(57)【要約】【課題】発熱による駆動素子の故障を防止すると同時に、出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似したことによるノイズ低減効果が最大限に発揮されるようにする。【解決手段】出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間に基づいて定電流値を決定し、定電流値を切り換え、基準時間ｄｔの経過後に経過時間が第１の正弦波近似時間区間内であるかどうかを判定し、区間内であれば繰り返す。経過時間が第１の正弦波近似時間区間内でなくなると、定電流値を一定傾き用電流値に設定する。出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの所定割合になると、経過時間に基づいて定電流値を決定し、定電流値に切り換え、基準時間ｄｔの経過後に経過時間が第２の正弦波近似時間区間内であるかどうかを判定し、区間内であれば繰り返す。経過時間が第２の正弦波近似時間区間内でなくなると、定電流値をリーク電流相当電流値に設定する。【選択図】  図３
2006319753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷を、駆動素子を通じて電流駆動する電流駆動制御方法において、
前記出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似するとともに、前記台形斜辺の傾きを電源電圧に応じて可変に制御し前記台形斜辺の傾き時間が前記駆動素子の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定することを特徴とする電流駆動制御方法。
【請求項２】
出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷を、充電回路の充電電圧に基づいて駆動素子を通じて電流駆動する電流駆動制御方法において、
前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間に基づいて定電流値を決定する第１の定電流値決定ステップと、
前記充電回路に流れる電流値を前記定電流値に切り換える第１の定電流値切換えステップと、
基準時間の経過後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第１の正弦波近似時間区間内であれば前記第１の定電流値決定ステップに制御を戻す第１の判定ステップと、
前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が前記第１の正弦波近似時間区間内でなくなると前記充電回路に流れる電流値を一定傾き用電流値に設定する一定傾き用電流値設定ステップと、
前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことを検出する電圧割合検出ステップと、
前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間に基づいて定電流値を決定する第２の定電流値決定ステップと、
前記充電回路に流れる電流値を前記定電流値に切り換える第２の定電流値切換えステップと、
基準時間の経過後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第２の正弦波近似時間区間内であれば前記第２の定電流値決定ステップに制御を戻す第２の判定ステップと、
前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が前記第２の正弦波近似時間区間内でなくなると前記充電回路に流れる電流値をリーク電流相当電流値に設定するリーク電流相当電流値設定ステップと
を含むことを特徴とする電流駆動制御方法。
【請求項３】
出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷を、充電回路の充電電圧に基づいて駆動素子を通じて電流駆動する電流駆動制御方法において、
前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧に基づいて定電流値を決定する第１の定電流値決定ステップと、
前記充電回路に流れる電流値を前記定電流値に切り換える第１の定電流値切換えステップと、
出力制御電圧の増減変動が基準電圧を越えた後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が第１の正弦波近似電圧区間内であれば前記第１の定電流値決定ステップに制御を戻す第１の判定ステップと、
前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が前記第１の正弦波近似電圧区間内でなくなると前記充電回路に流れる電流値を一定傾き用電流値に設定する一定傾き用電流値設定ステップと、
前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことを検出する電圧割合検出ステップと、
前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧に基づいて定電流値を決定する第２の定電流値決定ステップと、
前記充電回路に流れる電流値を前記定電流値に切り換える第２の定電流値切換えステップと、
出力制御電圧の増減変動が基準電圧を越えた後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が第２の正弦波近似電圧区間内であれば前記第２の定電流値決定ステップに制御を戻す第２の判定ステップと、
前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が前記第２の正弦波近似電圧区間内でなくなると前記充電回路に流れる電流値をリーク電流相当電流値に設定するリーク電流相当電流値設定ステップと
を含むことを特徴とする電流駆動制御方法。
【請求項４】
前記負荷が、ランプである請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電流駆動制御方法。
【請求項５】
前記駆動素子が、電界効果トランジスタである請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電流駆動制御方法。
【請求項６】
出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷と、
電源電圧が印加された電流検出用抵抗と、
前記負荷と前記電流検出用抵抗との間に接続され、前記負荷を電流駆動する駆動素子と、
前記電流検出用抵抗の電圧に基づいて電流を検出する電流検出回路と、
前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことを検出する電圧割合検出回路と、
