專利名稱：發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。本發(fā)明特別涉及發(fā)光二極管照明裝置。
背景技術：
近幾年來，旨在驅動發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置，正在開發(fā)、使用之中。特開2001-313423號公報(專利文獻1)公布了現有技術的第1示例的發(fā)光二極管驅動裝置。
在現有技術的第1示例的發(fā)光二極管驅動裝置中，升壓削波器BUT，具有電感器L、與電感器L串聯的二極管D(二極管D可以兼作發(fā)光二極管LED)以及一端與電感器L和二極管D的陽極的接點連接的開關元件Q(在以下的現有技術的第1示例的講述中，符號是專利文獻1的圖紙中的符號)。
二極管D的陰極，與發(fā)光二極管LED的陽極連接。發(fā)光二極管LED，被升壓削波器BUT的直流輸出驅動。
發(fā)光二極管LED的陰極，與發(fā)光二極管電流反饋電路LFC連接。現有技術的第1示例的發(fā)光二極管驅動裝置，按照發(fā)光二極管電流反饋電路LFC的檢出信號，控制升壓削波器BUT的控制電路CC，從而在比低頻交流的周期長的時間區(qū)域看時，使發(fā)光二極管電流平均化。
開關元件Q的導通控制，在電感器L放出能量時進行。開關元件Q的截止控制，則按照開關電流值進行，或者在導通后經過所定時間時進行。
開關元件Q的另一端，設置著開關電流檢出電路SD。在發(fā)光二極管LED和接地電位之間，設置著電感器電流檢出電路LD2316。
采用上述電路結構后，可以提供發(fā)光二極管電流的穩(wěn)定性優(yōu)異而且功率損失及輸入電流變形小、比較便宜的發(fā)光二極管驅動裝置。可是，在現有技術的第1示例的發(fā)光二極管驅動裝置中，存在以下問題。
(1)因為是升壓削波器BUT，所以在開關元件截止期間，電流不流入發(fā)光二極管LED。因此發(fā)光亮度不穩(wěn)。
(2)由于檢出流入開關元件Q及發(fā)光二極管LED的電流時使用電阻SD、電阻LD，所以由電阻SD、LD造成的功率損失較大。特別是在LED照明裝置中，為了提高LED的發(fā)光亮度，需要增大流入LED的電流。這時，在現有技術示例中的那種利用電阻SD、LD的直接性的電流檢出方法，功率損失增大。
(3)由于使用電阻后檢出輸入電壓，所以在發(fā)光二極管驅動裝置動作期間，該輸入電壓檢出用電阻就始終產生功率損失。
(4)電路部件數量增多，不利于發(fā)光二極管驅動裝置的小型化。尤其在燈泡型LED照明中很不適用。

發(fā)明內容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于用簡便的結構提供功率損失小的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。
本發(fā)明的目的在于提供對于輸入電壓的變動而言，能夠精度良好地控制流入發(fā)光二極管的電流的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明具有下述結構。
根據本發(fā)明的一個觀點的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，是旨在控制具有由電壓源外加電源電壓的扼流線圈、與所述扼流線圈串聯的一個以上的發(fā)光二極管、一端與所述扼流線圈連接另一端與所述發(fā)光二極管連接將所述扼流線圈產生的反電動勢供給所述發(fā)光二極管的二極管的發(fā)光二極管塊的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，所述發(fā)光二極管驅動用半導體電路包括由與所述發(fā)光二極管連接的第1輸入端子、一端與所述第1輸入端子或所述電源電壓連接的第1FET、在所述第1輸入端子和接地電位之間連接的第1開關元件構成的開關元件塊；與所述第1FET的另一端連接，輸出基準電壓的基準電壓端子；在所述基準電壓為所定值以上時輸出起動信號，所述基準電壓比所述所定值小時輸出停止信號的起動/停止電路；檢出從所述第1輸入端子流入所述第1開關元件的電流的電流檢出電路；根據所述起動/停止電路的輸出信號和所述電流檢出電路的輸出信號，用所定的振蕩頻率斷續(xù)性地進行導通/截止控制，以便使流入所述發(fā)光二極管的電流成為恒定的控制電路。
采用以上結構后，在第1開關元件處于導通狀態(tài)時，電流按照下述方向流動扼流線圈→發(fā)光二極管→第1開關元件。在第1開關元件處于截止狀態(tài)時，在由扼流線圈、發(fā)光二極管和二極管構成的環(huán)路中，電流按照下述方向流動扼流線圈→發(fā)光二極管→二極管。本發(fā)明進行降壓削波的動作。
采用本發(fā)明后，能夠實現電力變換效率高的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。采用本發(fā)明后，能夠實現部件數量少的小型的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。采用本發(fā)明后，能夠實現即使輸入電壓變動，也能恒流控制流入發(fā)光二極管的電流的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。
在采用本發(fā)明的其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動用半導體電路中，所述開關元件塊，采用在所述第1輸入端子和接地電位之間串聯所述第1FET和所述第1開關元件的結構。
本發(fā)明適用于用共同的封裝構成第1FET和第1開關元件時。采用本發(fā)明后，由于可以由開關元件塊向控制電路供給電力，所以使起動電阻等造成的功率損失變小，能夠實現電力變換效率高的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。
在采用本發(fā)明的其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動用半導體電路中，所述開關元件塊，采用由在所述第1輸入端子和所述基準電壓端子之間連接的所述第1FET和在所述第1輸入端子和接地電位之間連接的所述第1開關元件構成的結構。
本發(fā)明適用于用不同的封裝構成第1FET和第1開關元件時。采用本發(fā)明后，由于可以由開關元件塊向控制電路供給電力，所以使起動電阻等造成的功率損失變小，能夠實現電力變換效率高的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。
采用本發(fā)明的又一個其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動用半導體電路，還具有輸入所述電壓源的電源電壓的第2輸入端子，所述開關元件塊，采用由在所述第2輸入端子和所述基準電壓端子之間連接的所述第1FET和在所述第1輸入端子和接地電位之間連接的所述第1開關元件構成的結構。
在第1FET的夾斷效應的作用下，外加給第1FET的高電位側的高電壓，在第1FET的低電位側用低電壓夾斷。采用本發(fā)明后，由于可以由開關元件塊向控制電路供給電力，所以使起動電阻等造成的功率損失變小，能夠實現電力變換效率高的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。采用本發(fā)明后，可以在使第1開關元件停止動作的期間(保持截止狀態(tài))防止發(fā)光二極管微弱發(fā)光。
采用本發(fā)明的又一個其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動用半導體電路，在所述第1FET和所述基準電壓端子之間，具有調節(jié)器。
采用本發(fā)明后，由于能使控制電路中的基準電壓保持恒定，所以能夠穩(wěn)定地實現第1開關元件的控制。
在采用本發(fā)明的又一個其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動用半導體電路中，所述電流檢出電路，通過檢出所述第1開關元件的導通電壓，從而檢出所述第1開關元件的電流。
本發(fā)明通過檢出第1開關元件的導通電壓，從而能夠實現減少電力損耗的開關元件的電流檢出、即流入發(fā)光二極管的電流峰值的檢出。采用本發(fā)明后，能夠實現電力變換效率高的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。
采用本發(fā)明的又一個其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動用半導體電路，將對流入所述第1開關元件的電流而言具有一定的較小的電流比的第2開關元件和與所述第1開關元件串聯的電阻，與所述第1開關元件串聯，在所述第1輸入端子和接地電位之間連接，所述電流檢出電路，通過檢出所述電阻兩端的電壓，從而檢出所述第1開關元件的電流。
本發(fā)明即使在第1開關元件從截止狀態(tài)向導通狀態(tài)過渡時，也能正確檢出流入第1開關元件的電流。本發(fā)明由于不利用電阻直接檢出大電流，所以能夠實現減少電力損耗的開關元件的電流檢出、即流入發(fā)光二極管的電流峰值的檢出。采用本發(fā)明后，能夠實現電力變換效率高的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。
