(57)【要約】【課題】専用の抵抗及び端子を必要とせず、正常にＬＥＤのオープンを検出する。【解決手段】降圧チョッパ型の発光ダイオード駆動装置１００であって、ＬＥＤ光源部１２１と、入力電圧を供給するための電源部１１０と、ＬＥＤ光源部１２１に流れる電流を定電流制御するためのスイッチング駆動回路２００とを備え、スイッチング駆動回路２００は、入力電圧を断続的にＬＥＤ光源部１２１へ供給するスイッチング素子２１１と、スイッチング素子２１１のオン及びオフを制御するＳＷ制御回路２２８と、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値が上限基準値以下であるかと下限基準値以上であるかとをそれぞれ判定するコンパレータ２３２及び２３３と、当該電流値が上限基準値以下であり、かつ、下限基準値以上である回数を計測するカウント回路２２９とを有し、ＳＷ制御回路２２８は、計測された回数が判定基準値以上である場合に、異常処理モードを実行する。【選択図】図１
2012023277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個以上の発光ダイオードを駆動する降圧チョッパ型の発光ダイオード駆動装置であって、
前記１個以上の発光ダイオードを有するＬＥＤ光源部、前記ＬＥＤ光源部に直列に接続されたチョークコイル、及び、前記チョークコイルに生じる逆起電力を前記ＬＥＤ光源部に供給するためのダイオードを有する直列接続ループ回路と、
前記直列接続ループ回路に接続され、前記ＬＥＤ光源部及び前記チョークコイルに入力電圧を供給するための電源部と、
前記直列接続ループ回路に接続され、前記ＬＥＤ光源部に流れる電流を定電流制御するためのスイッチング駆動回路とを備え、
前記スイッチング駆動回路は、
スイッチング素子ブロックと、制御回路ブロックとを含み、
前記スイッチング素子ブロックは、
前記直列接続ループ回路に直列に接続され、前記電源部によって供給される入力電圧を断続的に前記ＬＥＤ光源部及び前記チョークコイルへ供給するスイッチング素子を有し、
前記制御回路ブロックは、
第１動作モードにおいて、前記スイッチング素子のオン及びオフの切り替えを制御するＳＷ制御回路と、
前記スイッチング素子がターンオフする際に、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が予め定められた上限基準値以下であるか否かを判定する上限判定回路と、
前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が予め定められた下限基準値以上であるか否かを判定する下限判定回路と、
前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が、前記上限判定回路によって前記上限基準値以下であると判定され、かつ、前記下限判定回路によって前記下限基準値以上であると判定された回数を計測するカウント回路とを有し、
前記ＳＷ制御回路は、
前記カウント回路によって計測された回数が予め定められた判定基準値以上である場合に、異常処理用の第２動作モードにおいて、前記第１動作モードとは異なる方式で前記スイッチング素子の制御を行う
発光ダイオード駆動装置。
【請求項２】
前記制御回路ブロックは、さらに、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値を検出する電流検出回路を有し、
前記上限判定回路は、前記電流検出回路によって検出された電流値が、前記上限基準値以下であるか否かを判定し、
前記下限判定回路は、前記電流検出回路によって検出された電流値が、前記下限基準値以上であるか否かを判定する
請求項１記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項３】
前記ＳＷ制御回路は、前記第１動作モードにおいて、前記スイッチング素子を予め設定された周期でオフからオンに切り替え、
前記上限判定回路は、
前記周期内における前記スイッチング素子がオンしている期間の最大値である最大デューティ期間を設定し、前記スイッチング素子がオンしている期間が前記最大デューティ期間に達した場合に、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が前記上限基準値以下であると判定する最大デューティ検出回路を有する
請求項１記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項４】
前記ＳＷ制御回路は、前記第１動作モードにおいて、前記スイッチング素子がターンオフされてから予め設定された期間後に、前記スイッチング素子をターンオンし、
前記上限判定回路は、
