(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤに流れる負荷電流を検出するための第１の検出抵抗素子及び第２の検出抵抗素子と、
前記負荷電流を制御する第１の電流制御素子及び第２の電流制御素子と、を有し、
前記第１の電流制御素子と前記第２の電流制御素子とが前記ＬＥＤとグランドとの間において並列に接続され、前記第１の電流制御素子及び前記第１の検出抵抗素子、前記第２の電流制御素子及び前記第２の検出抵抗素子がそれぞれ直列に接続され、前記第１の検出抵抗素子と前記第２の検出抵抗素子とが前記ＬＥＤとグランドとの間において直列に接続されており、
前記負荷電流を制御するための参照電流を出力する参照電流源と、
前記参照電流に比例する電圧を発生する第１の参照抵抗素子及び第２の参照抵抗素子と、を有し、
前記第１の参照抵抗素子と前記第２の参照抵抗素子とが前記参照電流源とグランドとの間において直列に接続されており、
前記第１の参照抵抗素子において発生する電圧と、前記第１の検出抵抗素子において発生する前記負荷電流に比例する電圧との差に応じて前記第１の電流制御素子の動作を制御する第１の動作制御回路と、
前記第２の参照抵抗素子において発生する電圧と、前記第２の検出抵抗素子において発生する前記負荷電流に比例する電圧との差に応じて前記第２の電流制御素子の動作を制御する第２の動作制御回路と、
前記参照電流の大きさに応じて前記第１の動作制御回路と前記第２の動作制御回路を制御する駆動回路制御部と、を有し、
前記駆動回路制御部は、前記参照電流の大きさが第１の所定値未満の場合に、前記第２の動作制御回路をオンして前記第２の電流制御素子を動作させ、前記第１の動作制御回路をオフして前記第１の電流制御素子の動作を停止させる、ＬＥＤ駆動回路。
【請求項２】
ＬＥＤに流れる負荷電流を検出するための第１の検出抵抗素子及び第２の検出抵抗素子と、
前記負荷電流を制御する第１の電流制御素子及び第２の電流制御素子と、を有し、
前記第１の電流制御素子と前記第２の電流制御素子とが前記ＬＥＤとグランドとの間において並列に接続され、前記第１の電流制御素子及び前記第１の検出抵抗素子、前記第２の電流制御素子及び前記第２の検出抵抗素子がそれぞれ直列に接続され、前記第１の検出抵抗素子と前記第２の検出抵抗素子とが前記ＬＥＤとグランドとの間において直列に接続されており、
前記負荷電流を制御するための参照電流として第１の参照電流を出力する第１の参照電流源と、前記第１の参照電流に比例する第２の参照電流を出力する第２の参照電流源と、
前記第１の参照電流に比例する電圧を発生する第１の参照抵抗素子と、前記第２の参照電流に比例する電圧を発生する第２の参照抵抗素子と、を有し、
前記第２の参照抵抗素子が前記第２の参照電流源とグランドとの間において接続されており、
前記第１の参照抵抗素子において発生する電圧と、前記第１の検出抵抗素子において発生する前記負荷電流に比例する電圧との差に応じて前記第１の電流制御素子の動作を制御する第１の動作制御回路と、
前記第２の参照抵抗素子において発生する電圧と、前記第２の検出抵抗素子において発生する前記負荷電流に比例する電圧との差に応じて前記第２の電流制御素子の動作を制御する第２の動作制御回路と、
前記参照電流の大きさに応じて前記第１の動作制御回路と前記第２の動作制御回路を制御する駆動回路制御部と、を有し、
前記駆動回路制御部は、前記参照電流の大きさが第１の所定値未満の場合に、前記第２の動作制御回路をオンして前記第２の電流制御素子を動作させ、前記第１の動作制御回路をオフして前記第１の電流制御素子の動作を停止させる、ＬＥＤ駆動回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＬＥＤ駆動回路であって、
前記駆動回路制御部は、前記参照電流の大きさを検出する電流検出回路を有し、
前記参照電流の大きさが前記第１の所定値未満の場合に、前記第２の電流制御素子のみを動作させ、前記参照電流の大きさが前記第１の所定値以上の場合に、前記第１の電流制御素子を動作させ、前記参照電流の大きさが前記第１の所定値以上である第２の所定値以上の場合に、前記第２の電流制御素子の動作を停止させる、ＬＥＤ駆動回路。
【請求項４】
請求項１に記載のＬＥＤ駆動回路であって、
前記駆動回路制御部は、前記参照電流の大きさを検出する電流検出回路と、前記参照電流の大きさが前記第１の所定値以上である第３の所定値以上となった場合に前記第２の参照抵抗素子に発生する電圧を制限する制限回路とを有する、ＬＥＤ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を駆動するＬＥＤ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ、特に白色ＬＥＤは、液晶ディスプレイのバックライト、各種照明器具など、様々な照明装置の用途に用いられている。こうした照明用途においては、複数のＬＥＤを同一の輝度で発光するように各ＬＥＤの輝度を制御することが求められる場合がある。
【０００３】
ＬＥＤの輝度は、素子に流す電流により変化する。このため、複数のＬＥＤの輝度を制御する場合、各ＬＥＤに流れる電流を、ＬＥＤ駆動時の電流又は電圧などの制御信号に合わせて精密にコントロールすることが求められる。
【０００４】
ＬＥＤを一定電流で点灯させるためのＬＥＤ駆動回路としては、従来、図８のような回路が用いられてきた。図８は、従来のＬＥＤ駆動回路の第１例の構成を示す回路図である。図８に示すＬＥＤ駆動回路は、ＬＥＤ駆動回路の負荷であるＬＥＤ８１、ＬＥＤ８１に流れる電流を制御するための参照電流を出力する参照電流源（Ｉｒ１）６５、参照電流が流れる参照抵抗素子（Ｒ１）５１、ＬＥＤ８１に流れる電流を検出するための検出抵抗素子（Ｒ２）５２、参照抵抗素子５１と検出抵抗素子５２にそれぞれ発生する電圧の電位差を増幅する差動アンプによる増幅器（ＡＭＰ１）６１、増幅器６１の出力信号に基づきＬＥＤ８１に流れる電流を制御するＭＯＳＦＥＴ等による電流制御素子（Ｍ１）６３を備える。
【０００５】
参照電流源６５より出力される参照電流Ｉｒ１と参照抵抗素子５１とによって、参照抵抗素子５１の両端子間には参照電圧Ｖｒ１が発生する。一方、検出抵抗素子５２の両端子間には、電圧源（Ｖ１）７６からの供給電力によりＬＥＤ８１を流れる負荷電流ＩＬと検出抵抗素子５２とによって、検出電圧Ｖｓ１が発生する。この参照電圧Ｖｒ１と検出電圧Ｖｓ１との差を増幅器６１により増幅し、電流制御素子６３のゲート電圧を制御することにより、増幅器６１と電流制御素子６３を介した負帰還作用によって、参照電圧Ｖｒ１と検出電圧Ｖｓ１が等しい値になるように制御される。この結果、参照電流Ｉｒ１とＬＥＤに流れる負荷電流ＩＬとの関係は、以下の数式（１）のように制御される。
【０００６】
【数１】
0006495670.tif 000002
ＩＬ：負荷電流、Ｒ１：参照抵抗素子５１の抵抗値、Ｒ２：検出抵抗素子５２の抵抗値、Ｉｒ１：参照電流（参照電流源６５からの出力電流）
【０００７】