采用本發(fā)明的又一個其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于還具有輸入檢出基準電壓的第3輸入端子，所述控制電路，按照從外部輸入所述第3輸入端子的所述檢出基準電壓，改變所述第1開關元件的導通期間，從而調整所述發(fā)光二極管的發(fā)熱亮度。
本發(fā)明能夠實現具有調光功能的、電力變換效率高的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。
采用本發(fā)明的又一個其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于還具有與所述第1FET的低電位側連接的輸入電壓檢出電路，所述控制電路，只在所述輸入電壓檢出電路的檢出電壓在所定值以上時，對所述第1開關元件斷續(xù)性地進行通斷控制。
采用本發(fā)明后，能夠減少控制電路的通斷控制的起動開始電壓的離差。本發(fā)明由于不利用電阻直接檢出輸入電壓，所以能夠實現電力變換效率高的、具有輸入電壓檢出功能的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。
采用本發(fā)明的又一個其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于還具有通過電阻做媒介，輸入所述電源電壓或所述發(fā)光二極管的輸出電壓的第4輸入端子；將所述第1FET的高電位側與所述第4輸入端子連接，利用所述電阻，調整與所述第1FET的低電位側連接的所述輸入電壓檢出電路的檢出電壓。
采用本發(fā)明后，能夠用電阻調整開關元件塊的第1FET中的低電位側的電壓對高電位側的電壓的夾斷電壓。采用本發(fā)明后，能夠實現可以簡單地調整輸入電壓檢出值的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。采用本發(fā)明后，能夠實現電力變換效率高的、具有輸入電壓檢出功能的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。
采用本發(fā)明的又一個其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動用半導體電路，還具有與輸入所述發(fā)光二極管的輸出電壓的所述第1輸入端子或輸入所述電源電壓的所述第2輸入端子連接的第2FET，切換開關后使一端與所述第1FET或所述第2FET中的某一個連接、另一端與所述調節(jié)器連接的切換開關電路；所述切換開關電路，在所述輸入電壓檢出電路的檢出電壓比所定值小時，與所述第1FET連接，在所述檢出電壓為所定值以上時，與所述第2FET連接。
采用本發(fā)明后，能夠減少檢出電壓達到所定值后利用輸入電壓檢出值調整用的電阻造成的功率損失。采用本發(fā)明后，能夠實現電力變換效率比所述本發(fā)明高的、具有輸入電壓檢出功能的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。
采用本發(fā)明的又一個其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動用半導體電路，還具有檢出所述第1開關元件的溫度的過熱保護電路，所述控制電路，在所述過熱保護電路檢出的溫度高于所定溫度時，將所述第1開關元件截止。
采用本發(fā)明后，能夠進一步確保發(fā)光二極管驅動用半導體電路的安全性。
采用本發(fā)明的一個觀點的發(fā)光二極管驅動裝置，其特征在于，具備具有由電壓源外加電源電壓的扼流線圈、與所述扼流線圈串聯的一個以上的發(fā)光二極管、一端與所述扼流線圈連接另一端與所述發(fā)光二極管連接將所述扼流線圈產生的反電動勢供給所述發(fā)光二極管的二極管的發(fā)光二極管塊，和控制所述發(fā)光二極管塊的上述發(fā)光二極管驅動用半導體電路。
采用以上結構后，在第1開關元件處于導通狀態(tài)時，電流按照下述方向流動扼流線圈→發(fā)光二極管→第1開關元件。在第1開關元件處于截止狀態(tài)時，在由扼流線圈、發(fā)光二極管和二極管構成的環(huán)路中，電流按照下述方向流動扼流線圈→發(fā)光二極管→二極管。本發(fā)明進行降壓削波的動作。
采用本發(fā)明后，能夠實現電力變換效率高的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。采用本發(fā)明后，能夠實現部件數量少的小型的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。采用本發(fā)明后，能夠實現即使輸入電壓變動，也能恒流控制流入發(fā)光二極管的電流的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。
在采用本發(fā)明的其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動裝置中，所述發(fā)光二極管塊，還具有防止給所述發(fā)光二極管外加反向電壓的反向電壓擊穿防止電路。
采用本發(fā)明后，在給發(fā)光二極管施加反向電壓時，能夠防止發(fā)光二極管破損。
在采用本發(fā)明的又一個其它觀點的上述發(fā)光二極管驅動裝置中，所述二極管的反向恢復時間在100nse以下。
采用本發(fā)明后，在第1開關元件從截止狀態(tài)向導通狀態(tài)轉變的過渡狀態(tài)中，能夠減少發(fā)光二極管的功率損失。
發(fā)明的嶄新的特征，均在添附的權利要求書中記述著。但關于構成及內容，和圖紙一起根據所能理解的以下的詳細講述，可以更好地領會、評價本發(fā)明的其它目的及特征。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
圖2是表示本發(fā)明的第1實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電壓及電流的波形圖。
圖3是表示本發(fā)明的第1實施方式的電壓VD和電壓VJ的關系的圖形。
圖4是給本發(fā)明的發(fā)光二極管塊追加反向電壓擊穿防止電路的圖形。
圖5是表示本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖6是表示本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電壓及電流的波形圖。
圖7是表示本發(fā)明的第3實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖8是表示本發(fā)明的第3實施方式的鉗位電路的具體示例的圖形。
圖9是表示本發(fā)明的第4實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖10是表示本發(fā)明的第5實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖11是表示本發(fā)明的第6實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖12是表示本發(fā)明的第7實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖13是表示本發(fā)明的第8實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖14是表示本發(fā)明的第9實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖15是表示本發(fā)明的第9實施方式的電壓VD和電壓VJ的關系的圖形。
圖16是表示本發(fā)明的第10實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖17是表示本發(fā)明的第11實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖18是表示本發(fā)明的第12實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖19是表示本發(fā)明的第13實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖20是表示本發(fā)明的第14實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖21是表示本發(fā)明的第15實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
圖22是表示本發(fā)明的第16實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路圖。
附圖的部分或全部，是為了圖解而簡要地繪制的，未必真實地描繪出所示的要素實際的相對大小及位置。對此，請予以注意。
具體實施例方式
下面，參照附圖，講述具體示出旨在實施本發(fā)明的最佳的方式的實施方式。
(第1實施方式)下面，參照圖1～圖4，講述本發(fā)明的第1實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
在圖1中，AC電源1(電壓源)，輸出電源電壓。AC電源1的兩端與整流電路2的一頭的兩端連接。整流電路2的另一頭的兩端，與旨在使電源電壓穩(wěn)定化的平滑電容器3連接。AC電源1輸出的電源電壓，經整流電路2整流，再經平滑電容器3平滑，成為直流電壓Vin。