前記スイッチング素子がオンしている期間の最大値である最大オン期間を設定し、前記スイッチング素子がオンしている期間が前記最大オン期間に達した場合に、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が前記上限基準値以下であると判定する最大オン期間検出回路を有する
請求項１記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項５】
前記制御回路ブロックは、さらに、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が予め設定されたピーク値になった場合に、ピーク電流検出信号を出力するピーク電流検出回路を有し、
前記ＳＷ制御回路は、前記第１動作モードにおいて、前記ピーク電流検出信号が入力された場合に、前記スイッチング素子をターンオフさせ、
前記上限基準値は、前記ピーク値以下の値である
請求項２〜４のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項６】
前記制御回路ブロックは、さらに、外部から入力される値に応じて、前記ピーク値を動的に変更する電流調整回路を有する
請求項５記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項７】
前記電流調整回路は、さらに、前記ピーク値の変更に伴って、前記上限基準値を変更する
請求項６記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項８】
前記電源部は、
交流電圧を生成する交流電源と、
前記交流電圧を整流することで、脈流電圧である前記入力電圧を生成する整流回路とを有する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項９】
前記制御回路ブロックは、さらに、
前記入力電圧が予め定められた設定電圧以上であるか否かを判定する入力電圧検出回路と、
前記入力電圧が前記設定電圧以上である場合、前記ＳＷ制御回路に前記第１動作モードにおける前記スイッチング素子のオン及びオフの切り替えを起動させ、前記入力電圧が前記設定電圧未満の場合、前記ＳＷ制御回路に前記第１動作モードにおける前記スイッチング素子のオン及びオフの切り替えを停止させる起動／停止回路とを有する
請求項８記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項１０】
前記直列接続ループ回路は、さらに、前記ＬＥＤ光源部に並列接続された抵抗を有し、
前記下限基準値は、少なくとも１つの前記発光ダイオードがオープンである場合に前記抵抗に流れる電流の電流値以下の値である
請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項１１】
前記直列接続ループ回路は、さらに、前記ＬＥＤ光源部に並列接続されたコンデンサを有し、
前記下限基準値は、少なくとも１つの前記発光ダイオードがオープンである場合に前記コンデンサに流れる電流の電流値以下の値である
請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項１２】
前記直列接続ループ回路は、さらに、
前記ＬＥＤ光源部に並列接続された抵抗と、
前記抵抗に直列接続され、前記ＬＥＤ光源部に並列接続されたコンデンサとを有し、
前記下限基準値は、少なくとも１つの前記発光ダイオードがオープンである場合に前記抵抗及び前記コンデンサに流れる電流の電流値以下の値である
請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項１３】
前記下限判定回路は、前記スイッチング素子がターンオンされる度に、判定結果をリセットする
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項１４】
前記下限判定回路は、前記スイッチング素子がターンオンしてからターンオフするまでの期間に、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が、前記下限基準値以上であるか否かを判定する
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項１５】
前記カウント回路は、計測した回数が、前記スイッチング素子がターンオフするタイミングと同期して増加しない場合、当該回数をリセットする
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項１６】
前記カウント回路は、前記スイッチング素子のオン及びオフの切り替えが停止された場合に、計測した回数をリセットする
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項１７】
前記ＳＷ制御回路は、前記第２動作モードとして、前記スイッチング素子をラッチ停止させる
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項１８】