前記出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似するとともに、前記台形斜辺の傾きを電源電圧に応じて可変に制御し前記台形斜辺の傾き時間が前記駆動素子の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定するための電流値を出力する傾き制御回路と、
前記傾き制御回路からの電流値に基づいて電流を切り換える定電流回路と、
前記定電流回路からの定電流により充電される充電回路と、
前記電流検出回路の検出電圧と前記充電回路の充電電圧との差分電圧で前記駆動素子を制御するコンパレータと
を有することを特徴とする電流駆動制御回路。
【請求項７】
出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷と、
電源電圧が印加された電流検出用抵抗と、
前記負荷と前記電流検出用抵抗との間に接続され、前記負荷を電流駆動する駆動素子と、
前記電流検出用抵抗の電圧に基づいて電流を検出する電流検出回路と、
前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことを検出する電圧割合検出回路と、
前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間に基づいて定電流値を決定し、前記定電流値に切り換え、基準時間の経過後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第１の正弦波近似時間区間内であれば繰り返し、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が前記第１の正弦波近似時間区間内でなくなると定電流値を一定傾き用電流値に設定し、前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことが検出されると、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間に基づいて定電流値を決定し、前記定電流値に切り換え、基準時間の経過後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第２の正弦波近似時間区間内であれば繰り返し、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が前記第２の正弦波近似時間区間内でなくなると定電流値をリーク電流相当電流値に設定することにより、前記出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似するとともに、前記台形斜辺の傾きを電源電圧に応じて可変に制御し前記台形斜辺の傾き時間が前記駆動素子の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定するための電流値を出力する傾き制御回路と、
前記傾き制御回路からの電流値に基づいて電流を切り換える定電流回路と、
前記定電流回路からの定電流により充電される充電回路と、
前記電流検出回路の検出電圧と前記充電回路の充電電圧との差分電圧で前記駆動素子を制御するコンパレータと
を有することを特徴とする電流駆動制御回路。
【請求項８】
出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷と、
電源電圧が印加された電流検出用抵抗と、
前記負荷と前記電流検出用抵抗との間に接続され、前記負荷を電流駆動する駆動素子と、
前記電流検出用抵抗の電圧に基づいて電流を検出する電流検出回路と、
前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことを検出する電圧割合検出回路と、
前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧に基づいて定電流値を決定し、前記定電流値に切り換え、出力制御電圧の増減変動が基準電圧を越えた後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が第１の正弦波近似電圧区間内であれば繰り返し、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が前記第１の正弦波近似電圧区間内でなくなると定電流値を一定傾き用電流値に設定し、前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことが検出されると、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧に基づいて定電流値を決定し、前記定電流値に切り換え、出力制御電圧の増減変動が基準電圧を越えた後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が第２の正弦波近似電圧区間内であれば繰り返し、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が前記第２の正弦波近似電圧区間内でなくなると定電流値をリーク電流相当電流値に設定することにより、前記出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似するとともに、前記台形斜辺の傾きを電源電圧に応じて可変に制御し前記台形斜辺の傾き時間が前記駆動素子の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定するための電流値を出力する傾き制御回路と、
前記傾き制御回路からの電流値に基づいて電流を切り換える定電流回路と、
前記定電流回路からの定電流により充電される充電回路と、
前記電流検出回路の検出電圧と前記充電回路の充電電圧との差分電圧で前記駆動素子を制御するコンパレータと
を有することを特徴とする電流駆動制御回路。
【請求項９】
前記負荷が、ランプである請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の電流駆動制御回路。
【請求項１０】
前記駆動素子が、電界効果トランジスタである請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の電流駆動制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電流駆動制御方法および電流駆動制御回路に関し、詳しくは出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷に対し、出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似する電流駆動制御方法および電流駆動制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、図７に例示するように、通信用ＩＣ（Integrated Circuit）等において電圧の台形状の出力波形の一部（エッジ部分）を正弦波で近似することにより、ノイズを低減するようにした技術がすでに知られている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。この従来技術では、図８に示すように、電圧の台形斜辺の傾きを固定して制御するようにしていた。