本發(fā)明的第1實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，具有發(fā)光二極管塊(發(fā)光二極管塊包括扼流線圈4、二極管5及發(fā)光二極管6。)、控制發(fā)光二極管塊的發(fā)光二極管驅動用半導體電路101，以及與發(fā)光二極管驅動用半導體電路101連接的電容器11。圖1所示的本發(fā)明的第1實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，將直流電壓Vin作為輸入電壓輸入。但也可以取代AC電源1，輸入DC電源的輸出電壓。
在本發(fā)明的第1實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置中，扼流線圈4的一端與平滑電容器3的高電位側連接，被外加直流電壓Vin。扼流線圈4的另一端，與發(fā)光二極管6的陽極連接。
發(fā)光二極管6，是一個或多個發(fā)光二極管串聯的發(fā)光二極管組。發(fā)光二極管6，與扼流線圈4串聯。發(fā)光二極管6的陰極端子，與二極管5的陰極端子連接。
二極管5的陰極端子，與平滑電容器3的高電位側和扼流線圈4的接點連接。二極管5與扼流線圈4和發(fā)光二極管6并聯，將扼流線圈4產生的反電動勢供給發(fā)光二極管6。
發(fā)光二極管6的陰極端子，與本發(fā)明的第1實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路101的DRAIN端子7(第1輸入端子)連接。發(fā)光二極管驅動用半導體電路101，由DRAIN端子7輸入發(fā)光二極管6的輸出電壓，控制上述的發(fā)光二極管塊。
發(fā)光二極管驅動用半導體電路101，具有輸出基準電壓Vcc的VCC端子(基準電壓端子)14和與接地電位連接的GND/SOURCE端子10，在VCC端子14和GND/SOURCE端子10之間，連接電容器11。
發(fā)光二極管驅動用半導體電路101，在DRAIN端子7和GND/SOURCE端子10之間，具有開關元件塊111。開關元件塊111，控制流入發(fā)光二極管6的電流。
開關元件塊111，由結型FET8(第1結型FET)和開關元件9(第1開關元件)串聯后構成。在第1實施方式中，開關元件9是N型MOSFET。
在開關元件塊111中，結型FET8的一端(高電位側)與DRAIN端子7連接，另一端(低電位側)與開關元件9的一端連接。在第1實施方式中，結型FET8和開關元件9裝入共同的封裝。
發(fā)光二極管驅動用半導體電路101，具有與結型FET8及開關元件9的接點和開關元件9的控制端子連接、旨在控制開關元件塊111的控制電路112?？刂齐娐?12的端子22，與接地電位連接。
將結型FET8高電位側的電壓(DRAIN端子7的電壓)作為VD，低電位側的電壓作為VJ。控制電路112根據電壓VJ，輸出旨在切換開關元件9的ON/OFF的輸出信號。通過切換開關元件9的ON/OFF，控制流入發(fā)光二極管6的電流。
發(fā)光二極管驅動用半導體電路101，還具有旨在檢出流入開關元件塊111的電流的漏極電流檢出電路113，和旨在控制開關元件塊111的動作的起動/停止的起動/停止電路114。
下面，講述控制電路112的內部電路和漏極電流檢出電路113及起動/停止電路114。調節(jié)器12的一端與開關元件塊111的結型FET8和開關元件9之間連接，另一端與VCC端子14連接。調節(jié)器12輸入電壓VJ，輸出一定值的基準電壓Vcc。
起動/停止電路114的一端連接在調節(jié)器12和VCC端子14之間。起動/停止電路114輸入基準電壓Vcc，如果基準電壓Vcc是所定值以上，就輸出起動信號(High的輸出信號)；如果基準電壓Vcc比所定值小，就輸出停止信號(Low的輸出信號)。起動/停止電路114的輸出信號，輸入與其另一端連接的AND電路15。
振蕩器17輸出MAX DUTY信號和CLOCK信號。振蕩器17輸出的MAX DUTY信號輸入AND電路15，CLOCK信號輸入RS觸發(fā)器電路18的置位端子。
漏極電流檢出電路113由比較器13構成，比較器13的正端子與結型FET8的低電位側和調節(jié)器12之間的接點連接。給比較器13的正端子輸入電壓VJ，給負端子輸入檢出基準電壓Vsn。
比較器13，在電壓VJ比檢出基準電壓Vsn大時，輸出High；在電壓VJ比檢出基準電壓Vsn小時，輸出Low。流入開關元件9的電流，通過將開關元件9的導通電壓與檢出基準電壓Vsn比較后檢出。根據該檢出基準電壓Vsn，可以預先設定發(fā)光二極管6的發(fā)光亮度。比較器13的輸出信號，輸入與比較器13的輸出端子連接的AND電路19。
AND電路19還與導通時消隱脈沖發(fā)生器16連接。導通時消隱脈沖發(fā)生器16，輸入AND電路15的輸出信號，將旨在設定不檢出電流的時間的脈沖向AND電路19輸出。導通時消隱脈沖發(fā)生器16，在開關元件9從截止向導通切換之后某一定的時間(例如數百nsec)，輸出Low的輸出信號。導通時消隱脈沖發(fā)生器16在其它時間，輸出High的輸出信號。
AND電路19，輸入漏極電流檢出電路113的輸出信號和導通時消隱脈沖發(fā)生器16的輸出信號，在兩者的信號都為High時，輸出High，否則就輸出Low。將導通時消隱脈沖發(fā)生器16的輸出信號和漏極電流檢出電路113的輸出信號輸入AND電路19后，可以防止在從開關元件9的截止狀態(tài)切換成導通狀態(tài)時產生的振鈴的作用下，開關元件9的導通截止控制誤動作。
AND電路19的輸出信號，輸入與AND電路19的輸出端子連接的OR電路20。OR電路20與AND電路19和振蕩器17連接。0R電路20輸入AND電路19的輸出信號和振蕩器17的MAX DUTY的反轉信號，至少某一個是High時，輸出High，兩者的信號都是Low時輸出Low。
OR電路20的輸出信號，輸入RS觸發(fā)器電路18的復位端子。RS觸發(fā)器電路18的復位端子輸入振蕩器17輸出的CLOCK信號，將RS觸發(fā)器電路18的輸出端子Q的輸出信號，向AND電路15輸出。就是說，開關元件9的導通占空比，取決于被輸入振蕩器17的MAX DUTY的反轉信號和漏極電流檢出電路113的輸出信號的OR電路20的輸出信號。
AND電路15，輸入起動/停止電路114的輸出信號、振蕩器17的MAX DUTY的反轉信號及RS觸發(fā)器電路18的輸出信號，當它們都是High時輸出High，否則就輸出Low。AND電路15的輸出端子，通過GATE端子21，與開關元件9的控制端子連接。根據AND電路15的輸出信號(ON/OFF控制信號)，切換開關元件9的導通/截止。
一般來說，開關元件9從截止切換成導通時，在開關元件本身的C(電容)及起因于布線長度的C(電容)及L(電感)的作用下，產生瞬態(tài)的電流。另外，開關元件9的漏-源之間的電壓，在開關元件9從截止切換成導通之后經過某一定時間(通常是數百nses)后，從輸入電壓Vin向導通電壓下降。因此，在電壓降到導通電壓為止的期間，漏極電流檢出電路113即使比較導通電壓與檢出基準電壓Vsn，也不能正確檢出漏極電流ID。如果根據該漏極電流動作，控制電路112就不能進行穩(wěn)定的導通截止控制。因此，利用導通時消隱脈沖發(fā)生器16，設置不檢出電流的時間后，能夠防止控制電路112使用漏極電流檢出電路113產生的錯誤的檢出結果。
下面，使用圖2及圖3，講述本發(fā)明的第1實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的動作。圖2示出使用第1實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置時的直流電壓(Vin)的波形、DRAIN端子7的電壓(VD)的波形、VCC端子14的電壓(Vcc)的波形、DRAIN電流(ID)的波形、扼流線圈電流(IL)的波形(即流入發(fā)光二極管6的電流的波形)、檢出基準電壓(Vsn)的波形。
圖3表示結型FET8的高電位側的電壓VD和結型FET8的低電位側的電壓VJ的關系。在圖3中，開始起動電壓VDSTART，是控制電路112開始對開關元件9進行斷續(xù)性的導通截止控制時的結型FET8的高電位側的電壓(DRAIN端子7的電壓)VD的值。
在圖2中，直流電壓Vin，是通過AC電源1、整流電路2和平滑電容器3獲得的電壓。直流電壓Vin，通過扼流線圈4和發(fā)光二極管6，外加給開關元件塊111的結型FET8的高電位側。
如圖2的第1期間T1所示，向結型FET8外加直流電壓Vin后，結型FET8的高電位側的電壓VD就逐漸上升。如圖3所示，結型FET8的低電位側的電壓VJ，和高電位側的電壓VD一起上升(區(qū)域A)。高電位側的電壓VD進一步上升，成為所定的電壓VDP以上后，由于被夾斷，所以低電位側的電壓VJ就成為一定的電壓值VJP(區(qū)域B)。
如圖2的第1期間T1所示，在與結型FET8的低電位側連接的調節(jié)器12的作用下，控制電路112的VCC端子14的電壓Vcc上升。VCC端子14的電壓Vcc達到起動/停止電路114的起動電壓VccO后(這時，結型FET8的高電位側的電壓VD＝VDSTART)，起動/停止電路114輸出起動信號，控制電路112開始對開關元件9進行斷續(xù)性的通斷控制(圖2的第2期間T2)。
在調節(jié)器12的作用下，VCC端子14的電壓Vcc始終被控制成一定電壓VccO?？刂齐娐?12的停止，采用使VCC端子14的電壓Vcc低于起動/停止電路114的停止電壓的方式加以控制。