前記ＳＷ制御回路は、前記第２動作モードとして、一定の間隔で前記スイッチング素子の駆動と停止とを繰り返すタイマー間欠動作を行う
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項１９】
前記発光ダイオード駆動装置は、さらに、前記カウント回路によって計測された回数が前記判定基準値以上である場合に、異常であることを示す異常判定信号を出力する異常処理回路を有する
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の発光ダイオード駆動装置。
【請求項２０】
発光ダイオードを駆動するための半導体装置であって、
請求項１〜１９のいずれか１項に記載の前記スイッチング素子ブロックと前記制御回路ブロックとを備え、
前記スイッチング素子ブロックと前記制御回路ブロックとは、同一の半導体基板上に形成されている、又は、同一のパッケージに組み込まれている
半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード駆動装置、及び、発光ダイオードの駆動に用いられる半導体装置に関し、特に、降圧チョッパ型の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）と記載）を駆動する発光ダイオード駆動装置、及び、ＬＥＤの駆動に用いられる発光ダイオード駆動用半導体装置が開発され、実用化されている。特に、白色ＬＥＤを光源としたＬＥＤ電球などの照明装置の量産化が盛んに行われている。また、ＬＥＤを適切に駆動する駆動回路が種々提案されている。例えば、複数のＬＥＤが直列に接続されている場合に、特定のＬＥＤがオープンになった場合には不必要に出力電圧が上昇し、部品への負荷が増大する恐れや、駆動回路に過大な電圧が印加される恐れがあった。
【０００３】
そこで、このようなＬＥＤのオープンを検出して安全な動作モードに切り替える機能を有する発光ダイオード駆動装置（照明装置）が開示されている（特許文献１）。
【０００４】
図８を用いて、特許文献１に記載された従来の発光ダイオード駆動装置について説明する。図８は、特許文献１に記載された従来の発光ダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【０００５】
従来の発光ダイオード駆動装置１１は、直列に接続された複数のＬＥＤ１８ａを含むＬＥＤ光源部１８に接続され、複数のＬＥＤ１８ａの点灯を制御する。図８に示すように、従来の発光ダイオード駆動装置１１は、電源電圧を所定の直流電圧に変換してＬＥＤ光源部１８に出力するコンバータを備えた点灯回路部１２と、ＬＥＤ光源部１８に流れる電流を検出する電流検出用抵抗１３とを有する。さらに、従来の発光ダイオード駆動装置１１は、電圧検出回路部１９を備える。
【０００６】
点灯回路部１２は、いわゆる昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、インダクタンス素子１４と、ダイオード１５と、スイッチング素子１６と、キャパシタンス素子２０と、駆動制御回路１７とを備える。
【０００７】
インダクタンス素子１４は、直流電源ＶＥの高電圧側に一端が接続される。ダイオード１５は、アノードがインダクタンス素子１４の他端に接続される逆流防止用のダイオードである。スイッチング素子１６は、インダクタンス素子１４の他端と直流電源ＶＥの低電圧側との間に接続される、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のパワー素子である。キャパシタンス素子２０は、ダイオード１５のカソードと直流電源ＶＥの低電圧側との間に接続される。駆動制御回路１７は、点灯回路部１２の出力電圧Ｖを制御する。
【０００８】
駆動制御回路１７は、電圧検出回路部１９及び電流検出用抵抗１３により、点灯回路部１２の出力を監視しながら、スイッチング素子１６のオン及びオフの制御を行う。具体的には、駆動制御回路１７は、スイッチング素子１６をオン及びオフの制御を行う制御機能と、ＬＥＤ光源部１８の接続状態によって、点灯回路部１２の動作モードを通常モード又は非接続時（無負荷時）用の待機モード（若しくは、停止モード）に設定するモード設定機能とを備えている。
【０００９】
電流検出用抵抗１３は、ＬＥＤ光源部１８のカソードと直流電源ＶＥの低電圧側との間に接続される抵抗である。電流検出用抵抗１３は、ＬＥＤ光源部１８に流れる電流Ｉを電圧情報に変換し、駆動制御回路１７のフィードバック端子ＦＢにフィードバックする。
【００１０】
駆動制御回路１７は、電流検出用抵抗１３によって検出された電流Ｉが所定の閾値を越えていれば、ＬＥＤ光源部１８が接続されていると判断する。そして、駆動制御回路１７は、ＬＥＤ光源部１８に流れる電流が、予め定められた設定値となるようにコンバータの出力電圧を調整する通常モードで動作する。