【特許文献１】特開２００４-２８９５９７号公報
【特許文献２】特開平９-２６１０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した従来技術では、電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷（例えば、ランプ等のラッシュ電流が流れる負荷）を駆動素子を通じて電流駆動するような場合、電圧の台形斜辺の傾きが緩やか（垂直線から離れる方向の傾きを緩やかという）になるに従って、台形斜辺のエッジ部分の正弦波近似によるノイズ低減効果が大きくなる。このため、図８に示すように、電圧の台形斜辺の傾きを通常使用電圧でノイズを低減できる傾きに固定すると、負荷にかかる電圧が高くなればなるほど電圧の台形斜辺の傾き時間ΔＴが長くなり、台形斜辺の傾き時間ΔＴの間に駆動素子に流れる電流が増えて駆動素子の発熱量が増大し、発熱によって駆動素子が焼き切れて故障するおそれが生じるという課題があった。したがって、ランプ等の負荷を制御する場合には、電圧の台形斜辺の傾きをできるだけ急（垂直線に近づく方向の傾きを急という）にすることが望ましいという要請が生じていた。
【０００４】
一方、図９に示すように、発熱によって駆動素子が焼き切れることがないように、最大電圧時に合わせて電圧の台形斜辺の傾きを急に決定すると、電圧の台形斜辺の傾き時間ΔＴが短くなるので、通常使用電圧時に台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似したことによるノイズ低減効果が減殺されるという課題があった。このため、電圧の台形斜辺の傾きをノイズ低減効果が得られる程度に緩やかにする必要があるという要請が生じていた。
【０００５】
上記のように、駆動素子の故障防止のために電圧の台形斜辺の傾きをできるだけ急にすることが望ましいという要請と、電圧の台形斜辺の傾きをノイズ低減効果が得られる程度に緩やかにする必要があるという要請との相反する２つの要請があり、これらの要請を共に満たす解決策が望まれていた。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、出力制御電圧のサチュレーションまでの時間（傾き時間ΔＴ）を駆動素子の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間に設定することにより、発熱による駆動素子の故障を防止すると同時に、台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似したことによるノイズ低減効果が最大限に発揮されるようにした電流駆動制御方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の課題は、上記電流駆動制御方法を実現するようにした電流駆動制御回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の電流駆動制御方法は、出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷を、駆動素子を通じて電流駆動する電流駆動制御方法において、前記出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似するとともに、前記台形斜辺の傾きを電源電圧に応じて可変に制御し前記台形斜辺の傾き時間が前記駆動素子の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定することを特徴とする。請求項１記載の電流駆動制御方法によれば、出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似することにより、ノイズ低減効果を得ることができる。同時に、台形斜辺の傾きを電源電圧に応じて可変に制御しノイズの発生源となる出力制御電圧の台形斜辺の傾き時間を駆動素子の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定したことにより、駆動素子の発熱に起因する故障を未然に防止することができる。
【０００９】
請求項２記載の電流駆動制御方法は、出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷を、充電回路の充電電圧に基づいて駆動素子を通じて電流駆動する電流駆動制御方法において、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間に基づいて定電流値を決定する第１の定電流値決定ステップと、定電流回路に流れる電流値を前記定電流値に切り換える第１の定電流値切換えステップと、基準時間の経過後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第１の正弦波近似時間区間内であるかどうかを判定する第１の判定ステップと、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第１の正弦波近似時間区間内でなくなると前記充電回路に流れる電流値を一定傾き用電流値に設定する一定傾き用電流値設定ステップと、前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことを検出する電圧割合検出ステップと、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間に基づいて前記定電流値を決定する第２の定電流値決定ステップと、定電流回路に流れる電流値を前記定電流値に切り換える第２の定電流値切換えステップと、基準時間の経過後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第２の正弦波近似時間区間内であるかどうかを判定する第２の判定ステップと、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第２の正弦波近似時間区間内でなくなると前記充電回路に流れる電流値をリーク電流相当電流値に設定するリーク電流相当電流値設定ステップとを含むことを特徴とする。請求項２記載の電流駆動制御方法によれば、ノイズ源となる出力制御電圧の台形斜辺の傾き制御の開始・終了時に正弦波近似を基準時間ごとに経過時間の目標値に向けて制御することにより、出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波に近似できると同時に、出力制御電圧の台形斜辺の傾き時間をほぼ一定時間とすることができるので、ノイズおよび発熱量ともに小さくすることができるという効果がある。 
【００１０】