開關元件9的振蕩頻率及MAX導通占空比，分別取決于振蕩器17的CLOCK信號及MAX DUTY信號。流入開關元件9的電流，通過將開關元件9的導通電壓與漏極電流檢出電路113的檢出基準電壓Vsn進行比較后檢出。
開關元件9導通，開關元件9的導通電壓達到Vsn后，直到振蕩器17的下一個CLOCK信號輸入RS觸發(fā)器電路18的置位端子為止，使開關元件9成為截止狀態(tài)。就是說，開關元件9的導通占空比，取決于被輸入振蕩器17的MAX DUTY信號的反轉信號和漏極電流檢出電路113的輸出信號的OR電路20的輸出信號。
如上所述，由控制電路112對開關元件9進行斷續(xù)性的通斷控制，流入開關元件9的電流ID成為圖2所示。
開關元件9處于導通狀態(tài)時，將IDP作為峰值的電流ID，沿著扼流線圈4→發(fā)光二極管6→開關元件9的方向流動。流入扼流線圈4的電流(即流入發(fā)光二極管6的電流)，成為圖2的IL所示的波形。開關元件9處于導通狀態(tài)時，電流IL＝電流ID。
開關元件9處于截止狀態(tài)時，電流IL在扼流線圈4→發(fā)光二極管6→二極管5的閉環(huán)中流動。所以流入發(fā)光二極管6的電流的平均電流，成為圖2的ILO。
采用上述結構的本發(fā)明的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置，具有下述(1)～(4)的效果。
(1)本發(fā)明由于不要電阻，所以沒有起動時的功率損失。一般來說，對現有技術的發(fā)光二極管驅動用半導體電路的電力供給，通過電阻做媒介，由輸入電壓(高電壓)直流性地進行。由于該電力不僅在起動·停止時供給，而且在通常動作中也同樣供給，所以產生電阻造成的功率損失。可是，采用本發(fā)明的第1實施方式的結構后，因為不需要這種電阻，所以沒有功率損失。
(2)本發(fā)明利用漏極電流檢出電路113檢出開關元件9的導通電壓，從而檢出流入開關元件9的電流ID，所以不需要現有技術的那種電流檢出用電阻。采用本發(fā)明后，不產生電流檢出用電阻造成的功率損失。
(3)本發(fā)明使用結型FET8，作為輸入電源，從低電壓到高電壓都能使用。采用本發(fā)明后，可以用部件數量少、小型的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置，獲得穩(wěn)定的發(fā)光亮度。
(4)本發(fā)明可以改變漏極電流檢出電路的檢出基準電壓Vsn，從而預先設定發(fā)光二極管的發(fā)光亮度。
此外，在圖1中，將開關元件塊111、控制電路112、漏極電流檢出電路113及起動/停止電路114作為在同一個基板上形成的發(fā)光二極管驅動用半導體電路101，可以使發(fā)光二極管驅動裝置進一步小型化。這在以后所示的實施方式中也一樣。
此外，如圖4所示，與發(fā)光二極管6串聯設置反向電壓擊穿防止電路401或與發(fā)光二極管6并聯設置反向電壓擊穿防止電路402，可以在發(fā)光二極管6承受反向電壓時，防止發(fā)光二極管6破損。
此外，開關元件9從截止狀態(tài)向導通狀態(tài)變化的過渡狀態(tài)中，二極管5的反向恢復時間(Trr)若太慢則功率損失就要增大，所以本發(fā)明的第1實施方式的二極管5的反向恢復時間(Trr)在100nsec以下。
(第2實施方式)下面，參照圖5及圖6，講述本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖5是表示本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
在圖5所示的本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置中，將決定漏極電流檢出電路113的檢出基準電壓Vsn的端子SN，作為外部端子521(第3輸入端子)。除此之外，第2實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的電路結構，與圖1所示的第1實施方式基本相同。
下面，使用圖6，講述本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的動作。圖6示出使用第2實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置時的直流電壓(Vin)的波形、DRAIN端子7的電壓(VD)的波形、VCC端子14的電壓(Vcc)的波形、DRAIN電流(ID)的波形、扼流線圈電流(IL)的波形(即流入發(fā)光二極管6的電流的波形)、檢出基準端子521的電壓(Vsn)的波形。
關于本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的起動·停止，與本發(fā)明的第1實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置相同，故不再贅述。
第2實施方式的漏極電流檢出電路113的檢出基準電壓Vsn，可以隨著輸入外部端子SN521的電壓而變。例如，如圖6所示，以3個階段逐漸降低輸入外部端子SN521的電壓時，漏極電流檢出電路113的檢出電平也以3個階段逐漸降低，所以流入開關元件9的電流ID也以3個階段逐漸降低。這樣，如圖6的ID所示，受PWM控制的電流流入開關元件9。
流入扼流線圈4的電流IL(即流入發(fā)光二極管6的電流)，就成為圖5所示，發(fā)光二極管6的平均電流IL0，如圖5所示，以3個階段逐漸降低。這樣，在輸入外部端子SN521的Vsn電壓的作用下，發(fā)光二極管6的平均電流變化，所以第2實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，可以對發(fā)光二極管6進行調光。
此外，第2實施方式的漏極電流檢出電路113，使發(fā)光二極管6的平均電流與檢出基準電壓Vsn的變動成正比地變化。也可以取而代之，漏極電流檢出電路113，使發(fā)光二極管6的平均電流與檢出基準電壓Vsn的變動成反比地變化。(在以后的實施方式中也一樣)。
本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置，在本發(fā)明的第1實施方式中所示的效果的基礎上，還具有下述效果。本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置，將決定漏極電流檢出電路的檢出基準電壓的端子，作為外部端子SN521，從而易于從外部調整發(fā)光二極管6的發(fā)光亮度。就是說，本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置具有調光功能。
(第3實施方式)
下面，參照圖7及圖8，講述本發(fā)明的第3實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖7是表示本發(fā)明的第3實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
本發(fā)明的第3實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置中，將鉗位電路722與第2實施方式的開關元件塊111并聯。除此之外，本發(fā)明的第3實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，與圖5所示的第2實施方式的電路結構及動作內容基本相同。
開關元件9由導通狀態(tài)向截止狀態(tài)過渡時，由布線電路及布線電感產生的耦合，有時使開關元件塊111的高電位側的電壓VD成為超過開關元件9的耐壓的電壓。這就有可能導致開關元件9的破損。
第3實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，將具有比開關元件9的耐壓低的鉗位電壓的鉗位電路722，與開關元件塊111并聯。鉗位電路722，一端與發(fā)光二極管6和DRAIN端子7之間連接，另一端與GND/SOURCE端子10連接。在第3實施方式中，鉗位電路722外裝在發(fā)光二極管驅動用半導體電路101上。鉗位電路722，用該鉗位電壓鉗制開關元件塊111的高電位側的電壓，防止開關元件9的破損。
圖8是表示在鉗位電路722中使用齊納二極管822時的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。如圖8所示，第3實施方式的鉗位電路722，例如使用齊納二極管822。齊納二極管822，其陰極端子與DRAIN端子7連接，其陽極端子與GND/SOURCE端子10連接。
本發(fā)明的第3實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置，在本發(fā)明的第1及第2實施方式中所示的效果的基礎上，還具有下述效果。本發(fā)明的第3實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，在由控制電路112對發(fā)光二極管9進行斷續(xù)性的通斷控制中，可以將布線電容及布線電感造成的開關元件塊111的高電位側的電壓VD的上升鉗制在的耐壓以下。通過防止發(fā)光二極管9的破損，從而能夠實現安全性更高的發(fā)光二極管驅動裝置。
在以下的各實施方式中也同樣，通過追加鉗位電路722，從而獲得防止發(fā)光二極管9的破損的效果。
(第4實施方式)
