are more LEDs than the maximum connectable number. When connected to the LED series circuit or when a break occurs in the LED series circuit, the constant voltage control circuit More the LED series circuit to the constant voltage control of power supply, characterized in that the connectable to LED any number of the following maximum connectable number.

このようにすると、点灯制御部に接続されたLEDの個数に応じてLEDへの印加電圧が最適な値に調整されるため、発熱や損失の問題となる定電流素子を設けなくても定電流制御が可能となり、消費電力をLEDの個数に応じた最小限の値にすることができる。また、定電流制御回路と定電圧制御回路とを組み合わせて具備し、最大接続可能数以下の数のLEDがLED直列回路に接続されているときは、定電流制御回路によりLED直列回路に供給する電力を定電流制御し、一方、最大接続可能数よりも多いLEDがLED直列回路に接続されているとき又はLED直列回路に断線が生じたときは、定電圧制御回路によりLED直列回路に供給する電力を定電圧制御するようにしているので、最大接続可能数よりも多いLEDがLED直列回路に接続されているとき又はLED直列回路に断線が生じたときに、LED直列回路に印加される電圧が所定の定電圧よりも高くなるような異常電圧が発生することを抑制することができる。更に、降圧回路を使用しているため、最大接続可能数以下の任意の数のLEDを接続可能であり、例えば、1個のみのLEDを接続する場合にも対応できる。 In this way, the applied voltage to the LED is adjusted to an optimum value according to the number of LEDs connected to the lighting control unit, so that a constant current can be obtained without providing a constant current element that causes heat generation or loss. Control is possible, and power consumption can be set to a minimum value corresponding to the number of LEDs. In addition, when a constant current control circuit and a constant voltage control circuit are provided in combination, and the number of LEDs less than the maximum connectable number is connected to the LED series circuit, the constant current control circuit supplies the LED series circuit. While the power is controlled at a constant current, on the other hand, when more LEDs than the maximum connectable number are connected to the LED series circuit or when the LED series circuit is disconnected, the constant voltage control circuit supplies the LED series circuit. Since power is controlled at a constant voltage, the voltage applied to the LED series circuit when more LEDs than the maximum connectable number are connected to the LED series circuit or when the LED series circuit is disconnected. It is possible to suppress the occurrence of an abnormal voltage that becomes higher than a predetermined constant voltage. Furthermore, due to the use of step-down circuit can be connected to any number of LED below the maximum connectable number, For example, it can cope with the case of connecting the LED of only one.

本発明の請求項1によると、点灯させるLEDの個数に応じた消費電力となるようLEDへの出力を調整する一方で、LED直列回路に印加される電圧が所定の定電圧よりも高くなるような異常電圧の発生を抑制することができるLED点灯装置を提供することができ、また、最大接続可能数以下の任意の数のLEDを接続可能であり、例えば、1個のみのLEDを接続する場合にも対応できる。 According to claim 1 of the present invention, the output to the LEDs is adjusted so that the power consumption is in accordance with the number of LEDs to be lit, while the voltage applied to the LED series circuit is higher than a predetermined constant voltage. such can provide a LED lighting device capable of suppressing the occurrence of abnormal voltage and can be connected up connectable number following any number of LED, for example, connecting the LED of only one It can also cope with the case.

以下、添付図面を参照しながら、本発明におけるLED点灯装置の好ましい実施例を説明する。なお、従来例と同一箇所には同一符号を付し、共通する部分の説明は重複するため極力省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of an LED lighting device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as a prior art example, and it abbreviate | omits as much as possible since description of a common part overlaps.

図1は、本実施例のLED点灯装置の回路構成を概略図示したものである。当該回路は、点灯制御部としての点灯ユニット5の入力側に直流電源1を接続し、一方、点灯ユニット5の出力側にLED2を接続して構成される。LED2は、従来例と同様にLED2a〜2nまでのn(nは任意の数)個のLEDを複数直列接続したものである。なお、Viは直流電源1から点灯ユニット5へ入力される入力電圧であり、Voは点灯ユニット5から出力されLED2へ印加される出力電圧であり、Ioは点灯ユニット5から出力されLED2を流れる出力電流(LED電流)であり、VfはLED2a等の順方向電圧となるLED電圧である。   FIG. 1 schematically shows the circuit configuration of the LED lighting device of this embodiment. The circuit is configured by connecting the DC power source 1 to the input side of the lighting unit 5 as a lighting control unit, and connecting the LED 2 to the output side of the lighting unit 5. The LED 2 is obtained by connecting a plurality of n (n is an arbitrary number) LEDs in series to the LEDs 2a to 2n as in the conventional example. Vi is an input voltage input from the DC power source 1 to the lighting unit 5, Vo is an output voltage output from the lighting unit 5 and applied to the LED 2, and Io is output from the lighting unit 5 and flows through the LED 2. It is a current (LED current), and Vf is an LED voltage that is a forward voltage of the LED 2a and the like.