請求項３記載の電流駆動制御方法は、出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷を、充電回路の充電電圧に基づいて駆動素子を通じて電流駆動する電流駆動制御方法において、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧に基づいて定電流値を決定する第１の定電流値決定ステップと、定電流回路に流れる電流値を前記定電流値に切り換える第１の定電流値切換えステップと、出力制御電圧の増減変動が基準電圧を越えた後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が第１の正弦波近似電圧区間内であるかどうかを判定する第１の判定ステップと、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が第１の正弦波近似電圧区間内でなくなると前記充電回路に流れる電流値を一定傾き用電流値に設定する一定傾き用電流値設定ステップと、前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことを検出する電圧割合検出ステップと、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧に基づいて前記定電流値を決定する第２の定電流値決定ステップと、定電流回路に流れる電流値を前記定電流値に切り換える第２の定電流値切換えステップと、出力制御電圧の増減変動が基準電圧を越えた後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が第２の正弦波近似電圧区間内であるかどうかを判定する第２の判定ステップと、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第２の正弦波近似電圧区間内でなくなると前記充電回路に流れる電流値をリーク電流相当電流値に設定するリーク電流相当電流値設定ステップとを含むことを特徴とする。請求項３記載の電流駆動制御方法によれば、ノイズ源となる出力制御電圧の台形斜辺の傾き制御の開始・終了時に正弦波近似を基準電圧ごとに増減電圧の目標値に向けて制御することにより、出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波に近似できると同時に、出力制御電圧の台形斜辺の傾き時間をほぼ一定時間とすることができるので、ノイズおよび発熱量ともに小さくすることができるという効果がある。
【００１１】
請求項４記載の電流駆動制御方法は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電流駆動制御方法において、前記負荷が、ランプであることを特徴とする。請求項４記載の電流駆動制御方法によれば、ランプの電流駆動に用いられる駆動素子の発熱による故障を大幅に低減することができる。
【００１２】
請求項５記載の電流駆動制御方法は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電流駆動制御方法において、前記駆動素子が、電界効果トランジスタであることを特徴とする。請求項５記載の電流駆動制御方法によれば、駆動素子である電界効果トランジスタの発熱による故障を大幅に低減することができる。
【００１３】
請求項６記載の電流駆動制御回路は、出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷と、電源電圧が印加された電流検出用抵抗と、前記負荷と前記電流検出用抵抗との間に接続され、前記負荷を電流駆動する駆動素子と、前記電流検出用抵抗の電圧に基づいて電流を検出する電流検出回路と、前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことを検出する電圧割合検出回路と、前記出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似するとともに、前記台形斜辺の傾きを電源電圧に応じて可変に制御して前記台形斜辺の傾き時間を前記駆動素子の発熱限界を考慮した最大許容時間以内に制御する電流値を設定する傾き制御回路と、前記傾き制御回路からの電流値に基づいて電流を切り換える定電流回路と、前記定電流回路からの定電流により充電される充電回路と、前記電流検出回路の検出電圧と前記充電回路の充電電圧との差分電圧で前記駆動素子を制御するコンパレータとを有することを特徴とする。請求項６記載の電流駆動制御回路によれば、出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似することにより、ノイズ低減効果を得ることができる。同時に、台形斜辺の傾きを電源電圧に応じて可変に制御しノイズの発生源である出力制御電圧の台形斜辺の傾き時間を駆動素子の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定したことにより、駆動素子の発熱に起因する故障を未然に防止することができる。
【００１４】
請求項７記載の電流駆動制御回路は、出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷と、電源電圧が印加された電流検出用抵抗と、前記負荷と前記電流検出用抵抗との間に接続され、前記負荷を電流駆動する駆動素子と、前記電流検出用抵抗の電圧に基づいて電流を検出する電流検出回路と、前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことを検出する電圧割合検出回路と、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間に基づいて定電流値を決定し、前記定電流値に切り換え、基準時間の経過後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第１の正弦波近似時間区間内であれば繰り返し、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第１の正弦波近似時間区間内でなくなると定電流値を一定傾き用電流値に設定し、前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことを検出し、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間に基づいて定電流値を決定し、前記定電流値に切り換え、基準時間の経過後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第２の正弦波近似時間区間内であれば繰り返し、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第２の正弦波近似時間区間内でなくなると定電流値を一定傾き用電流値に設定することにより、前記出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似するとともに、前記台形斜辺の傾きを電源電圧に応じて可変に制御して前記台形斜辺の傾き時間を前記駆動素子の発熱限界を考慮した最大許容時間以内に制御する電流値を設定する傾き制御回路と、前記傾き制御回路からの電流値に基づいて電流を切り換える定電流回路と、前記定電流回路からの定電流により充電される充電回路と、前記電流検出回路の検出電圧と前記充電回路の充電電圧との差分電圧で前記駆動素子を制御するコンパレータとを有することを特徴とする。請求項７記載の電流駆動制御回路によれば、ノイズ源となる出力制御電圧の台形斜辺の傾き制御の開始・終了時に正弦波近似を基準時間ごとに経過時間の目標値に向けて制御することにより、出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波に近似できると同時に、出力制御電圧の台形斜辺の傾き時間をほぼ一定時間とすることができるので、ノイズおよび発熱量ともに小さくすることができるという効果がある。