図８の構成において、参照抵抗素子５１と検出抵抗素子５２のそれぞれの抵抗値の比を、例えばＲ１：Ｒ２＝１０００：１といった値に設定し、参照電流Ｉｒ１を変化させることによって、ＬＥＤ８１に流れる負荷電流ＩＬを抵抗値の比Ｒ１／Ｒ２に比例して制御する。ここで、参照抵抗素子５１と検出抵抗素子５２は、同一の温度係数を持つ抵抗素子で構成することにより、周囲温度の変化によって抵抗値の絶対値は変化しても、抵抗値の比は変化しにくい特性とする。この特性を利用して、周囲温度に対して安定した出力電流を負荷に供給するＬＥＤ駆動回路を構成することができる。
【０００８】
図８のＬＥＤ駆動回路において、ＬＥＤ８１を駆動する負荷電流ＩＬの誤差要素としては、参照抵抗素子５１と検出抵抗素子５２の抵抗値の相対値のずれと、増幅器６１の入力オフセット電圧とが挙げられる。増幅器６１の入力オフセット電圧も含めた負荷電流ＩＬは、以下の数式（２）のようになる。
【０００９】
【数２】
0006495670.tif 000003
ＶIO：増幅器６１の入力オフセット電圧
【００１０】
増幅器６１の入力オフセット電圧ＶIOは、増幅器６１の反転入力端子を基準にした非反転入力端子との間の入力電位差である。この入力オフセット電圧ＶIOは、図８において仮想的に増幅器６１の非反転入力端子に挿入された電圧源７７によって表される。
【００１１】
ＬＥＤの輝度（明るさ）の調整は、参照電流Ｉｒ１の値を制御することにより行われる。ＬＥＤの輝度を下げるため、参照電流Ｉｒ１の値を小さくすると、数式（２）の第１項の部分の値が小さくなり、第２項のＶIOに関わる項の割合が増加する。数式（２）における第２項の割合は、数式（１）による負荷電流ＩＬの理論値との誤差要素の割合に相当する。例えば、参照電流Ｉｒ１＝１００μＡ、参照抵抗素子５１の抵抗値Ｒ１＝２０００Ω、検出抵抗素子５２の抵抗値Ｒ２＝２Ω、増幅器６１の入力オフセット電圧ＶIO＝２ｍＶとした場合、増幅器６１の入力オフセット電圧ＶIOによる誤差は約１％である。これに対し、参照電流Ｉｒ１＝１０μＡとしてＬＥＤ８１を暗く点灯させる場合、入力オフセット電圧ＶIOによる誤差は約１０％にもなる。
【００１２】
図８のＬＥＤ駆動回路を複数使用して複数のＬＥＤをそれぞれ同一の輝度で駆動した場合、入力オフセット電圧ＶIOによる誤差要素が大きい状態では、輝度を落とすと各ＬＥＤ駆動回路に接続されているＬＥＤの明るさにばらつきが生じ、場合によっては特定のＬＥＤのみ点灯しなくなる問題が生じる。このため、参照電流Ｉｒ１の値の最小値は、上述した入力オフセット電圧ＶIOの影響を考慮して決められ、多くの場合、最大電流設定値の１／１０〜１／２０程度にされている。
【００１３】
上記の参照電流Ｉｒ１の最小値設定値よりも参照電流Ｉｒ１を小さくしてＬＥＤを暗く点灯させる場合には、ＬＥＤに流れる負荷電流をＰＷＭ制御等によって１００Ｈｚ以上の周波数でＯＮ／ＯＦＦさせ、ＬＥＤの点灯時間と消灯時間の時比率を変化させる方法が用いられる。ただし、ＬＥＤを短周期で点灯／消灯させる方法は、ＬＥＤ駆動回路のＯＮ／ＯＦＦに伴うスイッチングノイズの発生と、ＬＥＤのアノード側の電圧の不安定化といった問題が生じる。このため、ＬＥＤの負荷電流を直流で駆動し、かつ負荷電流の電流値を精密に制御することが求められる場合も多い。
【００１４】
ＬＥＤ駆動回路において、増幅器の入力オフセット電圧の影響を抑制する対策として、例えば、特許文献１に記載の従来例がある。図９は、従来のＬＥＤ駆動回路の第２例の構成を示す回路図であり、特許文献１に記載の構成の一例を示した図である。図９に示すＬＥＤ駆動回路は、図８の構成と比較して、参照抵抗素子５１の代わりにＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１１）による電流生成用トランジスタ６９を、検出抵抗素子５２に代わりに複数のＭＯＳＦＥＴ（Ｍ１２）が並列接続された電流制御トランジスタ７０を、それぞれ置き換えて設けたものである。電流制御トランジスタ７０は、電流制御回路７３の出力が複数のＭＯＳＦＥＴの各ゲートに入力され、電流制御回路７３によって複数のＭＯＳＦＥＴのオン／オフが制御される。図９の構成では、電流制御トランジスタ７０における複数並列に接続されたＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を電流制御回路７３によりそれぞれ個別に制御し、電流制御トランジスタ７０全体のオン抵抗を切り替えることによって、ＬＥＤ８１に流れる負荷電流を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１０−１３５３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図８に示すような従来技術によるＬＥＤ駆動回路の第１例では、低輝度で点灯させるためにＬＥＤに流す負荷電流を減少させた場合、増幅器６１の入力オフセット電圧ＶIOにより、参照電流Ｉｒ１と負荷電流ＩＬとの比例関係における誤差の割合が増加する。よって、ＬＥＤに流す負荷電流の値によって参照電流と負荷電流との比率が変化し、負荷電流制御の精度が低下するといった課題があった。
【００１７】
また、図９に示すような従来技術によるＬＥＤ駆動回路の第２例では、負荷電流を検出するための抵抗素子を複数並列接続のＭＯＳＦＥＴに置き換えている。第２例の構成の場合、ＬＥＤに流れる負荷電流値の階調を細かく制御しようとすると、多数のＭＯＳＦＥＴとこれらのゲート電圧を制御する回路が必要になる。また、複数のＭＯＳＦＥＴ間の特性のばらつきがＬＥＤの負荷電流に影響を与える。複数のＭＯＳＦＥＴ間の特性のばらつきを抑えるためには、各ＭＯＳＦＥＴのゲート長を長くするなどしてＭＯＳＦＥＴの形状的なばらつきの影響を軽減する必要がある。このため、回路規模が大型化し、回路中のＭＯＳＦＥＴのレイアウト面積が非常に大きくなるといった課題が生じる。よって、ＬＥＤの負荷電流を制御する場合に、広い範囲において参照電流と負荷電流との比率を保つことが困難であった。
【００１８】
本発明は、ＬＥＤの負荷電流を制御する場合に、参照電流と負荷電流との比率を精度良く保つことが可能なＬＥＤ駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、ＬＥＤに流れる負荷電流を検出するための第１の検出抵抗素子及び第２の検出抵抗素子と、前記負荷電流を制御する第１の電流制御素子及び第２の電流制御素子と、を有し、前記第１の電流制御素子と前記第２の電流制御素子とが前記ＬＥＤとグランドとの間において並列に接続され、前記第１の電流制御素子及び前記第１の検出抵抗素子、前記第２の電流制御素子及び前記第２の検出抵抗素子がそれぞれ直列に接続され、前記第１の検出抵抗素子と前記第２の検出抵抗素子とが前記ＬＥＤとグランドとの間において直列に接続されており、前記負荷電流を制御するための参照電流を出力する参照電流源と、前記参照電流に比例する電圧を発生する第１の参照抵抗素子及び第２の参照抵抗素子と、を有し、前記第１の参照抵抗素子と前記第２の参照抵抗素子とが前記参照電流源とグランドとの間において直列に接続されており、前記第１の参照抵抗素子において発生する電圧と、前記第１の検出抵抗素子において発生する前記負荷電流に比例する電圧との差に応じて前記第１の電流制御素子の動作を制御する第１の動作制御回路と、前記第２の参照抵抗素子において発生する電圧と、前記第２の検出抵抗素子において発生する前記負荷電流に比例する電圧との差に応じて前記第２の電流制御素子の動作を制御する第２の動作制御回路と、前記参照電流の大きさに応じて前記第１の動作制御回路と前記第２の動作制御回路を制御する駆動回路制御部と、を有し、前記駆動回路制御部は、前記参照電流の大きさが第１の所定値未満の場合に、前記第２の動作制御回路をオンして前記第２の電流制御素子を動作させ、前記第１の動作制御回路をオフして前記第１の電流制御素子の動作を停止させる、ＬＥＤ駆動回路を提供する。