本発明の特徴部となる点灯ユニット5の内部回路について図2を参照しながら説明する。入力側には、直流電源1が接続される一対の入力端子10,10が設けられる一方、出力側には、LED2が接続される一対の出力端子17,17が設けられている。入力端子10,10間には、ダイオード11とコンデンサ12との直列回路が接続される。このとき、ダイオード11は、入力端子10側がアノード、コンデンサ12側がカソードとなる。ここで、コンデンサ12と接続された一の入力端子10とLED−出力となる出力端子17とを接続する線路を、以下、共通ラインという。ダイオード11のカソードとコンデンサ12との接続点には、スイッチング素子としてのPNP型のトランジスタ13のエミッタが接続されており、このトランジスタ13のコレクタはチョークコイル15を介してLED+出力となる出力端子17に接続されている。トランジスタ13のコレクタと共通ラインの間には、転流ダイオード14が接続されている。このとき、転流ダイオード14は、コレクタ側がカソード、共通ライン側がアノードとなる。また、出力端子17,17間には、平滑コンデンサ16が接続されている。これらにより、いわゆる降圧チョッパ回路19が構成されている。   An internal circuit of the lighting unit 5 which is a characteristic part of the present invention will be described with reference to FIG. On the input side, a pair of input terminals 10 and 10 to which the DC power source 1 is connected are provided, and on the output side, a pair of output terminals 17 and 17 to which the LED 2 is connected are provided. A series circuit of a diode 11 and a capacitor 12 is connected between the input terminals 10 and 10. At this time, the diode 11 has an anode on the input terminal 10 side and a cathode on the capacitor 12 side. Here, a line connecting one input terminal 10 connected to the capacitor 12 and the output terminal 17 serving as an LED-output is hereinafter referred to as a common line. The connection point between the cathode of the diode 11 and the capacitor 12 is connected to the emitter of a PNP-type transistor 13 as a switching element. The collector of the transistor 13 is connected to an output terminal 17 serving as an LED + output via a choke coil 15. It is connected to the. A commutation diode 14 is connected between the collector of the transistor 13 and the common line. At this time, the commutation diode 14 has a cathode on the collector side and an anode on the common line side. A smoothing capacitor 16 is connected between the output terminals 17 and 17. Thus, a so-called step-down chopper circuit 19 is configured.

トランジスタ13のベースには、当該スイッチング動作(オン・オフ動作)を制御するためのスイッチング制御回路18が接続されている。以下、スイッチング制御回路18の具体的な構成について説明する。トランジスタ13のエミッタ−ベース間に抵抗20が接続され、トランジスタ13のベースは、抵抗21とNPN型のトランジスタ22のコレクタ−エミッタを介して接地(共通ラインに接続)されている。トランジスタ22のベースには、コンパレータ23の出力端子が接続されており、このコンパレータ23から出力される駆動信号によりトランジスタ22ひいてはトランジスタ13がスイッチング動作することとなる。コンパレータ23は、反転入力端子に三角波発信器としてのOSC24から入力される三角波と、非反転入力端子に入力されるフィードバック信号とを比較して、三角波の電圧が閾値としてのフィードバック信号の電圧レベル以上となる時間をパルス幅とするパルス状の駆動信号を出力する。   A switching control circuit 18 for controlling the switching operation (on / off operation) is connected to the base of the transistor 13. Hereinafter, a specific configuration of the switching control circuit 18 will be described. A resistor 20 is connected between the emitter and base of the transistor 13, and the base of the transistor 13 is grounded (connected to a common line) via a resistor 21 and a collector-emitter of an NPN transistor 22. The output terminal of the comparator 23 is connected to the base of the transistor 22, and the drive signal output from the comparator 23 causes the transistor 22 and thus the transistor 13 to perform a switching operation. The comparator 23 compares the triangular wave input from the OSC 24 serving as the triangular wave oscillator to the inverting input terminal and the feedback signal input to the non-inverting input terminal, and the voltage of the triangular wave is equal to or higher than the voltage level of the feedback signal as the threshold value. A pulse-shaped drive signal having a pulse width as a period of time is output.