【００１５】
請求項８記載の電流駆動制御方法は、出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷と、電源電圧が印加された電流検出用抵抗と、前記負荷と前記電流検出用抵抗との間に接続され、前記負荷を電流駆動する駆動素子と、前記電流検出用抵抗の電圧に基づいて電流を検出する電流検出回路と、前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことを検出する電圧割合検出回路と、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧に基づいて定電流値を決定し、前記定電流値に切り換え、出力制御電圧の増減変動が基準電圧を越えた後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が第１の正弦波近似電圧区間内であれば繰り返し、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が第１の正弦波近似電圧区間内でなくなると定電流値を一定傾き用電流値に設定し、前記出力制御電圧が前記電源電圧の所定割合になったことを検出し、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧に基づいて定電流値を決定し、前記定電流値に切り換え、出力制御電圧の増減変動が基準電圧を越えた後、前記出力制御電圧の増減開始時点からの増減電圧が第２の正弦波近似電圧区間内であれば繰り返し、前記出力制御電圧の増減開始時点からの経過時間が第２の正弦波近似電圧区間内でなくなると定電流値を一定傾き用電流値に設定することにより、前記出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似するとともに、前記台形斜辺の傾きを電源電圧に応じて可変に制御して前記台形斜辺の傾き時間を前記駆動素子の発熱限界を考慮した最大許容時間以内に制御する電流値を設定する傾き制御回路と、前記傾き制御回路からの電流値に基づいて電流を切り換える定電流回路と、前記定電流回路からの定電流により充電される充電回路と、前記電流検出回路の検出電圧と前記充電回路の充電電圧との差分電圧で前記駆動素子を制御するコンパレータとを有することを特徴とする。請求項８記載の電流駆動制御回路によれば、ノイズ源となる出力制御電圧の台形斜辺の傾き制御の開始・終了時に正弦波近似を基準電圧ごとに増減電圧の目標値に向けて制御することにより、出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波に近似できると同時に、出力制御電圧の台形斜辺の傾き時間をほぼ一定時間とすることができるので、ノイズおよび発熱量ともに小さくすることができるという効果がある。
【００１６】
請求項９記載の電流駆動制御回路は、前記負荷が、ランプである請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の電流駆動制御回路において、前記負荷が、ランプであることを特徴とする。請求項９記載の電流駆動制御回路によれば、ランプの電流駆動に用いられる駆動素子の発熱による故障を大幅に低減することができる。
【００１７】
請求項１０記載の電流駆動制御回路は、請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の電流駆動制御回路において、前記駆動素子が、電界効果トランジスタであることを特徴とする。請求項１０記載の電流駆動制御回路によれば、駆動素子である電界効果トランジスタの発熱による故障を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
出力制御電圧を印加してから電流が時間とともに変化する負荷に対し、出力制御電圧の台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似するとともに、台形斜辺の傾きを電源電圧に応じて可変に制御し台形斜辺の傾き時間を駆動素子の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定する。
【００１９】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の実施例１に係る電流駆動制御回路を示すブロック図である。本実施例１に係る電流駆動制御回路は、電源電圧（バッテリ電圧）Ｖａが印加された電流検出用抵抗Ｒ１と、電流検出用抵抗Ｒ１の電圧に基づいて電流ｉを検出する電流検出回路ＣＯ１と、電源，グランド間に直列に接続された抵抗Ｒ２およびＲ３と、出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの所定割合になったことを検出する電圧割合検出回路ＣＯ２と、電圧割合検出回路ＣＯ２の出力に基づいて出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺の傾き制御を行う傾き制御回路１０と、傾き制御回路１０に接続された計時用のタイマ振動子２０と、制御電源電圧Ｖｃｃに一端が接続され傾き制御回路１０により電流が切り換えられる定電流回路３０と、定電流回路３０とグランドとの間に介挿されたコンデンサ（充電回路）Ｃ１と、電流検出回路ＣＯ１の検出電圧とコンデンサＣ１の充電電圧との差分電圧を出力するコンパレータＣＯ３と、コンパレータＣＯ３からの差分電圧に応じて電流ｉを制御する駆動素子４０と、駆動素子４０を通過する電流ｉによって駆動されるランプ（負荷）５０とから構成されている。
【００２１】
電流検出回路ＣＯ１は、一対の入力端子が電流検出用抵抗Ｒ１の両端に接続されており、事前に分かっている電流検出用抵抗Ｒ１の抵抗値から電流ｉを検知する。
【００２２】