下面，使用圖9，講述本發(fā)明的第4實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖9是表示本發(fā)明的第4實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
本發(fā)明的第4實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的發(fā)光二極管驅動用半導體電路101，是給圖5的第2實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路101追加過熱保護電路923的結構。除此之外，本發(fā)明的第4實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置，與第2實施方式的電路結構及動作內容基本相同。
過熱保護電路923，檢出開關元件9的溫度。特別是將具有開關元件9的開關元件塊111控制電路112和具有的過熱保護電路923控制電路112，在發(fā)光二極管驅動用半導體電路101的同一個基板上形成后，提高了過熱保護電路923的溫度檢出精度。
過熱保護電路923檢出開關元件9的異常的溫升后，就輸出強制性地使開關元件9截止的信號。AND電路15輸入該截止信號，強制性地使開關元件9截止。這樣，可使開關元件9的溫度下降。
解除強制性地使開關元件9截止的狀態(tài)，有下述兩種方法。
(1)停止對發(fā)光二極管驅動裝置的電源供給，直到再度開始供給電源為止，保持該截止狀態(tài)的鎖定模式。
(2)直到成為過熱保護電路923所規(guī)定的溫度以下為止，保持開關元件9的截止狀態(tài)，成為給規(guī)定的溫度以下后，自動解除截止狀態(tài)的自我恢復方式。
本發(fā)明的第4實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置，在本發(fā)明的第2實施方式中所示的效果的基礎上，還具有下述效果。采用本發(fā)明的第4實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路后，由于能夠避免異常的溫升造成發(fā)光二極管9的破損，所以能夠實現安全性更高的發(fā)光二極管驅動裝置。
在以下的各實施方式中也同樣，通過追加過熱保護電路923，從而獲得避免異常的溫升造成發(fā)光二極管9的破損的效果。
(第5實施方式)下面，使用圖10，講述本發(fā)明的第5實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖10是表示本發(fā)明的第5實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
本發(fā)明的第5實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，漏極電流檢出電路113的結構，和圖5所示的第2實施方式不同。除此之外，本發(fā)明的第5實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，與第2實施方式的電路結構及動作內容基本相同。
本發(fā)明的第5實施方式的漏極電流檢出電路113，在具有比較器13的基礎上，還具有開關元件1024(第2開關元件)和電阻1025。開關元件1024，與開關元件9并聯，一端與結型FET8的低電位側連接，另一端與電阻1025立即連接。對開關元件9而言，開關元件1024具有一定的較小的電流比。小于流入開關元件9的電流的一定比的電流，流入開關元件1024。
電阻1025與開關元件1024串聯，在開關元件1024和GND/SOURCE端子10之間連接。開關元件1024和電阻1025的接點，與比較器13的正端子連接。
第2實施方式的漏極電流檢出電路113，檢出開關元件9的導通電壓。因此，第2實施方式的漏極電流檢出電路113，在開關元件9從截止狀態(tài)向導通狀態(tài)過渡后的一定的時間(通常是數百nsec)內，不能正確檢出漏極電流ID。因此，設置導通時消隱脈沖發(fā)生器16，從而設置不檢出漏極電流的時間。
與此不同，第5實施方式的漏極電流檢出電路113，用電阻1025的兩端電壓檢出流入開關元件9的電流ID后，輸入比較器13。因此，本發(fā)明的第5實施方式的漏極電流檢出電路113，由于對由流入電阻1025的電流×電阻值的結果所決定的電壓與檢出基準電壓Vsn進行比較，所以不會象第2實施方式那樣產生不能正確檢出漏極電流的時間。
本發(fā)明的第5實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，在本發(fā)明的第2實施方式中所示的效果的基礎上，還具有下述效果。本發(fā)明的第5實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，即使開關元件9從截止狀態(tài)向導通狀態(tài)切換的瞬間，也能正確檢出漏極電流ID。
此外，在開關元件9從截止狀態(tài)向導通狀態(tài)切換的瞬間，開關元件本身的電容C及起因于布線長的電容C及電感L的作用下，流過瞬態(tài)的電流。因此，在發(fā)明的第5實施方式中，為了使開關元件穩(wěn)定地進行通斷動作，而具備導通時消隱脈沖發(fā)生器16。
(第6實施方式)下面，使用圖11，講述本發(fā)明的第6實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖11是表示本發(fā)明的第6實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
本發(fā)明的第6實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的發(fā)光二極管驅動用半導體電路101，開關元件塊111的結型FET1108的結構，和圖10所示的第5實施方式不同。除此之外，本發(fā)明的第6實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，與第5實施方式的電路結構及動作內容基本相同。
在第1～第5實施方式的開關元件塊111中，結型FET8和開關元件9串聯。第1～第5實施方式的開關元件塊111，適用于將結型FET8和開關元件9一體化、用一個封裝構成的情況。
本發(fā)明的第6實施方式的開關元件塊111，將結型FET1108的一端與DRAIN端子7和開關元件9的接點連接，另一端與調節(jié)器12連接。開關元件9，在DRAIN端子7和GND/SOURCE端子10之間連接。這種結構，適用于將結型FET8和開關元件9用不同的封裝構成的情況。
本發(fā)明的第6實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，具有和第5實施方式一樣的效果。
(第7實施方式)下面，使用圖12，講述本發(fā)明的第7實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖12是表示本發(fā)明的第7實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
本發(fā)明的第7實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，是給圖11所示的第6實施方式的結構追加了輸入電壓檢出電路1229。除此之外，本發(fā)明的第7實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，與第6實施方式的電路結構及動作內容基本相同。
本發(fā)明的第7實施方式的結型FET1108的高電位側的電壓VD和低電位側的電壓VJ，是圖3所示的關系。如第1實施方式所述，該關系大致分為2個區(qū)域——區(qū)域A和區(qū)域B。
圖3的電壓VDSTART，是控制電路112開始對開關元件9進行斷續(xù)性的通斷控制時的結型FET1108的高電位側的電壓VD。在圖3中，起動開始電壓VDSTART在區(qū)域A內，但由于結型FET8(1108)的外觀，在起動開始電壓VDSTART的值中產生離差。因此，圖11所示的第6實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，使用輸入電壓檢出用的外置部件，雖然能進行某種程度的輸入電壓檢出，但不能高精度地進行輸入電壓檢出。
第7實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，將輸入電壓檢出電路1229在結型FET1108的低電位側和AND電路15之間連接。在第7實施方式中，輸入電壓檢出電路1229包含在控制電路112內。如果結型FET1108的低電位側的電壓VJ在所定值以上，輸入電壓檢出電路1229就輸出High信號，如果電壓VJ小于所定值，則輸出Low。將輸入電壓檢出電路1229的輸出信號輸入AND電路15后，能夠減少通斷控制的起動開始電壓VDSTART的離差。
本發(fā)明的第7實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，在本發(fā)明的第6實施方式中所示的效果的基礎上，還具有下述效果。
(1)由于不需要輸入電壓檢出用的外置部件，所以能夠實現小型的高功能的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。
(2)輸入電壓檢出精度高，而且由于在輸入電壓檢出中不需要電阻，所以沒有由電阻造成的功率損失。