本実施例では、コンパレータ23の非反転入力端子に入力されるフィードバック信号として二つの信号をワイヤードOR接続して入力している。   In this embodiment, two signals are input in a wired OR connection as feedback signals input to the non-inverting input terminal of the comparator 23.

一つ目の信号は、出力電圧Voに関する電圧設定用フィードバック信号であり、オペアンプ32の出力端子から逆流防止用のダイオード34を通じてコンパレータ23に入力される。なお、ダイオード34は、オペアンプ32側がアノード、コンパレータ23側がカソードとなるよう接続されている。オペアンプ32の入力側では、出力電圧VoをLED2へ出力する出力端子17,17のそれぞれに接続された抵抗30と抵抗31との接続点がオペアンプ32の非反転入力端子へ接続される一方、基準電圧Vrefを有する基準電圧源33がオペアンプ32の反転入力端子へ接続される。すなわち、オペアンプ32には、出力電圧Voを抵抗30,31で分圧した電圧と、基準電圧Vrefとが入力される。   The first signal is a voltage setting feedback signal related to the output voltage Vo, and is input from the output terminal of the operational amplifier 32 to the comparator 23 through the backflow prevention diode 34. The diode 34 is connected so that the operational amplifier 32 side is an anode and the comparator 23 side is a cathode. On the input side of the operational amplifier 32, the connection point between the resistor 30 and the resistor 31 connected to each of the output terminals 17 and 17 for outputting the output voltage Vo to the LED 2 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 32, while the reference A reference voltage source 33 having a voltage Vref is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 32. That is, the operational amplifier 32 receives the voltage obtained by dividing the output voltage Vo by the resistors 30 and 31 and the reference voltage Vref.

二つ目の信号は、出力電流IoすなわちLED2へ流れるLED電流に関する電流設定用フィードバック信号であり、オペアンプ42の出力端子から逆流防止用のダイオード44を通じてコンパレータ23に入力される。なお、ダイオード44は、オペアンプ42側がアノード、コンパレータ23側がカソードとなるよう接続されている。本実施例では、出力電流Ioの検出のために、転流ダイオード14のアノードと平滑コンデンサ16の間となる共通ラインに電流検出抵抗40が挿入されている。この電流検出抵抗40に出力電流Ioが流れることにより、当該電流値に比例した検出電圧Vdが発生することとなる。オペアンプ42の入力側では、LED−出力側の出力端子17がオペアンプ42の非反転入力端子へ接続される一方、基準電圧源33が抵抗43を介してオペアンプ42の反転入力端子へ接続される。また、オペアンプ42の反転入力端子は抵抗41を介して共通ラインに接続されている。すなわち、オペアンプ42には、検出電圧Vdと、基準電圧Vrefを抵抗41,43で分圧した電圧とが入力される。   The second signal is a current setting feedback signal related to the output current Io, that is, the LED current flowing to the LED 2, and is input from the output terminal of the operational amplifier 42 to the comparator 23 through the backflow prevention diode 44. The diode 44 is connected so that the operational amplifier 42 side is an anode and the comparator 23 side is a cathode. In this embodiment, a current detection resistor 40 is inserted in a common line between the anode of the commutation diode 14 and the smoothing capacitor 16 in order to detect the output current Io. When the output current Io flows through the current detection resistor 40, a detection voltage Vd proportional to the current value is generated. On the input side of the operational amplifier 42, the output terminal 17 on the LED-output side is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 42, while the reference voltage source 33 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 42 via the resistor 43. The inverting input terminal of the operational amplifier 42 is connected to the common line via the resistor 41. In other words, the detection voltage Vd and the voltage obtained by dividing the reference voltage Vref by the resistors 41 and 43 are input to the operational amplifier 42.

次に、上記のように構成された点灯ユニット5の動作について説明する。   Next, the operation of the lighting unit 5 configured as described above will be described.