電圧割合検出回路ＣＯ２は、一方の入力端子が電源電圧Ｖａを分圧する抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点に接続され、他方の入力端子に出力制御電圧Ｖｂが印加されているので、出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａに対して所定割合（Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３））となったことを検出する。ここでいう所定割合とは、図３中に示す出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺の第２エッジを正弦波近似する第２の正弦波近似時間区間の開始時点を決定するものであり、例えば、０．７（７０％），０．８（８０％）等の値にあらかじめ設定されている。
【００２３】
定電流回路３０は、一端に制御電源電圧Ｖｃｃを印加され、他端がコンデンサＣ１に接続されている。
【００２４】
コンデンサＣ１は、定電流回路３０からの定電流を充電する充電回路の役目をする。
【００２５】
コンパレータＣＯ３は、電流検出用抵抗Ｒ１の電流ｉに応じた検出電圧を電流検出回路ＣＯ１を介してフィードバックし、コンデンサＣ１の充電電圧との差分電圧で、駆動素子４０を制御する。
【００２６】
駆動素子４０は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）で形成され、より具体的には、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）で形成されている
【００２７】
ランプ５０は、出力制御電圧Ｖｂを印加してから電流ｉが時間とともに変化する負荷である。詳しくは、ランプ５０は、通電開始時には低温度でインピーダンスが低く大電流（ラッシュ電流）が流れるが、時間とともに温度が上がりインピーダンスが高くなって電流ｉが低下するような負荷である。ランプ５０のような負荷の場合、何らかの対策をとらなければ、通電開始時のラッシュ電流によって駆動素子４０が焼き切れるおそれが高い。
【００２８】
図２は、傾き制御回路１０における処理を説明するフローチャートである。
【００２９】
図３は、本発明の実施例１に係る電流駆動制御方法を説明する図である。この電流駆動制御方法では、傾き制御回路１０は、タイマ振動子２０からのクロックを計時して、出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似するとともに、台形斜辺の傾きを電源電圧Ｖａに応じて可変に制御し台形斜辺の傾き時間ΔＴを駆動素子４０の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定する。出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似する手順としては、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間に基づいて定電流値を決定し、コンデンサＣ１に流す定電流値を切り換え、基準時間ｄｔ（第１または第２の正弦波近似時間区間を複数に分割する一定時間とする）の経過後、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間が第１の正弦波近似時間区間（例えば、出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの３０％，２０％等となることが想定される時間）内であるかどうかを判定し、経過時間が第１の正弦波近似時間区間内であれば繰り返す。そして、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間が第１の正弦波近似時間区間内でなくなると、定電流値を一定傾き用電流値に設定する。一定傾き用電流値は、図３中の一定の傾き区間に相当するものであり、第１の正弦波近似時間区間，一定の傾き区間の時間および第２の正弦波近似時間区間の和が、出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺の傾き時間ΔＴとなり、駆動素子４０の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定される。次に、出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの所定割合（Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）：例えば、７０％，８０％等）になったことを検出する。出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの所定割合になると、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間に基づいて定電流値を決定し、この定電流値に定電流回路３０を切り換え、基準時間ｄｔの経過後、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間が第２の正弦波近似時間区間（例えば、出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの１００％近傍となることが想定される時間）内であるかどうかを判定し、経過時間が第２の正弦波近似時間区間内であれば繰り返す。そして、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間が第２の正弦波近似時間区間内でなくなると、定電流値をコンデンサＣ１のリーク電流相当電流値に設定する。なお、図３では、出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺の第１のエッジ部分（立上がりエッジ部分）についての電流駆動制御方法について説明したが、出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺の第２のエッジ部分（立下がりエッジ部分）についても同様に制御することができる。
【００３０】
次に、このように構成された実施例１に係る電流駆動制御回路の動作について、図１ないし図３を参照しながら説明する。
【００３１】
まず、傾き制御回路１０は、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間より定電流値（回路的にあらかじめ設計された値）を決定し（ステップＳ１０１）、定電流回路３０に流れる電流を定電流値に切り換える（ステップＳ１０２）。
【００３２】
すると、定電流回路３０に流れる定電流によってコンデンサＣ１が充電され、コンパレータＣＯ３は、コンデンサＣ１の充電電圧と電流検出回路ＣＯ１の検出電圧との差分電圧によって制御されて、出力制御電圧Ｖｂの増減分が次第に大きくなる正弦波近似された出力制御電圧Ｖｂを発生する。この出力制御電圧Ｖｂを印加されたランプ５０が駆動され、電流値が変化しながら発光する。
【００３３】
次に、傾き制御回路１０は、タイマ振動子２０からのクロックに基づいて、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間が第１の正弦波近似時間区間内であるかどうかを判定し（ステップＳ１０３）、第１の正弦波近似時間区間内であれば（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０１に制御を戻す。