また、本発明は、ＬＥＤに流れる負荷電流を検出するための第１の検出抵抗素子及び第２の検出抵抗素子と、前記負荷電流を制御する第１の電流制御素子及び第２の電流制御素子と、を有し、前記第１の電流制御素子と前記第２の電流制御素子とが前記ＬＥＤとグランドとの間において並列に接続され、前記第１の電流制御素子及び前記第１の検出抵抗素子、前記第２の電流制御素子及び前記第２の検出抵抗素子がそれぞれ直列に接続され、前記第１の検出抵抗素子と前記第２の検出抵抗素子とが前記ＬＥＤとグランドとの間において直列に接続されており、前記負荷電流を制御するための参照電流として第１の参照電流を出力する第１の参照電流源と、前記第１の参照電流に比例する第２の参照電流を出力する第２の参照電流源と、前記第１の参照電流に比例する電圧を発生する第１の参照抵抗素子と、前記第２の参照電流に比例する電圧を発生する第２の参照抵抗素子と、を有し、前記第２の参照抵抗素子が前記第２の参照電流源とグランドとの間において接続されており、前記第１の参照抵抗素子において発生する電圧と、前記第１の検出抵抗素子において発生する前記負荷電流に比例する電圧との差に応じて前記第１の電流制御素子の動作を制御する第１の動作制御回路と、前記第２の参照抵抗素子において発生する電圧と、前記第２の検出抵抗素子において発生する前記負荷電流に比例する電圧との差に応じて前記第２の電流制御素子の動作を制御する第２の動作制御回路と、前記参照電流の大きさに応じて前記第１の動作制御回路と前記第２の動作制御回路を制御する駆動回路制御部と、を有し、前記駆動回路制御部は、前記参照電流の大きさが第１の所定値未満の場合に、前記第２の動作制御回路をオンして前記第２の電流制御素子を動作させ、前記第１の動作制御回路をオフして前記第１の電流制御素子の動作を停止させる、ＬＥＤ駆動回路を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、参照電流と負荷電流との比率を精度良く保つことが可能なＬＥＤ駆動回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態のＬＥＤ駆動回路の構成を示す回路図である。
【図２】第１の実施形態のＬＥＤ駆動回路の具体的な構成例を示す回路図である。
【図３】第１の実施形態のＬＥＤ駆動回路における負荷電流と増幅器の入力オフセット電圧による誤差率との関係を示す特性図である。
【図４】第２の実施形態のＬＥＤ駆動回路の構成を示す回路図である。
【図５】第２の実施形態のＬＥＤ駆動回路の具体的な構成例を示す回路図である。
【図６】第３の実施形態のＬＥＤ駆動回路の構成を示す回路図である。
【図７】第３の実施形態のＬＥＤ駆動回路の具体的な構成例を示す回路図である。
【図８】従来のＬＥＤ駆動回路の第１例の構成を示す回路図である。
【図９】従来のＬＥＤ駆動回路の第２例の構成を示す回路図である。
【図１０】比較例のＬＥＤ駆動回路の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係るＬＥＤ駆動回路を具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のＬＥＤ駆動回路の構成を示す回路図である。第１の実施形態のＬＥＤ駆動回路は、ＬＥＤ駆動回路の負荷であるＬＥＤ３１と、負荷電流を検出するための第１の検出抵抗素子（Ｒ２）２、第２の検出抵抗素子（Ｒ４）４と、負荷電流を制御する第１の電流制御素子（Ｍ１）１０、第２の電流制御素子（Ｍ２）１１とを備える。また、参照電流生成部の一例として、参照電流Ｉｒ１を出力する第１の参照電流源（Ｉｒ１）２４と、参照電流に比例する電圧を発生する第１の参照抵抗素子（Ｒ１）１、第２の参照抵抗素子（Ｒ３）３とを備える。また、第１の電流制御素子１０の動作を制御する第１の動作制御回路の一例として、差動アンプによる第１の増幅器（ＡＭＰ１）２２を備え、第２の電流制御素子１１の動作を制御する第２の動作制御回路の一例として、差動アンプによる第２の増幅器（ＡＭＰ２）２３を備える。さらに、駆動回路制御部の一例として、参照電流の大きさ（検出電流値）に基づいて第１の増幅器２２及び第２の増幅器２３の動作をオン／オフする電流検出回路３２を備える。
【００２４】
ＬＥＤ３１の一端には、ＬＥＤ３１に流れる負荷電流ＩＬを制御するＮｃｈＭＯＳＦＥＴ等による第１の電流制御素子１０と第２の電流制御素子１１とが、ＬＥＤ３１とグランドとの間において、ＬＥＤ３１に対して並列に接続される。第１の電流制御素子１０には、負荷電流ＩＬのうちの第１の負荷電流Ｉｏ１を検出するための第１の検出抵抗素子２が直列に接続され、第１の検出抵抗素子２の一端が接地される。第２の電流制御素子１１には、負荷電流ＩＬのうちの第２の負荷電流Ｉｏ２を検出するための第２の検出抵抗素子４が直列に接続され、第２の検出抵抗素子４の一端が第１の電流制御素子１０のソースと第１の検出抵抗素子２との接続点に接続される。これにより、ＬＥＤ３１とグランドとの間（負荷電流ＩＬが流れる経路）において、ＬＥＤ３１に対して第２の検出抵抗素子４と第１の検出抵抗素子２とが直列に接続される。
【００２５】
第１の参照電流源２４から出力される参照電流Ｉｒ１が流れる経路には、参照電流Ｉｒ１の値を検出する電流検出回路３２が挿入される。第１の参照電流源２４は、出力電流値を変化できるよう構成された電流源である。第１の参照電流源２４の出力端には、第２の参照抵抗素子３と第１の参照抵抗素子１とが直列に接続され、第１の参照抵抗素子１の一端が接地される。第１の参照抵抗素子１と第２の参照抵抗素子３との接続点には、第１の増幅器２２の非反転入力端子が接続され、第１の増幅器２２の反転入力端子は第１の電流制御素子１０と第１の検出抵抗素子２との接続点に接続される。第２の参照抵抗素子３と第１の参照電流源２４との接続点には、第２の増幅器２３の非反転入力端子が接続され、第２の増幅器２３の反転入力端子は第２の電流制御素子１１と第２の検出抵抗素子４との接続点に接続される。第１の増幅器２２の出力端子は第１の電流制御素子１０の制御端子（ゲート）に接続され、第２の増幅器２３の出力端子は第２の電流制御素子１１の制御端子（ゲート）に接続される。電流検出回路３２の検出出力端は、第１の増幅器２２と第２の増幅器２３の制御入力端子に接続される。
【００２６】