(第8實施方式)下面，使用圖13，講述本發(fā)明的第8實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖13是表示本發(fā)明的第8實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
本發(fā)明的第8實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，具有與平滑電容器3和扼流線圈4的接點連接，輸入直流電壓Vin的IN端子(第2輸入端子)1301。
開關元件塊111的結型FET1108的高電位側和IN端子1301連接，低電位側和調節(jié)器12連接。除此之外，本發(fā)明的第8實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，與第7實施方式的電路結構及動作內容基本相同。
在第1～第7實施方式中，在使開關元件9停止動作的期間(保持截止狀態(tài))，向發(fā)光二極管驅動用半導體電路101的電力供給，成為直流電源Vin→扼流線圈4→發(fā)光二極管6→DRAIN端子7→結型FET端子8(或1108)→VCC端子14的路線，所以發(fā)光二極管6微弱發(fā)光。
與此不同，在第8實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置中，成為直流電源Vin→IN端子1301→結型FET1108→VCC端子14的路線，由于不經過發(fā)光二極管6，所以發(fā)光二極管不進行微弱發(fā)光。
本發(fā)明的第8實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，在本發(fā)明的第7實施方式中所示的效果的基礎上，還具有下述效果。本發(fā)明的第8實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，在使開關元件9停止動作的期間(保持截止狀態(tài))，能夠防止發(fā)光二極管6微弱發(fā)光。
(第9實施方式)下面，使用圖14及圖15，講述本發(fā)明的第9實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖14是表示本發(fā)明的第9實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
本發(fā)明的第9實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，和第7實施方式不同之處是，給圖12所示的第7實施方式的結構追加了IN端子1401(第4輸入端子)和與發(fā)光二極管6的陰極端子及IN端子1401之間連接的電阻1430。除此之外，本發(fā)明的第9實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，與第7實施方式的電路結構及動作內容基本相同。
電阻1430，是為了變更起動開始電壓VDSTART而設置的，外裝在發(fā)光二極管驅動用半導體電路101上。IN端子1401通過電阻1430做媒介，輸入電壓(電壓VD-電阻1430的電阻值×電流)。
結型FET1108的高電位側，與IN端子1401連接。在電阻1430的作用下，DRAIN端子7的電壓VD和結型FET1108的低電位側的電壓VJ，成為圖15所示。
圖15示出第9實施方式中DRAIN端子7的電壓VD和結型FET1108的低電位側的電壓VJ的關系。在圖15中，1501是本發(fā)明的第9實施方式中有電阻1430時的VD-VJ特性，301是本發(fā)明的第1～第8實施方式中沒有電阻1430時的VD-VJ特性。
本發(fā)明的第9實施方式的起動開始電壓VDSTART，與沒有電阻1430的狀態(tài)301相比，向VD的高電位側位移。位移量取決于電阻1430的電阻值和流入結型FET1108的電流的乘積。因此，如果變更電阻1430的電阻值，就能很容易地變更起動開始電壓VDSTART。
本發(fā)明的第9實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，在本發(fā)明的第7實施方式中所示的效果的基礎上，還具有下述效果。本發(fā)明的第9實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，不僅能夠調整控制電路112內由輸入電壓檢出電路1229產生的起動開始電壓VDSTART的離差，而且能夠通過變更外裝電阻1430的電阻值，輕易變更起動開始電壓VDSTART。
(第10實施方式)下面，使用圖16，講述本發(fā)明的第10實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖16是表示本發(fā)明的第10實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
本發(fā)明的第10實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，給圖13所示的第8實施方式的結構追加了一端與平滑電容器3和扼流線圈4之間的接點連接、另一端與IN端子1301連接的電阻1630。除此之外，本發(fā)明的第9實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，與第7實施方式的電路結構及動作內容基本相同。在第10實施方式中，直流電壓Vin通過電阻1630和IN端子1301做媒介，外加給結型FET1108的高電位側。
本發(fā)明的第10實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，在本發(fā)明的第8實施方式中所示的效果的基礎上，還具有和圖14所示的本發(fā)明的第9實施方式同樣的效果。就是說，本發(fā)明的第10實施方式的起動開始電壓VDSTART，在電阻1630的作用下，與沒有電阻1630的狀態(tài)301相比，向VD的高電位側位移(圖15)。位移量取決于電阻1630的電阻值和流入結型FET1108的電流的乘積。因此，如果變更電阻1630的電阻值，就能很容易地變更輸入輸入電壓檢出電路1229的電壓檢出值(VJ)。即能夠變更起動開始電壓VDSTART。
(第11實施方式)下面，使用圖17，講述本發(fā)明的第11實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖17是表示本發(fā)明的第11實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
本發(fā)明的第11實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，是給圖14所示的第9實施方式的結構追加了結型FET1731和切換開關1732。除此之外，本發(fā)明的第11實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，與第9實施方式的電路結構及動作內容基本相同。
第11實施方式的開關元件塊111還具有結型FET1731，結型FET1731的高電位側，與DRAIN端子7(開關元件9的高電位側)連接。
第11實施方式的控制電路112還具有切換開關1732。切換開關1732的第1切換開關端子(圖17的上側的端子)，與結型FET1108的低電位側連接。切換開關1732的第2切換開關端子(圖17的下側的端子)，與新追加的結型FET1731的低電位側連接。
切換開關1732的輸出側，與調節(jié)器12和輸入電壓檢出電路1229連接。切換開關1732，根據輸入電壓檢出電路1229的輸出信號，切換第1切換開關端子和第2切換開關端子的連接。
在圖17所示的發(fā)光二極管驅動裝置中，在控制電路112開始對開關元件9進行斷續(xù)性的通斷控制之前，切換開關1732與結型FET1108連接。在與結型FET1108的高電位側連接的電阻1430的作用下，可以變更起動開始電壓VDSTART。
與控制電路112開始對開關元件9進行斷續(xù)性的通斷控制的同時，在輸入電壓檢出電路1229的輸出信號的作用下，將切換開關1732和調節(jié)器12的連接，從結型FET1108切換成結型FET1731。在結型FET1731的高電位側和發(fā)光二極管6之間，由于沒有連接電阻1430，所以能夠防止電阻1430造成的功率損失。
本發(fā)明的第11實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，在本發(fā)明的第9實施方式中所示的效果的基礎上，還具有下述效果。本發(fā)明的第11實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，在控制電路112開始對開關元件9進行斷續(xù)性的通斷控制之后，沒有電阻1430造成的功率損失。
此外，也可以取代將結型FET1731的一端與DRAIN端子7的連接，輸入直流電壓Vin地連接。例如象圖13所示，設置輸入直流電壓Vin的輸入端子1301，將結型FET1731的一端與輸入端子1301連接，將另一端與切換開關1732連接。這樣，如圖13所示的第8實施方式一樣，在使開關元件9停止動作的期間，進一步獲得防止發(fā)光二極管6發(fā)出微弱的光的效果。