【００３４】
出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間が第１の正弦波近似時間区間でなくなると（ステップＳ１０３：ＮＯ）、傾き制御回路１０は、一定傾き用電流値に設定する（ステップＳ１０４）。これにより、出力制御電圧Ｖｂが一定の傾きで増加する一定の傾き区間が開始する。
【００３５】
次に、傾き制御回路１０は、出力制御電圧Ｖｂと電圧割合検出回路ＣＯ２から電源電圧Ｖａを所定割合（Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３））で分圧した電圧とを入力し、差分電圧に基づいて出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの所定割合になったかどうかを検出する（ステップＳ１０５）。
【００３６】
出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの所定割合になったのであれば（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、傾き制御回路１０は、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間より定電流値を決定し（ステップＳ１０６）、定電流回路３０に流れる電流を定電流値に切り換える（ステップＳ１０７）。
【００３７】
すると、定電流回路３０に流れる定電流によってコンデンサＣ１が充電され、コンパレータＣＯ３は、コンデンサＣ１の充電電圧と電流検出回路ＣＯ１の検出電圧との差分電圧によって制御されて、出力制御電圧Ｖｂの増減分が次第に小さくなる正弦波近似された出力制御電圧Ｖｂを発生する。この出力制御電圧Ｖｂを印加されたランプ５０が駆動され、電流値が変化しながら発光する。
【００３８】
次に、傾き制御回路１０は、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間が第２の正弦波近似時間区間内であるかどうかを判定し（ステップＳ１０８）、第２の正弦波近似時間区間内であれば（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１０６に制御を戻す。
【００３９】
出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの経過時間が第２の正弦波近似時間区間でなくなると（ステップＳ１０８：ＮＯ）、傾き制御回路１０は、コンデンサＣ１のリーク電流相当電流値に設定する（ステップＳ１０９）。
【００４０】
すると、図３に示すように、コンデンサＣ１の充電電圧が一定に保たれるので、一定の出力制御電圧Ｖｂ（＝Ｖａ）が発生する。この出力制御電圧Ｖｂと電流検出回路ＣＯ１で検出された電流ｉとの差分電圧に比例した電圧で駆動素子４０が制御され、ランプ５０を駆動する。
【００４１】
本実施例１によれば、図１０に示すように、従来の制御に比べて、同じ出力制御電圧Ｖｂの値であっても、出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似するとともに、台形斜辺の傾き時間ΔＴを駆動素子４０の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定し、かつ台形斜辺の傾きを電源電圧Ｖａに応じて急にしたことにより、傾き時間ΔＴが短くなる。これに伴い、従来に比べて、電力Ｗ（ｔ）の時間幅も狭くなり、電力スペクトラム（|Ｃｊ|）２の平均値も下がるので、使用する駆動素子４０を小さくできるという効果が生じる。なお、電力スペクトラム（|Ｃｊ|）２は、下式群によって求めることができる。ただし、ＩおよびIIは電力Ｐをサンプリングして変換した行列を示し、ｆｆｔはフーリエ変換を示す。
【００４２】
【数１】
2006319753.tif 000003
【実施例２】
【００４３】
図４は、本発明の実施例２に係る電流駆動制御回路を示すブロック図である。本実施例２に係る電流駆動制御回路は、図１に示した実施例１に係る電流駆動制御回路において、タイマ振動子２０を取り除いたものである。したがって、その他の特に言及しない部分については、図１に示した実施例１に係る電流駆動制御回路における対応する部分と同様に構成されているので、対応する部分には同一符号を付してそれらの詳しい説明を割愛する。
【００４４】
図５は、傾き制御回路１０における処理を説明するフローチャートである。
【００４５】
図６は、本発明の実施例２に係る電流駆動制御方法を説明する図である。この電流駆動制御方法では、傾き制御回路１０は、出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似するとともに、台形斜辺の傾きを電源電圧Ｖａに応じて可変に制御し台形斜辺の傾き時間ΔＴを駆動素子４０の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定する。出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺のエッジ部分を正弦波近似する手順としては、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの増減電圧に基づいて定電流値を決定し、コンデンサＣ１に流す定電流値を切り換え、出力制御電圧Ｖｂの増減変動が基準電圧ｄＶ（第１または第２の正弦波近似電圧区間を複数に分割した電圧）を越えた後、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの増減電圧が第１の正弦波近似電圧区間（例えば、電源電圧Ｖａの３０％，２０％等となるまでの区間）内であるかどうかを判定し、増減電圧が第１の正弦波近似電圧区間内であれば繰り返す。そして、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの増減電圧が第１の正弦波近似電圧区間内でなくなると、定電流値を一定傾き用電流値に設定する。一定傾き用電流値は、図６中の一定の傾き区間に相当するものであり、第１の正弦波近似電圧区間の時間，一定の傾き区間の時間および第２の正弦波近似電圧区間の時間の和が、出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺の傾き時間ΔＴとなり、駆動素子４０の発熱限界を考慮した最大許容時間以内のほぼ一定時間となるように設定される。次に、出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの所定割合（Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）：例えば、７０％，８０％等）になったことを検出する。