なお、第１の電流制御素子１０、第２の電流制御素子１１は、ＭＯＳＦＥＴに限定されず、バイポーラトランジスタなど、負荷電流ＩＬを調整可能な他の素子又は回路を用いてもよい。また、第１の動作制御回路、第２の動作制御回路は、増幅器に限定されず、比較器など、参照電流Ｉｒ１と負荷電流ＩＬの比に応じて第１の電流制御素子１０、第２の電流制御素子１１の動作を制御可能なものであれば、他の素子、回路を用いてもよい。
【００２７】
本実施形態では、ＬＥＤ３１の負荷に流れる負荷電流ＩＬを検出するための負荷電流ＩＬに比例した電圧を発生させる検出抵抗素子と、参照電流Ｉｒ１を流すことで参照電流Ｉｒ１に比例した電圧を発生させる参照抵抗素子とを備える。また、検出抵抗素子と参照抵抗素子に発生するそれぞれの電圧を比較し両電圧の差を増幅する増幅器と、ＬＥＤ３１と検出抵抗素子との間に挿入され、増幅器の出力電圧によってＬＥＤ３１に流れる負荷電流ＩＬを制御する電流制御素子とを備え、参照電流Ｉｒ１に応じた電流値となるよう負荷電流ＩＬを制御する。
【００２８】
ここで、検出抵抗素子として第１の検出抵抗素子２及び第２の検出抵抗素子４を有し、電流制御素子として第１の電流制御素子１０及び第２の電流制御素子１１を有し、第１の検出抵抗素子２と第１の電流制御素子１０との接続点に第２の検出抵抗素子４が接続され、第１の検出抵抗素子２と第２の検出抵抗素子４とが直列に接続される。また、第２の検出抵抗素子４の他端と第１の電流制御素子１０の他端との間に第２の電流制御素子１１が接続され、第１の電流制御素子１０と第２の電流制御素子１１とが並列に接続される。そして、参照電流Ｉｒ１を発生する第１の参照電流源２４を有し、参照抵抗素子として第１の参照抵抗素子１及び第２の参照抵抗素子３を有し、第１の参照電流源２４と第１の参照抵抗素子１との間に第２の参照抵抗素子３が設けられる。また、増幅器として第１の増幅器２２及び第２の増幅器２３を有し、第１の増幅器２２は第１の検出抵抗素子２と第１の参照抵抗素子１に発生する電位差を比較して第１の電流制御素子１０を制御し、第２の増幅器２３は第２の検出抵抗素子４と第２の参照抵抗素子３に発生する電位差を比較して第２の電流制御素子１１を制御する。
【００２９】
さらに、参照電流Ｉｒ１の値を検出する電流検出回路３２を有し、電流検出回路３２は検出電流値に応じた制御信号を第１の増幅器２２及び第２の増幅器２３に出力し、第１の増幅器２２と第２の増幅器２３の動作を制御する。これにより、電流検出回路３２により検出した参照電流Ｉｒ１の値に応じて、第１の電流制御素子１０と第２の電流制御素子１１のそれぞれの電流制御端子を導通又は遮断状態にする。このとき、参照電流Ｉｒ１が所定値未満の場合、第１の電流制御素子１０をオフ、第２の電流制御素子１１をオンにし、所定値以上の場合は第１の電流制御素子１０をオン、第２の電流制御素子１１をオフさせるように構成する。
【００３０】
図８に示した従来の第１例のＬＥＤ駆動回路において、参照電流Ｉｒ１の値が減少した際に負荷電流ＩＬの誤差が大きくなるのは、数式（２）中の入力オフセット電圧ＶIOに関わる第２項が参照電流Ｉｒ１の値に関わらず一定であるためである。このＶIOに関わる項の影響を減少させるためには、第１の検出抵抗素子２の抵抗値Ｒ２を大きくする必要がある。また、参照電流Ｉｒ１と負荷電流ＩＬの関係を保つためには、第１の検出抵抗素子２の抵抗値Ｒ２の変化に比例して第１の参照抵抗素子１の抵抗値Ｒ１も変化させなければならない。
【００３１】
上記理由を考慮して、本実施形態では、第２の参照抵抗素子３と第２の検出抵抗素子４を追加して設けている。各抵抗素子の値は以下の数式（３）のように設定する。
【００３２】
【数３】
0006495670.tif 000004
Ｒ１：第１の参照抵抗素子１の抵抗値、Ｒ２：第１の検出抵抗素子２の抵抗値、Ｒ３：第２の参照抵抗素子３の抵抗値、Ｒ４：第２の検出抵抗素子４の抵抗値
【００３３】
ここで、Ｒ３及びＲ４は、例えばＲ１、Ｒ２の抵抗値のそれぞれ１０倍程度に設定する。すなわち、Ｒ１：Ｒ３＝Ｒ２：Ｒ４≒１：１０とする。また、Ｒ１：Ｒ２＝Ｒ３：Ｒ４≒１０００：１とする。なお、これらの抵抗値の比率は一例であり、比率を一定値に保持しつつ、ＬＥＤ駆動回路の構成、使用条件等に応じて適宜設定すればよい。
【００３４】
参照電流Ｉｒ１が小さい領域では、第１の検出抵抗素子２の抵抗値Ｒ２に比べて値の大きな抵抗値Ｒ４の第２の検出抵抗素子４によって負荷電流ＩＬの検出を行い、第２の電流制御素子１１のみで負荷電流ＩＬの制御を行う。これにより、参照電流Ｉｒ１と負荷電流ＩＬの比率を保持したままで、増幅器の入力オフセット電圧ＶIOに関わる項の影響を軽減することが可能になる。
【００３５】
上記の動作を実現するために、図１に示す第１の実施形態のＬＥＤ駆動回路においては、参照電流Ｉｒ１の値を検出し、参照電流Ｉｒ１の大きさに応じて第１の増幅器２２、第２の増幅器２３の制御入力端子に制御信号を出力して動作／停止を制御する電流検出回路３２を備える。第１の増幅器２２、第２の増幅器２３は、動作／停止を切り替えるための制御入力端子を持つ差動アンプであり、例えば制御入力端子の入力電圧が所定値未満（０Ｖ、ローレベル）であれば動作を停止して出力電圧を０Ｖにし、所定値以上であれば差動アンプの動作を行うといった機能を備える。
【００３６】
上記機能を用いて、参照電流Ｉｒ１の電流値が小さく第１の増幅器２２の入力オフセット電圧ＶIOの影響が大きい領域においては、第１の増幅器２２による負荷電流ＩＬの制御を停止させ、抵抗値の大きな第２の検出抵抗素子４により負荷電流ＩＬを検出して第２の増幅器２３によって負荷電流ＩＬの制御を行う。すなわち、ＬＥＤ３１を低輝度で発光させるように参照電流Ｉｒ１を小さくする場合は、第１の増幅器２２をオフして第１の電流制御素子１０の動作を停止させ、第２の増幅器２３、第２の電流制御素子１１によって負荷電流ＩＬを制御する。参照電流Ｉｒ１の電流値が第１の所定値以上大きくなると、第１の増幅器２２の動作を開始させ、さらに参照電流Ｉｒ１の電流値が第１の所定値以上である第２の所定値以上大きくなった場合は、第１の増幅器２２、第１の電流制御素子１０のみによる負荷電流ＩＬの制御に切り替える。
【００３７】
図１０は、比較例のＬＥＤ駆動回路の構成を示す回路図である。図１０に示す比較例は、図８に示したＬＥＤ駆動回路を２回路並列に接続したような構成である。すなわち、第１の参照抵抗素子１、第１の検出抵抗素子２、第１の増幅器２２、第１の電流制御素子１０による第１の制御回路と、第２の参照抵抗素子３、第２の検出抵抗素子４、第２の増幅器２３、第２の電流制御素子１１による第２の制御回路とを単純に並列に設けたものである。
【００３８】
負荷電流ＩＬを制御する回路を切り替えるだけであれば、図１０の比較例の構成でも可能ではある。しかし、図１０の構成の場合、２回路が同時に動作すると負荷電流ＩＬはこれら２つの回路の出力電流の合計となるため、ＬＥＤ３１に流れる電流が増加する。この結果、負荷電流の制御を第１の増幅器２２による制御から第２の増幅器２３による制御に切り替える場合、一時的に第１の増幅器２２を完全に停止して、その後第２の増幅器２３を動作させる必要があり、増幅器の動作切り替わり時に負荷電流の一時的な停止、増加が発生するという課題が生じる。また、増幅器の切り替えのために複雑な切り替え回路が必要となる。