(第12實施方式)下面，使用圖18，講述本發(fā)明的第12實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖18是表示本發(fā)明的第12實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
本發(fā)明的第12實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，是給圖16所示的第10實施方式的結構追加了結型FET1731和切換開關1732。除此之外，本發(fā)明的第12實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，與第10實施方式的電路結構及動作內容基本相同。
第12實施方式的開關元件塊111還具有結型FET1731。結型FET1731的高電位側，與DRAIN端子7(開關元件9的高電位側)連接。
第12實施方式的控制電路112還具有切換開關1732。切換開關1732的第1切換開關端子(圖18的上側的端子)，與結型FET1108的低電位側連接。切換開關1732的第2切換開關端子(圖18的下側的端子)，與新追加的結型FET1731的低電位側連接。
切換開關1732的輸出側，與調節(jié)器12和輸入電壓檢出電路1229連接。切換開關1732，根據輸入電壓檢出電路1229的輸出信號，切換第1切換開關端子和第2切換開關端子的連接。
本發(fā)明的第12實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，在圖16的本發(fā)明的第10實施方式中所示的效果的基礎上，還具有和用圖17所示的本發(fā)明的第11實施方式追加的效果相同的效果。就是說，圖18所示的第12實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的控制電路112，在對開關元件9開始斷續(xù)性的通斷控制的同時，還根據輸入電壓檢出電路1229的輸出信號，將與切換開關1732的調節(jié)器12的連接，從結型FET1108切換成結型FET1731。這樣，能夠防止開始通斷控制后電阻1630造成的功率損失。
此外，也可以取代將結型FET1731的一端與DRAIN端子7的連接，輸入直流電壓Vin地連接。這時，發(fā)光二極管驅動用半導體電路101，在圖18的輸入端子1301之外，還設置不通過電阻1630做媒介地輸入直流電壓Vin的輸入端子。將結型FET1731與該輸入端子和切換開關1732之間連接。這樣，在使開關元件9停止動作的期間，進一步獲得能夠防止發(fā)光二極管6發(fā)出微弱的光的效果。
(第13實施方式)下面，使用圖19，講述本發(fā)明的第13實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖19是表示本發(fā)明的第13實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
本發(fā)明的第13實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，是給圖17所示的第11實施方式的結構追加了電阻1933、電阻1934、輸入端子INH1936及比較器1935。除此之外，本發(fā)明的第13實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，與第11實施方式的電路結構及動作內容基本相同。
電阻1933及電阻1934，與平滑電容器3和扼流線圈4的接點和GND/SOURCE端子10之間連接。電阻1933及電阻1934的接點，與輸入端子INH1936連接。輸入端子INH1936，被輸入比較器13935的負端子。比較器13935的負端子，與內部電路連接，輸出端子與AND電路15連接。
在第13實施方式中，電阻1933和電阻1934，外裝在發(fā)光二極管驅動用半導體電路101上。比較器1935和輸入端子INH1936，則被發(fā)光二極管驅動用半導體電路101包含。
圖19所示的本發(fā)明的第13實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，用電阻1933和電阻1934將直流電壓Vin分壓。該被分壓的電壓，輸入輸入端子INH1936，被比較器1935檢出。比較器1935將其與所定值(上限值)進行比較的結果，向AND電路15輸出。
這樣，本發(fā)明可以規(guī)定旨在使控制電路112對開關元件9進行斷續(xù)性的通斷控制的IN端子1401或DRAIN端子7的輸入電壓的上限值。
本發(fā)明的第13實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，在本發(fā)明的第11實施方式中所示的效果的基礎上，還具有下述效果。本發(fā)明的第13實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，成為用規(guī)定的直流電壓Vin以下(的電壓)使控制電路112對開關元件9進行斷續(xù)性的通斷控制。例如，即使由于AC電源的離差較大等時，直流電壓Vin的上限變大，也因為只給發(fā)光二極管驅動裝置外加規(guī)定的上限值以下的電壓值，所以能夠防止發(fā)光二極管驅動裝置的劣化及破損。本發(fā)明能夠確保更高的安全性。
(第14實施方式)下面，使用圖20，講述本發(fā)明的第14實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖20是表示本發(fā)明的第14實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
本發(fā)明的第14實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，是給圖18所示的第12實施方式的結構追加了電阻1933、電阻1934、比較器1935及輸入端子INH1936。除此之外，本發(fā)明的第14實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，與第12實施方式的電路結構及動作內容基本相同。電阻1933、電阻1934、比較器1935及輸入端子INH1936，與圖19所示的第13實施方式一樣，所以不再贅述。
本發(fā)明的第14實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，在本發(fā)明的第12實施方式中所示的效果的基礎上，還具有與圖19所示的第13實施方式一樣的效果。即本發(fā)明的第14實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，成為用規(guī)定的直流電壓Vin以下(的電壓)使控制電路112對開關元件9進行斷續(xù)性的通斷控制。例如，即使由于AC電源的離差較大等時，直流電壓Vin的上限變大，也因為只給發(fā)光二極管驅動裝置外加規(guī)定的上限值以下的電壓值，所以能夠防止發(fā)光二極管驅動裝置的劣化及破損。本發(fā)明能夠確保更高的安全性。
(第15實施方式)
下面，使用圖21，講述本發(fā)明的第15實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖21是表示本發(fā)明的第15實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。
第1～第14實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置，通過改變電流ID的峰值，控制流入發(fā)光二極管6的電流(電流模式)。
第15實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置，通過改變開關元件9的導通期間，控制流入發(fā)光二極管6的電流(電壓模式)。
圖21所示的本發(fā)明的第15實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，對圖5所示的本發(fā)明的第2實施方式而言，控制電路112的結構有如下不同。
(1)在漏極電流檢出電路113中，用開關元件9的導通電壓檢出流入開關元件9的電流，但檢出基準電壓恒定，即流入開關元件9的電流的最大值始終恒定。
(2)第15實施方式的振蕩器2126，在輸出MAX DUTY信號和CLOCK信號的基礎上，還輸出鋸齒波SAWTOOTH信號。鋸齒波SAWTOOTH信號，被輸入比較器2127的負端子。比較器2127的正端子與外部連接端子SN521連接，比較器2127比較SAWTOOTH信號和外加給外部端子SN521的電壓Vsn，輸出比較的結果。比較器2127的輸出端子，與OR電路2128連接。OR電路2128，輸入比較器2127的輸出信號和AND電路19的輸出信號，將輸出信號向觸發(fā)器電路18的復位端子輸出。采用該結構后，改變對外部端子SN521的輸入電壓，可以改變開關元件9的導通占空比。就是說，本發(fā)明的第15實施方式進行PWM控制。
使用本發(fā)明的第15實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置時，如上所述雖然與第2實施方式的結構不同，但各端子的電流·電壓波形和圖6相同。本發(fā)明的第15實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，和圖5所示的本發(fā)明的第2實施方式具有相同的效果。