出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの所定割合になると、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの増減電圧に基づいて定電流値を決定し、この定電流値に定電流回路３０を切り換え、出力制御電圧Ｖｂの増減変動が基準電圧ｄＶを越えた後、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの増減電圧が第２の正弦波近似電圧区間（例えば、出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの１００％近傍となるまでの電圧区間）内であるかどうかを判定し、増減電圧が第２の正弦波近似電圧区間内であれば繰り返す。そして、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの増減電圧が第２の正弦波近似電圧区間内でなくなると、定電流値をコンデンサＣ１のリーク電流相当電流値に設定する。なお、図６では、出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺の第１のエッジ部分（立上がりエッジ部分）についての電流駆動制御方法について説明したが、出力制御電圧Ｖｂの台形斜辺の第２のエッジ部分（立下がりエッジ部分）についても同様に制御することができる。
【００４６】
次に、このように構成された実施例２に係る電流駆動制御回路の動作について、図４ないし図６を参照しながら説明する。
【００４７】
まず、傾き制御回路１０は、出力制御電圧Ｖｂの増減開始時点からの増減電圧より定電流値（回路的にあらかじめ設計された値）を決定し（ステップＳ２０１）、定電流回路３０に流れる電流を定電流値に切り換える（ステップＳ２０２）。
【００４８】
すると、定電流回路３０に流れる定電流によってコンデンサＣ１が充電され、コンパレータＣＯ３は、コンデンサＣ１の充電電圧と電流検出回路ＣＯ１の検出電圧との差分電圧によって制御され、出力制御電圧Ｖｂの増減分が次第に大きくなる正弦波近似された出力制御電圧Ｖｂが発生する。この出力制御電圧Ｖｂを印加されたランプ５０が駆動され、電流値が変化しながら発光する。
【００４９】
次に、傾き制御回路１０は、出力制御電圧Ｖｂが第１の正弦波近似電圧区間内であるかどうかを判定し（ステップＳ２０３）、第１の正弦波近似電圧区間内であれば（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０１に制御を戻す。
【００５０】
出力制御電圧Ｖｂが第１の正弦波近似電圧区間でなければ（ステップＳ２０３：ＮＯ）、傾き制御回路１０は、一定傾き用電流値に設定する（ステップＳ２０４）。これにより、出力制御電圧Ｖｂが一定の傾きで増加する一定の傾き区間が開始する。
【００５１】
次に、傾き制御回路１０は、出力制御電圧Ｖｂと電圧割合検出回路ＣＯ２から電源電圧Ｖａを所定割合（Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３））で分圧した電圧とを入力し、差分電圧に基づいて出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの所定割合になったかどうかを検出する（ステップＳ２０５）。
【００５２】
出力制御電圧Ｖｂが電源電圧Ｖａの所定割合になったのであれば（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、傾き制御回路１０は、出力制御電圧Ｖｂにより定電流値を決定し（ステップＳ２０６）、定電流回路３０に流れる電流を定電流値に切り換える（ステップＳ２０７）。
【００５３】
すると、定電流回路３０に流れる定電流によってコンデンサＣ１が充電され、コンパレータＣＯ３は、コンデンサＣ１の充電電圧と電流検出回路ＣＯ１の検出電圧との差分電圧によって制御されて、出力制御電圧Ｖｂの増減分が次第に小さくなる正弦波近似された出力制御電圧Ｖｂを発生する。この出力制御電圧Ｖｂを印加されたランプ５０が駆動され、電流値が変化しながら発光する。
【００５４】
次に、傾き制御回路１０は、出力制御電圧Ｖｂが第２の正弦波近似電圧区間内であるかどうかを判定し（ステップＳ２０８）、第２の正弦波近似電圧区間内であれば（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、ステップＳ２０６に制御を戻す。
【００５５】
出力制御電圧Ｖｂが第２の正弦波近似電圧区間でなくなると（ステップＳ２０８：ＮＯ）、傾き制御回路１０は、コンデンサＣ１のリーク電流相当電流値に設定する（ステップＳ２０９）。
【００５６】
すると、図６に示すように、コンデンサＣ１の充電電圧が一定に保たれるので、一定の出力制御電圧Ｖｂ（＝Ｖａ）が発生する。この出力制御電圧Ｖｂと電流検出回路ＣＯ１で検出された電流ｉとの差分電圧に比例した電圧で駆動素子４０が制御され、ランプ５０を駆動する。
【００５７】
本実施例２によれば、実施例１の場合と同様の効果（図１０参照）が得られるのに加えて、タイマ振動子２０が不要となるので、その分、部品点数が削減され回路系が簡単になるとともに制御も容易になるという効果がある。
【００５８】
以上、本発明の各実施例を説明したが、これらはあくまでも例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例１に係る電流駆動制御回路を示す回路ブロック図。
【図２】図１中の傾き制御回路の処理を示すタイミングチャート。
【図３】本実施例１に係る電流駆動制御方法を説明する波形図。
【図４】本発明の実施例２に係る電流駆動制御回路を示す回路ブロック図。
【図５】図４中の傾き制御回路の処理を示すタイミングチャート。
【図６】本実施例２に係る電流駆動制御方法を説明する波形図。
【図７】従来の電流駆動制御回路の電流駆動制御方法を説明する出力制御電圧の波形図。
【図８】出力制御電圧と駆動素子の発熱との関係を説明する図。
【図９】出力制御電圧とノイズ低減効果との関係を説明する図。
【図１０】従来の電流駆動制御方法と本発明の電流駆動制御方法とにおける傾き時間，電力，ノイズ量を比較して示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１０  傾き制御回路
２０  タイマ振動子
３０  定電流回路
４０  駆動素子
５０  ランプ（負荷）
Ｃ１  コンデンサ
ＣＯ１  電流検出回路
ＣＯ２  電圧検出回路
ＣＯ３  コンパレータ
Ｒ１  電流検出用抵抗
【図１】
2006319753.tif 000004
【図２】
2006319753.tif 000005
【図３】
2006319753.tif 000006
【図４】
2006319753.tif 000007
【図５】
2006319753.tif 000008
【図６】
2006319753.tif 000009
【図７】
2006319753.tif 000010
【図８】
2006319753.tif 000011
【図９】
2006319753.tif 000012
【図１０】
2006319753.tif 000013