【００３９】
上記課題を解決するため、図１に示す第１の実施形態のＬＥＤ駆動回路では、第１の参照抵抗素子１と第２の参照抵抗素子３、第１の検出抵抗素子２と第２の検出抵抗素子４をそれぞれ直列に接続している。この構成により、第１の増幅器２２と第２の増幅器２３とが同時に動作していても負荷電流ＩＬを制御することが可能になるという利点がある。
【００４０】
第１の増幅器２２及び第２の増幅器２３が動作している状態において、第１の電流制御素子１０、第１の検出抵抗素子２に流れる第１の負荷電流Ｉｏ１と、第２の電流制御素子１１、第２の検出抵抗素子４に流れる第２の負荷電流Ｉｏ２と、参照電流Ｉｒ１との関係は、以下の数式（４）、（５）によって表される。
【００４１】
【数４】
0006495670.tif 000005
【００４２】
【数５】
0006495670.tif 000006
【００４３】
上記数式（４）、（５）より、第１の負荷電流Ｉｏ１と第２の負荷電流Ｉｏ２とは、それぞれ以下の数式（６）、（７）により求められる。
【００４４】
【数６】
0006495670.tif 000007
【００４５】
【数７】
0006495670.tif 000008
【００４６】
数式（６）において、Ｒ１／Ｒ２＝Ｒ３／Ｒ４になるように各抵抗素子の抵抗値を設定することにより、理想状態においてはＩｏ１＝０ｍＡになる。この結果、負荷電流ＩＬは第２の増幅器２３の負帰還作用によってのみ制御され、第１の増幅器２２の動作による影響を受けない。このため、第１の増幅器２２及び第２の増幅器２３を同時に動作させることが可能である。
【００４７】
以上のように、第１の実施形態においては、第１の参照抵抗素子１と第２の参照抵抗素子３、第１の検出抵抗素子２と第２の検出抵抗素子４をそれぞれ直列に接続することにより、負荷電流ＩＬの電流制御が切り替わる領域においても、参照電流Ｉｒ１と負荷電流ＩＬの比率が変化することを防ぐ効果を得ている。また、図１０に示した比較例では、電流制御素子を切り替える際に一時的なＬＥＤ３１に流れる負荷電流の増加、減少が生じ、負荷電流の変化を抑制するための切り替え機構が必要であった。これに対し、本実施形態では、第１の増幅器２２及び第２の増幅器２３を共に動作させることができるため、複雑な切り替え機構を必要とせず、簡単な回路によって電流制御素子の切り替えが可能である。
【００４８】
図２は、第１の実施形態のＬＥＤ駆動回路の具体的な構成例を示す回路図である。図１の構成に対応して、ＬＥＤ３１、第１の参照抵抗素子（Ｒ１）１、第２の参照抵抗素子（Ｒ３）３、第１の検出抵抗素子（Ｒ２）２、第２の検出抵抗素子（Ｒ４）４、第１の電流制御素子（Ｍ１）１０、第２の電流制御素子（Ｍ２）１１、第１の増幅器（ＡＭＰ１）２２、第２の増幅器（ＡＭＰ２）２３が設けられる。
【００４９】
ＬＥＤ３１には、駆動用の電圧源（Ｖ１）３３が接続され、電圧源３３からの供給電力により負荷電流ＩＬが流れてＬＥＤ３１が発光する。この際、第１の電流制御素子１０、第２の電流制御素子１１によって負荷電流ＩＬが制御される。
【００５０】
第１の増幅器２２を動作／停止させるための第１の動作制御回路として、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴ等によるスイッチ素子（Ｍ７）１５が第１の増幅器２２の出力端子に接続される。スイッチ素子１５の一端と第１の電流制御素子１０の制御端子（ゲート）との接続点とグランドとの間には、抵抗素子（Ｒ５）５が接続され、スイッチ素子１５の制御端子（ゲート）とグランドとの間に抵抗素子（Ｒ７）７が接続される。
【００５１】
第２の増幅器２３を動作／停止させるための第２の動作制御回路として、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴ等によるスイッチ素子（Ｍ８）１６が第２の増幅器２３の出力端子に接続される。スイッチ素子１６の一端と第２の電流制御素子１１の制御端子（ゲート）との接続点とグランドとの間には、抵抗素子（Ｒ６）６が接続され、スイッチ素子１６の制御端子（ゲート）と電圧源との間に抵抗素子（Ｒ８）８が接続される。
【００５２】
また、電流検出回路３２として、ＰｃｈＭＯＳＦＥＴ等によるトランジスタ（Ｍ３）１２、（Ｍ４）１３、（Ｍ５）１４にて構成されるカレントミラー回路を備える。トランジスタ１２、１３、１４のソースは電圧源に接続され、トランジスタ１２のドレインは第１の参照電流源２４に接続され、トランジスタ１３のドレインは第２の参照抵抗素子３に接続され、トランジスタ１４のドレインは抵抗素子７に接続される。トランジスタ１２、１３、１４によるカレントミラー回路において、トランジスタ１３のドレイン電流は、第１の参照電流源２４の出力の参照電流Ｉｒ１と理想的には同じ値となる。
【００５３】
また、スイッチ素子１６の制御端子（ゲート）と抵抗素子８との接続点とグランドとの間には、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴ等によるスイッチ素子（Ｍ９）１７が接続される。スイッチ素子１７の制御端子（ゲート）は、トランジスタ１３と第２の参照抵抗素子３との接続点（第２の増幅器２３の非反転入力端子）に接続される。
【００５４】
図２に示したＬＥＤ駆動回路の動作を、参照電流Ｉｒ１が小さい値から大きい値に変化するのに従い、順を追って説明する。
【００５５】
まず、参照電流Ｉｒ１の値が第１の所定値未満で小さく、これに比例してトランジスタ１３、１４のドレイン電流が小さい場合、トランジスタ１４のドレイン電流が流れる抵抗素子７において発生する電位差も小さい。この場合、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴによるスイッチ素子１５は、ゲートソース間の電位差が閾値電圧に達せず、オフ状態である。このため、負荷電流ＩＬを制御する第１の電流制御素子１０のゲート電圧は、抵抗素子５によりグランドレベルまで引き下げられ、同じくＮｃｈＭＯＳＦＥＴによる第１の電流制御素子１０もまたオフ状態になる。この結果、ＬＥＤ３１に流れる負荷電流ＩＬは、第２の増幅器２３と第２の電流制御素子１１により制御される。
【００５６】
前述したように、第２の参照抵抗素子３の抵抗値Ｒ３は、第１の参照抵抗素子１の抵抗値Ｒ１に比較すると数倍大きいため、参照電流Ｉｒ１の電流値が小さくても第２の参照抵抗素子３には第２の増幅器２３の入力オフセット電圧に比較すると十分に大きな電位差が発生する。こうした効果により、参照電流Ｉｒ１と負荷電流ＩＬの比例関係（比率）はほぼ一定に保たれる。
【００５７】
次に、参照電流Ｉｒ１の値が増加すると抵抗素子７における電位差が増加して、スイッチ素子１５の閾値電圧まで達した場合（参照電流Ｉｒ１が第１の所定値以上となった場合）、スイッチ素子１５がオンする。ここで、スイッチ素子１５とスイッチ素子１６の両者がオン状態の場合を考える。この状態では、第１の電流制御素子１０、第２の電流制御素子１１のどちらでも負荷電流ＩＬの制御が可能であるが、数式（６）、（７）にて示したように、Ｒ１／Ｒ３＝Ｒ３／Ｒ４の比例関係が保たれた状態では、第１の電流制御素子１０のドレイン電流はほとんど流れず、参照電流Ｉｒ１の値が第１の所定値未満の場合と同様に、負荷電流ＩＬは主に第２の増幅器２３と第２の電流制御素子１１により制御される。