(第16實施方式)下面，使用圖22，講述本發(fā)明的第16實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。圖22是表示本發(fā)明的第16實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置的圖形。第16實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，和圖21的第15實施方式一樣，通過改變開關元件9的導通期間，控制流入發(fā)光二極管6的電流(電壓模式)。
圖22所示的本發(fā)明的第16實施方式的發(fā)光二極管驅動裝置，對圖21所示的本發(fā)明的第15實施方式而言，開關元件塊111和漏極電流檢出電路113的結構有如下不同。
(1)在開關元件塊111中，將結型FET1108與DRAIN端子7和調節(jié)器12之間連接(與圖11的第6實施方式相同)。
(2)漏極電流檢出電路113在具有比較器13的基礎上，還具有開關元件1024和電阻1025(與圖10的第5實施方式相同)。
使用本發(fā)明的第16實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置時，但各端子的電流·電壓波形如圖6所示。
本發(fā)明的第16實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，具有和圖21所示的本發(fā)明的第15實施方式相同的效果。本發(fā)明的第16實施方式，還具有第5實施方式的效果(開關元件9從截止狀態(tài)向導通狀態(tài)過渡時，能夠從切換的瞬間正確檢出漏極電流ID。)本發(fā)明的第16實施方式的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及發(fā)光二極管驅動裝置，適用于以不同的封裝構成結型FET1108和開關元件9時。
采用本發(fā)明后，能夠用高電力變換效率實現小型的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。
采用本發(fā)明后，能夠實現對于輸入電壓的變動而言可以高精度地控制流入發(fā)光二極管的電流的發(fā)光二極管驅動用半導體電路及具有它的發(fā)光二極管驅動裝置。
本發(fā)明可以在使用發(fā)光二極管的所有裝置、機器中得到利用，特別是作為LED照明機器，十分有用。
以上，以某種的詳細程度就適當的實施方式講述了本發(fā)明。但該適當的實施方式的所述內容，在其構成細節(jié)上應該有所變化，各要素的組合及順序的變化，可在不違背權利要求的發(fā)明范圍及思想的前提下實現。
權利要求
1.一種發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于用于控制具有由電壓源外加電源電壓的扼流線圈、與所述扼流線圈串聯的一個以上的發(fā)光二極管、一端與所述扼流線圈連接另一端與所述發(fā)光二極管連接并將所述扼流線圈產生的反電動勢供給所述發(fā)光二極管的二極管的發(fā)光二極管塊，所述發(fā)光二極管驅動用半導體電路，包括與所述發(fā)光二極管連接的第1輸入端子；具有一端與所述第1輸入端子或所述電源電壓連接的第1FET、和在所述第1輸入端子與接地電位之間連接的第1開關元件的開關元件塊；與所述第1FET的另一端連接，輸出基準電壓的基準電壓端子；在所述基準電壓為所定值以上時輸出起動信號，在所述基準電壓比所述所定值小時輸出停止信號的起動/停止電路；檢出從所述第1輸入端子流入所述第1開關元件的電流的電流檢出電路；以及根據所述起動/停止電路的輸出信號和所述電流檢出電路的輸出信號，用所定的振蕩頻率斷續(xù)性地對所述第1開關元件進行導通/截止控制，以便使流入所述發(fā)光二極管的電流成為恒定的控制電路。
2.如權利要求1所述的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于所述開關元件塊，采用在所述第1輸入端子與接地電位之間串聯所述第1FET和所述第1開關元件的結構。
3.如權利要求1所述的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于所述開關元件塊，由在所述第1輸入端子與所述基準電壓端子之間連接的所述第1FET，和在所述第1輸入端子與接地電位之間連接的所述第1開關元件構成。
4.如權利要求1所述的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于所述發(fā)光二極管驅動用半導體電路，還具有輸入所述電壓源的電源電壓的第2輸入端子，所述開關元件塊，由在所述第2輸入端子與所述基準電壓端子之間連接的所述第1FET，和在所述第1輸入端子與接地電位之間連接的所述第1開關元件構成。
5.如權利要求1所述的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于在所述第1FET與所述基準電壓端子之間，具有調節(jié)器。
6.如權利要求1所述的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于所述電流檢出電路，通過檢出所述第1開關元件的導通電壓，從而檢出所述第1開關元件的電流。
7.如權利要求1所述的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于將對流入所述第1開關元件的電流而言具有一定的較小的電流比的第2開關元件、和與所述第2開關元件串聯的電阻，與所述第1開關元件串聯后，連接在所述第1輸入端子與接地電位之間，所述電流檢出電路，通過檢出所述電阻兩端的電壓，從而檢出所述第1開關元件的電流。
8.如權利要求1所述的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于所述發(fā)光二極管驅動用半導體電路，還具有輸入檢出基準電壓的第3輸入端子，所述控制電路，按照從外部輸入所述第3輸入端子的所述檢出基準電壓，改變所述第1開關元件的導通期間，從而調整所述發(fā)光二極管的發(fā)光亮度。
9.如權利要求1所述的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于所述發(fā)光二極管驅動用半導體電路，還具有與所述第1FET的低電位側連接的輸入電壓檢出電路，所述控制電路，只在所述輸入電壓檢出電路的檢出電壓在所定值以上時，對所述第1開關元件斷續(xù)性地進行導通/截止控制。
10.如權利要求9所述的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于還具有通過電阻輸入所述電源電壓或所述發(fā)光二極管的輸出電壓的第4輸入端子；將所述第1FET的高電位側與所述第4輸入端子連接，利用所述電阻，調整所述輸入電壓檢出電路的檢出電壓。
11.如權利要求10所述的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于還具有與輸入所述發(fā)光二極管的輸出電壓的所述第1輸入端子或輸入所述電源電壓的所述第2輸入端子連接的第2FET，和通過切換開關使一端與所述第1FET或所述第2FET中的某一個連接、而另一端與所述調節(jié)器連接的切換開關電路；所述切換開關電路，在所述輸入電壓檢出電路的檢出電壓比所定值小時，與所述第1FET連接，而在所述檢出電壓為所定值以上時，與所述第2FET連接。
12.如權利要求1所述的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，其特征在于還具有檢出所述第1開關元件的溫度的過熱保護電路，所述控制電路，在所述過熱保護電路檢出的溫度高于所定溫度時，將所述第1開關元件截止。
13.一種發(fā)光二極管驅動裝置，其特征在于，具備具有由電壓源外加電源電壓的扼流線圈、與所述扼流線圈串聯的一個以上的發(fā)光二極管、以及一端與所述扼流線圈連接另一端與所述發(fā)光二極管連接并將所述扼流線圈產生的反電動勢供給所述發(fā)光二極管的二極管的發(fā)光二極管塊；和控制所述發(fā)光二極管塊的權利要求1～12任一項所述的發(fā)光二極管驅動用半導體電路。
14.如權利要求13所述的發(fā)光二極管驅動裝置，其特征在于所述發(fā)光二極管塊，還具有防止給所述發(fā)光二極管外加反向電壓的反向電壓擊穿防止電路。
15.如權利要求13所述的發(fā)光二極管驅動裝置，其特征在于所述二極管的反向恢復時間在100nse以下。
全文摘要
本發(fā)明的發(fā)光二極管驅動用半導體電路，包括與發(fā)光二極管連接的第1輸入端子、具有第1FET和第1開關元件的開關元件塊；與第1FET的另一端連接，輸出基準電壓的基準電壓端子；在基準電壓為所定值以上時輸出起動信號，基準電壓比所定值小時輸出停止信號的起動/停止電路；檢出流入第1開關元件的電流的電流檢出電路；根據起動/停止電路的輸出信號和電流檢出電路的輸出信號，用所定的振蕩頻率斷續(xù)性地進行導通/截止控制，以便使流入發(fā)光二極管的電流成為恒定的控制電路。
文檔編號H01L33/00GK1780512SQ20051010880
公開日2006年5月31日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權日2004年10月1日
發(fā)明者八谷佳明, 荒川龍?zhí)?申請人:松下電器產業(yè)株式會社