点灯ユニット5は、トランジスタ13のスイッチング動作により、入力端子10,10に接続された直流電源1から電力を取り出し、出力端子17,17に接続されたLED2へ出力する。トランジスタ13のオン時には、直流電源1の電力をトランジスタ13を通じてチョークコイル15と平滑コンデンサ16により平均化して出力端子17,17へ出力する。このとき、チョークコイル15に電流が流れることにより励磁エネルギーが蓄えられる。トランジスタ13のオフ時には、転流ダイオード14がターンオンし、チョークコイル15に蓄えられた前記励磁エネルギーが放出され、放電電力として出力端子17,17へ出力される。なお、出力電圧Voは入力電圧Viより低い電圧となる。   The lighting unit 5 takes out electric power from the DC power source 1 connected to the input terminals 10 and 10 by the switching operation of the transistor 13 and outputs it to the LED 2 connected to the output terminals 17 and 17. When the transistor 13 is on, the power of the DC power source 1 is averaged by the choke coil 15 and the smoothing capacitor 16 through the transistor 13 and output to the output terminals 17 and 17. At this time, excitation current is stored by the current flowing through the choke coil 15. When the transistor 13 is off, the commutation diode 14 is turned on, and the excitation energy stored in the choke coil 15 is released and output to the output terminals 17 and 17 as discharge power. The output voltage Vo is lower than the input voltage Vi.

スイッチング制御回路18は、トランジスタ22を前記駆動信号によりスイッチング動作させることにより、トランジスタ13のエミッタ−ベース間に電圧を間欠的に印加する。具体的には、駆動信号がHレベルのときに、トランジスタ22がターンオンし、抵抗20,21に電流が流れることにより、抵抗20の電圧降下分の電圧がトランジスタ13のエミッタ−ベース間に発生し、トランジスタ13がターンオンする一方、駆動信号がLレベルのときに、トランジスタ22がターンオフし、トランジスタ13のエミッタとベースが略同電位となり、トランジスタ13がターンオフする。当該駆動信号は前述の2つのフィードバック信号に基づいてPWM制御されており、出力電圧Voに対する定電圧制御と出力電流Ioに対する定電流制御が選択的に行われる。   The switching control circuit 18 intermittently applies a voltage between the emitter and base of the transistor 13 by switching the transistor 22 in accordance with the drive signal. Specifically, when the drive signal is at the H level, the transistor 22 is turned on, and a current flows through the resistors 20 and 21, whereby a voltage corresponding to the voltage drop of the resistor 20 is generated between the emitter and base of the transistor 13. While the transistor 13 is turned on, the transistor 22 is turned off when the drive signal is at the L level, the emitter and base of the transistor 13 have substantially the same potential, and the transistor 13 is turned off. The drive signal is PWM-controlled based on the two feedback signals described above, and constant voltage control for the output voltage Vo and constant current control for the output current Io are selectively performed.

ここで、例えば、出力電圧Voの設定値を18V、出力電流Ioの設定値を20mAとなるよう基準電圧Vref等が設計され、LED2の点灯時(このときのLED電流は20mA)のLED電圧Vfが3.6Vであるとする。   Here, for example, the reference voltage Vref is designed so that the set value of the output voltage Vo is 18 V and the set value of the output current Io is 20 mA, and the LED voltage Vf when the LED 2 is lit (the LED current at this time is 20 mA). Is 3.6V.

点灯ユニット5で1個のLED2(例えばLED2a)のみを点灯する場合には、LED2全体としてのLED電圧は3.6Vであり、前記設定値18Vに満たないため、オペアンプ32は駆動信号のパルス幅を広げようと、負の電圧を出力する。しかし、出力電圧Voの上昇に伴い、出力電流IoがLED電圧が3.6Vとなる20mAを超えると、オペアンプ42は駆動信号のパルス幅を狭めようと正の電圧を出力する。当該正の電圧は、検出電圧Vdと基準電圧Vrefの分圧値との差分を増幅したものとなる。従って、ワイヤードORによりコンパレータ23へはオペアンプ42から出力された正の電圧が入力されるため、出力電流Ioに対する定電流制御が支配的になる。同様に、LED2全体としてのLED電圧が18Vとなるまで、すなわち点灯するLED2が5個までは出力電流Ioに対する定電流制御が行われることとなる。   When only one LED 2 (for example, LED 2a) is lit by the lighting unit 5, the LED voltage of the entire LED 2 is 3.6V, which is less than the set value 18V. A negative voltage is output to widen. However, if the output current Io exceeds 20 mA at which the LED voltage becomes 3.6 V as the output voltage Vo increases, the operational amplifier 42 outputs a positive voltage so as to narrow the pulse width of the drive signal. The positive voltage is obtained by amplifying the difference between the detection voltage Vd and the divided voltage value of the reference voltage Vref. Therefore, since the positive voltage output from the operational amplifier 42 is input to the comparator 23 by the wired OR, the constant current control for the output current Io becomes dominant. Similarly, constant current control for the output current Io is performed until the LED voltage of the entire LED 2 reaches 18 V, that is, up to five LEDs 2 to be lit.