【００５８】
さらに参照電流Ｉｒ１の値が増加し、ＮｃｈＭＯＳＦＥＴによるスイッチ素子１７のゲート電圧がスイッチ素子１７の閾値電圧に達した場合（参照電流Ｉｒ１が第２の所定値以上となった場合）、スイッチ素子１７がオンになる。このため、スイッチ素子１６のゲート電圧は引き下げられ、スイッチ素子１６は次第にオンからオフ状態に移行する。また、第２の電流制御素子１１のゲート電圧は０Ｖまで引き下げられ、第２の電流制御素子１１のドレイン電流である第２の負荷電流Ｉｏ２は減少する。この第２の負荷電流Ｉｏ２の減少は、同時に第１の検出抵抗素子２にて発生する電圧の低下につながるため、第１の増幅器２２及び第１の電流制御素子１０を介した負帰還動作により第１の負荷電流Ｉｏ１が流れ始め、第１の負荷電流Ｉｏ１と第２の負荷電流Ｉｏ２の合計である負荷電流ＩＬの値は、参照電流Ｉｒ１に比例した値に保たれる。参照電流Ｉｒ１の値がさらに増加すると、第２の電流制御素子１１はオフ状態になり、負荷電流ＩＬは完全に第１の電流制御素子１０による制御に切り替わる。
【００５９】
図３は、第１の実施形態のＬＥＤ駆動回路における負荷電流と増幅器の入力オフセット電圧による誤差率との関係を示す特性図である。図３において、横軸は負荷電流ＩＬを示し、縦軸は数式（１）にて示された負荷電流の理想値と実際にＬＥＤに流れる負荷電流ＩＬの値との間の誤差率を示している。
【００６０】
ここで、誤差率ＩＬERRは、以下の数式（８）によって定義する。
【００６１】
【数８】
0006495670.tif 000009
【００６２】
図３において、破線にて示した特性は、図８の従来のＬＥＤ駆動回路の第１例による負荷電流と誤差率との関係である。負荷電流ＩＬが大きい領域では、増幅器の入力オフセット電圧による誤差率ＩＬERRは小さいが、負荷電流ＩＬが減少するに従い、反比例して増加する。すなわち、負荷電流ＩＬと誤差率ＩＬERRとが反比例の関係にある。
【００６３】
一方、実線にて示した特性は、図１の第１の実施形態のＬＥＤ駆動回路による負荷電流と誤差率との関係である。負荷電流ＩＬが大きい領域では、第１の電流制御素子１０により負荷電流ＩＬが制御され、従来例と同様に、負荷電流ＩＬと誤差率ＩＬERRとが反比例の関係にある。本実施形態では、負荷電流ＩＬが大きい状態から所定値未満に減少すると、負荷電流ＩＬの制御が第２の電流制御素子１１に切り替わり、第１の検出抵抗素子２の抵抗値Ｒ２が第２の検出抵抗素子４の抵抗値Ｒ４に切り替わる。よって、数式（８）における負荷電流ＩＬに対応する数式（２）中の検出抵抗素子の抵抗値Ｒ２が大きな抵抗値Ｒ４に切り替わる。この結果、増幅器の入力オフセット電圧による誤差要素の割合が減少し、誤差率ＩＬERRは電流制御素子の動作の切り替わりに従って減少していくことが分かる。図３中の実線の誤差率ＩＬERR特性において、負荷電流ＩＬの減少に伴って誤差率ＩＬERRが減少している領域は、第１の電流制御素子１０と第２の電流制御素子１１の両方が動作している状態であり、さらに負荷電流ＩＬが小さい領域では、第２の電流制御素子１１のみが動作し、誤差率ＩＬERRが小さく維持される。
【００６４】
上述したように、本実施形態では、参照電流Ｉｒ１の電流値に応じて、第１の電流制御素子１０、第２の電流制御素子１１の動作を切り替え、参照電流Ｉｒ１が所定値より小さい領域では、第２の電流制御素子１１のみを動作させて負荷電流ＩＬを制御する。この動作により、負荷電流ＩＬが小さい領域では、抵抗値が大きい第２の検出抵抗素子４と第２の参照抵抗素子３とにおいて発生する電位差よって第２の電流制御素子１１が制御され、負荷電流ＩＬが制御される。これによって、参照電流Ｉｒ１と負荷電流ＩＬの比率を保持したままで、増幅器の入力オフセット電圧の影響を軽減でき、電流値が小さい領域から大きい領域まで広範囲にわたって、参照電流と負荷電流との比率を精度良く保つことが可能となる。したがって、特にＬＥＤ駆動電流の設定値を小さくした場合でも負荷電流の制御値の精度を保つことができ、ＬＥＤの輝度の調整幅を拡大することができる。
【００６５】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態のＬＥＤ駆動回路の構成を示す回路図である。第２の実施形態のＬＥＤ駆動回路は、図１に示した第１の実施形態と比較して、第２の電流制御素子１１をオン／オフさせる機能を削除し、代わりに所定値以上の電圧が印加されるとオンして電流を流すクランプ回路３４を第２の参照抵抗素子３と並列に接続し、参照電流Ｉｒ１の値が所定値以上になっても第２の参照抵抗素子３にて発生する電位差を一定値に制限する機能を備える。電流検出回路３５は、参照電流Ｉｒ１の検出電流値に応じた制御信号を第１の増幅器２２のみに出力する。ここでは、図１の回路構成と異なる部分についてのみ説明し、同様の構成要素についての説明を省略する。
【００６６】
第２の実施形態では、駆動回路制御部の他の例として、参照電流の検出電流値に基づいて第１の増幅器２２の動作をオン／オフする電流検出回路３５と、参照電流の大きさが第１の所定値以上である第３の所定値以上となった場合に第２の参照抵抗素子３に発生する電圧を制限する制限回路とを備えている。ここでは、制限回路の一例として、参照電流が第３の所定値以上となっても第２の参照抵抗素子３において生じる電圧を所定値以下（一定値）に保持し、第２の増幅器２３の動作を抑制するクランプ回路３４を備えた例を示す。この構成において、参照電流が第３の所定値以上になったときに、第２の増幅器２３及び第２の電流制御素子１１の動作を停止させず、クランプ回路３４をオンさせて電流を流し、第２の参照抵抗素子３の端子間の電位差が所定値以上にならないように保持する。なお、制限回路はクランプ回路に限定されず、リミッタ回路などの他の素子、回路を用いてもよい。
【００６７】
クランプ回路３４は、参照電流Ｉｒ１の値が第３の所定値以上になると電流が流れ、このクランプ回路３４と並列接続された第２の参照抵抗素子３の両端の電位差は一定値にクランプされ、第２の電流制御素子１１を流れる電流がそれ以上増えず、一定値になる。さらに参照電流Ｉｒ１の値が増えると、第１の電流制御素子１０を流れる電流が増加して負荷電流ＩＬの制御が第１の電流制御素子１０による制御に次第に切り替わる。
【００６８】
参照電流Ｉｒ１の電流値が小さい領域においては、第１の実施形態と同様、第１の増幅器２２をオフして第１の電流制御素子１０の動作を停止させ、第２の増幅器２３、第２の電流制御素子１１によって負荷電流ＩＬを制御する。参照電流Ｉｒ１の電流値が第１の所定値以上大きくなると、第１の増幅器２２の動作を開始させ、さらに参照電流Ｉｒ１の電流値が第３の所定値以上大きくなった場合（クランプ回路３４の動作電圧を超えた場合）は、上記のように第２の増幅器２３、第２の電流制御素子１１の動作を制限する。
【００６９】