これに対して、LED2が6個以上のときは、出力電流Ioが20mAに到達する前にLED2全体としてのLED電圧が18Vを超えてしまうため、出力電圧Voが前記設定値18Vを超えないように、オペアンプ32は駆動信号のパルス幅を狭めようと正の電圧を出力する。当該正の電圧は、出力電圧Voの分圧値と基準電圧Vrefとの差分を増幅したものとなる。このとき、出力電流Ioは20mAを下回っているため、オペアンプ42は駆動信号のパルス幅を広げようと、負の電圧を出力する。従って、ワイヤードORによりコンパレータ23へはオペアンプ32から出力された正の電圧が入力されるため、出力電圧Voに対する定電圧制御が支配的になる。当該定電圧制御は、例えばLED2がオープンモードで故障した場合や断線などが発生した場合に、出力電流Ioが流れなくなることにより生じる出力電圧Voの異常電圧を抑制する作用効果も奏する。   On the other hand, when the number of LEDs 2 is 6 or more, the LED voltage as a whole LED2 exceeds 18V before the output current Io reaches 20mA, so that the output voltage Vo does not exceed the set value 18V. In addition, the operational amplifier 32 outputs a positive voltage so as to narrow the pulse width of the drive signal. The positive voltage is obtained by amplifying the difference between the divided value of the output voltage Vo and the reference voltage Vref. At this time, since the output current Io is lower than 20 mA, the operational amplifier 42 outputs a negative voltage so as to widen the pulse width of the drive signal. Therefore, since the positive voltage output from the operational amplifier 32 is input to the comparator 23 by the wired OR, the constant voltage control with respect to the output voltage Vo becomes dominant. The constant voltage control also has an effect of suppressing an abnormal voltage of the output voltage Vo generated when the output current Io stops flowing, for example, when the LED 2 fails in the open mode or disconnection occurs.

このようにして、点灯ユニット5に接続されたLED2の個数に応じてLED2への印加電圧たる出力電圧Voを最適な電圧に調整することにより、LED2を定電流で駆動して点灯させることができる。定電流制御時では、出力電圧Voは(LED電圧Vf)×(LED2の個数)で求まる値となり、消費電力を当該個数に応じた最小限の値にすることができる。すなわち、点灯ユニット5により、発熱や損失の問題となる定電流素子3を設けなくても定電流制御が可能となり、LED2に関して、1個は1個の消費電力、数個は数個の消費電力となる構成を実現している。点灯ユニット5によるLED2の最大点灯個数は、入力電圧Viにより決まり、(LEDの最大点灯個数)=(入力電圧Vi−回路素子電圧)/(LED電圧Vf)という式で表せる。なお、本実施例の回路では回路素子電圧は約3V程度となる。
In this way, by adjusting the output voltage Vo, which is the voltage applied to the LED 2, to an optimum voltage according to the number of the LEDs 2 connected to the lighting unit 5, the LED 2 can be driven and lit with a constant current. . During the constant current control, the output voltage Vo is a value obtained by (LED voltage Vf) × (number of LEDs 2), and the power consumption can be set to a minimum value corresponding to the number. That is, the lighting unit 5 enables constant current control without providing the constant current element 3 that causes problems of heat generation and loss. Regarding the LED 2, one power consumption is one, and several power consumptions are several. The structure which becomes is realized. The maximum number of LEDs 2 to be lit by the lighting unit 5 is determined by the input voltage Vi, and can be expressed by the equation (maximum number of LEDs to be lit) = (input voltage Vi−circuit element voltage) / (LED voltage Vf). In the circuit of this embodiment, the circuit element voltage is about 3V.

以上のように本実施例では、LED2と、このLED2に電力を供給して点灯させる点灯制御部としての点灯ユニット5とを備えたLED点灯装置であって、点灯ユニット5は、LED2に流れる出力電流Ioに応じてLED2への印加電圧としての出力電圧Voを調整するものであることを特徴とする。   As described above, in this embodiment, the LED lighting device includes the LED 2 and the lighting unit 5 as a lighting control unit that supplies the LED 2 with power and lights it. The lighting unit 5 has an output that flows through the LED 2. The output voltage Vo as an applied voltage to the LED 2 is adjusted according to the current Io.