第２の実施形態の構成は、第２の増幅器２３の動作をオン／オフ制御する回路が不要となるため、第１の実施形態と同様の効果を持つＬＥＤ駆動回路をより簡単な構成で実現できる。
【００７０】
図５は、第２の実施形態のＬＥＤ駆動回路の具体的な構成例を示す回路図である。ここでは、図２に示した第１の実施形態の回路構成と異なる部分についてのみ説明し、同様の構成要素についての説明を省略する。
【００７１】
第２の増幅器２３の動作を制御するための第２の動作制御回路として、図４のクランプ回路３４に対応するダイオード（Ｄ１）３０が設けられ、第２の参照抵抗素子（Ｒ３）３の両端に並列に接続される。図２の構成と比較して、第２の電流制御素子１１のゲート電圧を引き下げるための抵抗素子（Ｒ６）６とスイッチ素子（Ｍ８）１６を省略し、スイッチ素子１６を制御する抵抗素子（Ｒ８）８とスイッチ素子（Ｍ９）１７を省略している。
【００７２】
図５に示したＬＥＤ駆動回路の動作を説明する。第１の実施形態と同様、参照電流Ｉｒ１の値が第１の所定値未満で小さく、これに比例してトランジスタ１３、１４のドレイン電流が小さい場合、スイッチ素子１５及び第１の電流制御素子１０はオフ状態である。この場合、ＬＥＤ３１に流れる負荷電流ＩＬは、第２の増幅器２３と第２の電流制御素子１１により制御される。
【００７３】
次に、参照電流Ｉｒ１の値が増加し、抵抗素子７における電位差がスイッチ素子１５の閾値電圧まで達した場合（参照電流Ｉｒ１が第１の所定値以上となった場合）、スイッチ素子１５がオンし、第１の電流制御素子１０がオン状態となる。ただし、この状態では第１の電流制御素子１０のドレイン電流はほとんど流れず、参照電流Ｉｒ１の値が第１の所定値未満の場合と同様に、負荷電流ＩＬは主に第２の増幅器２３と第２の電流制御素子１１により制御される。
【００７４】
このため、図５のＬＥＤ駆動回路では、参照電流Ｉｒ１の値が第３の所定値未満で小さく、第２の参照抵抗素子３の端子間の電位差がダイオード３０の閾値電圧に達していない場合、ＬＥＤ３１に流れる負荷電流ＩＬは、第２の増幅器２３と第２の電流制御素子１１により制御される。
【００７５】
参照電流Ｉｒ１の値が増加すると第２の参照抵抗素子３における電位差が増加して、ダイオード３０の閾値電圧まで達した場合（参照電流Ｉｒ１が第３の所定値以上となった場合）、ダイオード３０がオン状態となる。この状態では、これ以上参照電流Ｉｒ１を増加させてもその分の電流はダイオード３０に流れ、第２の参照抵抗素子３における電位差は増加しない。この場合、第２の負荷電流Ｉｏ２の電流値は以下の数式（９）のようになる。
【００７６】
【数９】
0006495670.tif 000010
ＶＦ：ダイオード３０の閾値電圧
【００７７】
ダイオード３０の導通時の抵抗値が十分に低ければ、第２の負荷電流Ｉｏ２の電流値は、参照電流Ｉｒ１を増加させても所定値以上には増加しない。ダイオード３０がオン状態での参照電流Ｉｒ１の増加分は、第１の電流制御素子１０が電流を流し、負荷電流ＩＬは、第１の電流制御素子１０のドレイン電流である第１の負荷電流Ｉｏ１が増加していく。
【００７８】
図２のＬＥＤ駆動回路では、スイッチ素子１７が参照電流Ｉｒ１の増加に伴いオンすることで、第２の電流制御素子１１をオフさせるが、図５のＬＥＤ駆動回路においては、第２の電流制御素子１１が一定の電流値を流し続ける。このため、図２のＬＥＤ駆動回路との動作の違いは、第１の増幅器２２と第２の増幅器２３の双方が負帰還動作を行い続ける点にある。図５の構成では、第２の電流制御素子１１をオン／オフさせるための回路が不要であるため、回路構成を簡略化できる利点がある。
【００７９】
上述したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に電流値が小さい領域においても参照電流と負荷電流との比率を精度良く保つことが可能である。また、簡単な回路構成によって、電流値が小さい領域から大きい領域まで広範囲にわたって負荷電流の制御値の精度を保つことができる。
【００８０】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態のＬＥＤ駆動回路の構成を示す回路図である。第３の実施形態のＬＥＤ駆動回路は、図１に示した第１の実施形態と比較して、第１の参照電流源２４の電流値に比例する電流値を出力する第２の参照電流源（Ｉｒ２）２５を備え、第２の参照抵抗素子３を第１の参照抵抗素子１と第１の参照電流源２４の間に挿入するのではなく、第２の参照電流源２５とグランドとの間に接続している。ここでは、図１の回路構成と異なる部分についてのみ説明し、同様の構成要素についての説明を省略する。
【００８１】
第３の実施形態では、参照電流生成部の他の例として、第１の参照電流源２４及び第２の参照電流源２５を備え、第１の参照電流源２４とグランドとの間に第１の参照抵抗素子１を接続し、第２の参照電流源２５とグランドとの間に第２の参照抵抗素子３を接続した構成となっている。すなわち、参照電流生成部は、２つの参照電流源及び参照抵抗素子を並列に備えている。この場合、第１の参照電流源２４により第１の参照電流Ｉｒ１が生成され、第１の参照抵抗素子１において第１の参照電流Ｉｒ１の値に比例した電圧が発生する。また、第２の参照電流源２５により第２の参照電流Ｉｒ２が生成され、第２の参照抵抗素子３において第２の参照電流Ｉｒ２の値に比例した電圧が発生する。第２の参照電流源２５から出力される第２の参照電流Ｉｒ２は、第１の参照電流Ｉｒ１に比例して増減し、第２の参照抵抗素子３に流れる。
【００８２】
図１のＬＥＤ駆動回路では、特に第１の参照電流源２４が接続される電源電圧が低い場合、参照電流Ｉｒ１を増やしていくと、第２の参照抵抗素子３の端子間の電位差が電源電圧付近にまで達し、ＭＯＳＦＥＴなどで構成された第１の参照電流源２４が正確な電流を流せなくなることがある。
【００８３】
一方、第３の実施形態の構成は、第１の参照抵抗素子１と第２の参照抵抗素子３とを直列に接続する代わりに、別々の参照電流源によって第１の参照抵抗素子１と第２の参照抵抗素子３にそれぞれ参照電流を供給することにより、上記問題を回避できる。
【００８４】
図７は、第３の実施形態のＬＥＤ駆動回路の具体的な構成例を示す回路図である。ここでは、図２に示した第１の実施形態の回路構成と異なる部分についてのみ説明し、同様の構成要素についての説明を省略する。
【００８５】
図７のＬＥＤ駆動回路では、参照電流生成部のうち、第２の参照電流Ｉｒ２を生成する第２の参照電流源２５に対応する構成要素として、ＰｃｈＭＯＳＦＥＴ等によるトランジスタ（Ｍ１０）１８を備える。トランジスタ１８は、トランジスタ（Ｍ４）１３とゲート、ソースが共通になっており、トランジスタ１８のゲート幅、ゲート長及び閾値電圧はトランジスタ１３と共通である。また、第２の参照抵抗素子３と第１の参照抵抗素子１とは直列に接続されておらず、第２の参照抵抗素子３がトランジスタ１８のドレインに接続され、第１の参照抵抗素子１がトランジスタ１３のドレインに接続され、第１の参照抵抗素子１と第２の参照抵抗素子３の一端がそれぞれ接地されている。
【００８６】
図７の構成では、トランジスタ１８のドレイン電流により第２の参照抵抗素子３において発生する電圧と、第２の検出抵抗素子４において発生する電圧とを、第２の増幅器２３によって比較して第２の電流制御素子１１の制御を行う。
【００８７】
図２のＬＥＤ駆動回路では、第１の参照抵抗素子１と第２の参照抵抗素子３とが直列に接続されている。ここで、第２の参照抵抗素子３の抵抗値Ｒ３を第１の参照抵抗素子１の抵抗値Ｒ１の数十倍に設定した場合を想定する。この場合、参照電流Ｉｒ１の値が小さい場合は問題ないが、参照電流Ｉｒ１の値を大きくすると、第２の参照抵抗素子３の端子電圧がトランジスタ１３のソース電圧付近まで増加してしまい、カレントミラー回路を構成するトランジスタ１２との電流の比精度が崩れる。この結果、第１の参照抵抗素子１及び第２の参照抵抗素子３に流れる参照電流Ｉｒ１に誤差が生じ、参照電流Ｉｒ１と負荷電流ＩＬの電流比も保てなくなる。
【００８８】
図７のＬＥＤ駆動回路は、上記問題に対する対策回路であり、第１の参照抵抗素子１と第２の参照抵抗素子３を直列に接続せず、トランジスタ１３のドレイン電流に比例した電流を流すトランジスタ１８のドレインに第２の参照抵抗素子３を接続している。このため、仮に第２の参照抵抗素子３の端子電圧がトランジスタ１８のソース電圧付近まで達したとしても、第２の負荷電流Ｉｏ２の値は影響を受けるものの、第１の負荷電流Ｉｏ１の制御には影響はない。この場合、第２の負荷電流Ｉｏ２の減少分は第１の負荷電流Ｉｏ１が増加することで補われるため、参照電流Ｉｒ１と負荷電流ＩＬの比例関係は維持される。
【００８９】
図７の構成では、ＭＯＳＦＥＴによるトランジスタ（Ｍ４）１３とトランジスタ（Ｍ１０）１８のドレイン電流の比を精度良く合わせる必要が生じるが、第２の参照抵抗素子３と第１の参照抵抗素子１の抵抗値の比Ｒ３：Ｒ１が大きく、またトランジスタ１２、１３、１８のソース電圧が低い場合に有効となる。
【００９０】
上述したように、第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に電流値が小さい領域においても参照電流と負荷電流との比率を精度良く保つことが可能である。また、参照電流の電流値が大きい領域においても参照電流の誤差を抑制でき、参照電流と負荷電流との比率を高精度に保つことができる。
【００９１】
（本実施形態の各種態様）
本発明に係る実施形態の種々の態様として、以下のものが含まれる。
【００９２】
ＬＥＤに流れる負荷電流を検出するための第１の検出抵抗素子及び第２の検出抵抗素子と、前記負荷電流を制御する第１の電流制御素子及び第２の電流制御素子と、を有し、前記第１の電流制御素子と前記第２の電流制御素子とが前記ＬＥＤとグランドとの間において並列に接続され、前記第１の電流制御素子及び前記第１の検出抵抗素子、前記第２の電流制御素子及び前記第２の検出抵抗素子がそれぞれ直列に接続され、前記第１の検出抵抗素子と前記第２の検出抵抗素子とが前記ＬＥＤとグランドとの間において直列に接続されており、前記負荷電流を制御するための参照電流を生成する参照電流生成部と、前記参照電流と前記第１の検出抵抗素子により検出される負荷電流との比に応じて前記第１の電流制御素子の動作を制御する第１の動作制御回路と、前記参照電流と前記第２の検出抵抗素子により検出される負荷電流との比に応じて前記第２の電流制御素子の動作を制御する第２の動作制御回路と、前記参照電流の大きさに応じて前記第１の動作制御回路と前記第２の動作制御回路を制御する駆動回路制御部と、を有し、前記駆動回路制御部は、前記参照電流の大きさが第１の所定値未満の場合に、前記第１の電流制御素子の動作を停止させる、ＬＥＤ駆動回路。
【００９３】
上記のＬＥＤ駆動回路であって、前記参照電流生成部は、前記参照電流を出力する参照電流源と、前記参照電流に比例する電圧を発生する第１の参照抵抗素子及び第２の参照抵抗素子と、を有し、前記第１の参照抵抗素子と前記第２の参照抵抗素子とが前記参照電流源とグランドとの間において直列に接続されており、前記第１の動作制御回路は、前記第１の検出抵抗素子と前記第１の参照抵抗素子にそれぞれ発生する電圧の差に基づく電圧を前記第１の電流制御素子に出力し、前記第２の動作制御回路は、前記第２の検出抵抗素子と前記第２の参照抵抗素子にそれぞれ発生する電圧の差に基づく電圧を前記第２の電流制御素子に出力する、ＬＥＤ駆動回路。
【００９４】
上記のＬＥＤ駆動回路であって、前記参照電流生成部は、前記参照電流として第１の参照電流を出力する第１の参照電流源と、前記第１の参照電流に比例する第２の参照電流を出力する第２の参照電流源と、前記第１の参照電流に比例する電圧を発生する第１の参照抵抗素子と、前記第２の参照電流に比例する電圧を発生する第２の参照抵抗素子と、を有し、前記第２の参照抵抗素子が前記第２の参照電流源とグランドとの間において接続されており、前記第１の動作制御回路は、前記第１の検出抵抗素子と前記第１の参照抵抗素子にそれぞれ発生する電圧の差に基づく電圧を前記第１の電流制御素子に出力し、前記第２の動作制御回路は、前記第２の検出抵抗素子と前記第２の参照抵抗素子にそれぞれ発生する電圧の差に基づく電圧を前記第２の電流制御素子に出力する、ＬＥＤ駆動回路。
【００９５】
上記のＬＥＤ駆動回路であって、前記駆動回路制御部は、前記参照電流の大きさを検出する電流検出回路を有し、前記参照電流の大きさが前記第１の所定値未満の場合に、前記第２の電流制御素子のみを動作させ、前記参照電流の大きさが前記第１の所定値以上の場合に、前記第１の電流制御素子を動作させ、前記参照電流の大きさが前記第１の所定値以上である第２の所定値以上の場合に、前記第２の電流制御素子の動作を停止させる、ＬＥＤ駆動回路。
【００９６】
上記のＬＥＤ駆動回路であって、前記駆動回路制御部は、前記参照電流の大きさを検出する電流検出回路と、前記参照電流の大きさが前記第１の所定値以上である第３の所定値以上となった場合に前記第２の参照抵抗素子に発生する電圧を制限する制限回路とを有する、ＬＥＤ駆動回路。
【００９７】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、負荷電流の電流制御によってＬＥＤの輝度を調整するＬＥＤ駆動回路等に利用可能であり、特に低輝度での輝度調整を行うＬＥＤ駆動回路等に有用である。
【符号の説明】
【００９９】
１：第１の参照抵抗素子（Ｒ１）
２：第１の検出抵抗素子（Ｒ２）
３：第２の参照抵抗素子（Ｒ３）
４：第２の検出抵抗素子（Ｒ４）
５、６、７、８：抵抗素子
１０：第１の電流制御素子（Ｍ１）
１１：第２の電流制御素子（Ｍ２）
１２、１３、１４、１８：トランジスタ
１５、１６、１７：スイッチ素子
２２：第１の増幅器（ＡＭＰ１）
２３：第２の増幅器（ＡＭＰ２）
２４：第１の参照電流源（Ｉｒ１）
２５：第２の参照電流源（Ｉｒ２）
３０：ダイオード（Ｄ１）
３１：ＬＥＤ
３２、３５：電流検出回路
３３：電圧源（Ｖ１）
３４：クランプ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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