このようにすると、点灯ユニット5に接続されたLED2の個数に応じてLED2への出力電圧Voが最適な値に調整されるため、発熱や損失の問題となる定電流素子3を設けなくても定電流制御が可能となり、消費電力をLED2の個数に応じた最小限の値にすることができる。従って、点灯させるLED2の個数に応じた消費電力となるようLED2への出力を調整するLED点灯装置を提供することができる。   In this way, the output voltage Vo to the LED 2 is adjusted to an optimum value according to the number of the LEDs 2 connected to the lighting unit 5, so that there is no need to provide the constant current element 3 that causes problems of heat generation and loss. Constant current control is possible, and power consumption can be set to a minimum value according to the number of LEDs 2. Accordingly, it is possible to provide an LED lighting device that adjusts the output to the LED 2 so as to achieve power consumption corresponding to the number of the LEDs 2 to be lit.

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。点灯ユニット5に使用される降圧チョッパ回路19に代えて、例えば昇圧チョッパ回路やフォワードコンバータなどのスイッチング電源とすることも可能である。   In addition, this invention is not limited to the said Example, It can change in the range which does not deviate from the meaning of this invention. Instead of the step-down chopper circuit 19 used in the lighting unit 5, for example, a switching power source such as a step-up chopper circuit or a forward converter can be used.

本発明の実施例におけるLED点灯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 LED lighting device in the Example of this invention. 同上、LED点灯装置を構成する点灯ユニットの内部構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an internal structure of the lighting unit which comprises an LED lighting device same as the above. 従来例におけるLED点灯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 LED lighting device in a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

2 LED
5 点灯ユニット(点灯制御部)
2 LED
5 Lighting unit (lighting control unit)

Claims (1)

直列接続された複数のLEDを具備したLED直列回路と、このLED直列回路に電力を供給して点灯させる点灯制御部と、を備えたLED点灯装置であって、
前記点灯制御部は、
所定の入力電圧を降圧して前記LED直列回路へ電力供給する降圧回路であって、前記LED直列回路への電力供給を制御するためのスイッチング素子を含む前記降圧回路と、
前記LED直列回路に供給される出力電流をフィードバックし、該フィードバックされる出力電流値と前記LED直列回路におけるLED駆動電流として予め設定された定電流値とを比較して該出力電流値が該定電流値を超えないようにするために電流設定用フィードバック信号を発生する定電流制御回路と、
前記LED直列回路に印加される出力電圧をフィードバックし、該フィードバックされる出力電圧値と前記LED直列回路における前記LEDの最大接続可能数に対応して予め設定された定電圧値とを比較して該出力電圧値が該定電圧値を超えないようにするために電圧設定用フィードバック信号を発生する定電圧制御回路と、
前記電流設定用フィードバック信号と前記電圧設定用フィードバック信号とによって前記スイッチング素子を駆動するスイッチング制御回路と、
を備え、前記最大接続可能数以下の任意の数のLEDが前記LED直列回路に接続されているときは、前記定電流制御回路により前記LED直列回路に供給する電力を定電流制御し、前記最大接続可能数よりも多いLEDが前記LED直列回路に接続されているとき又は前記LED直列回路に断線が生じたときは、前記定電圧制御回路により前記LED直列回路に供給する電力を定電圧制御し、前記最大接続可能数以下の任意の数のLEDを接続可能としたことを特徴とするLED点灯装置。
An LED lighting device comprising: an LED series circuit comprising a plurality of LEDs connected in series; and a lighting control unit for supplying power to the LED series circuit to light it,
The lighting control unit
A step-down circuit for stepping down a predetermined input voltage and supplying power to the LED series circuit, the step-down circuit including a switching element for controlling power supply to the LED series circuit;
The output current supplied to the LED series circuit is fed back, the output current value fed back is compared with a constant current value preset as an LED driving current in the LED series circuit, and the output current value is determined. A constant current control circuit for generating a current setting feedback signal so as not to exceed the current value;
The output voltage applied to the LED series circuit is fed back, and the output voltage value fed back is compared with a constant voltage value set in advance corresponding to the maximum connectable number of the LEDs in the LED series circuit. A constant voltage control circuit for generating a voltage setting feedback signal so that the output voltage value does not exceed the constant voltage value;
A switching control circuit for driving the switching element by the current setting feedback signal and the voltage setting feedback signal;
When an arbitrary number of LEDs equal to or less than the maximum connectable number are connected to the LED series circuit, the constant current control circuit controls the power supplied to the LED series circuit by constant current control, and the maximum when disconnection or the LED series circuit when more than connectable number LED is connected to the LED series circuit occurs, the power supplied to the LED series circuit constant voltage controlled by the constant voltage control circuit An LED lighting device characterized in that an arbitrary number of LEDs less than the maximum connectable number can be connected .
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