【００１１】
また、駆動制御回路１７は、電流検出用抵抗１３によって検出された電流が上記閾値以下であれば、ＬＥＤ光源部１８が接続されていないと判断して、上記出力電圧を所定値まで減少させる待機モード、又は、点灯回路部１２の出力を停止する停止モードで動作する。なお、上記所定の閾値は、ＬＥＤ光源部１８が正常に接続されている際に、ＬＥＤ光源部１８に流れる電流が少なくとも上記閾値を越える値であるように設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４１６９００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来技術では、次のような課題がある。
まず、特許文献１に記載の従来の発光ダイオード駆動装置では、ＬＥＤに流れる電流を検出するための電流検出用抵抗が必要である。また、駆動制御回路には、電流検出用抵抗によって検出された電流検出情報を入力するための端子が必要となり、駆動装置の小型化、省スペース化、点灯回路ＩＣの小型化、小端子化を実現する際の課題となる。また、検出用抵抗にＬＥＤ電流が流れるので、抵抗での消費電力のロスが大きい。
【００１４】
また、商用交流電源（ＡＣ１００Ｖ／２４０Ｖなど）を元に整流平滑した高電圧を電源電圧とし、入力電源電圧に対して低電圧であるＬＥＤ光源に効率よく供給するためには降圧型駆動回路が有効である。降圧型駆動回路で使用する場合は、電流検出用抵抗の電位は高電圧になるので、検出した情報を駆動制御回路に入力するためには、駆動制御回路に高耐圧素子が必要になる。
【００１５】
また、力率改善などのために商用交流電源を整流後に平滑しないで使用する入力脈流電圧駆動の場合、入力電圧が出力電圧よりも低くなる期間が発生する。この期間は、ＬＥＤ光源に電流が流れないため、ＬＥＤがオープンになったと誤検出する場合がある。
【００１６】
また、ＬＥＤ光源に流れる電流波形のリップル低減やノイズ対策などのためにＬＥＤ光源の直近に平滑用コンデンサ及びダミー抵抗を並列接続することが多い。このような場合、ＬＥＤがオープンになっても、平滑用コンデンサ及びダミー抵抗を介して電流が流れるため、駆動制御回路は正常に検出できない場合がある。
【００１７】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、専用の抵抗及び端子を必要とせず、入力電圧が低い場合、及び、ＬＥＤに平滑用コンデンサなどが並列接続されている場合であっても、正常にＬＥＤのオープンを検出することができる発光ダイオード駆動装置及び発光ダイオード駆動用の半導体装置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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る発光ダイオード駆動装置は、１個以上の発光ダイオードを駆動する降圧チョッパ型の発光ダイオード駆動装置であって、前記１個以上の発光ダイオードを有するＬＥＤ光源部、前記ＬＥＤ光源部に直列に接続されたチョークコイル、及び、前記チョークコイルに生じる逆起電力を前記ＬＥＤ光源部に供給するためのダイオードを有する直列接続ループ回路と、前記直列接続ループ回路に接続され、前記ＬＥＤ光源部及び前記チョークコイルに入力電圧を供給するための電源部と、前記直列接続ループ回路に接続され、前記ＬＥＤ光源部に流れる電流を定電流制御するためのスイッチング駆動回路とを備え、前記スイッチング駆動回路は、スイッチング素子ブロックと、制御回路ブロックとを含み、前記スイッチング素子ブロックは、前記直列接続ループ回路に直列に接続され、前記電源部によって供給される入力電圧を断続的に前記ＬＥＤ光源部及び前記チョークコイルへ供給するスイッチング素子を有し、前記制御回路ブロックは、第１動作モードにおいて、前記スイッチング素子のオン及びオフの切り替えを制御するＳＷ制御回路と、前記スイッチング素子がターンオフする際に、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が予め定められた上限基準値以下であるか否かを判定する上限判定回路と、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が予め定められた下限基準値以上であるか否かを判定する下限判定回路と、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が、前記上限判定回路によって前記上限基準値以下であると判定され、かつ、前記下限判定回路によって前記下限基準値以上であると判定された回数を計測するカウント回路とを有し、前記ＳＷ制御回路は、前記カウント回路によって計測された回数が予め定められた判定基準値以上である場合に、異常処理用の第２動作モードにおいて、前記第１動作モードとは異なる方式で前記スイッチング素子の制御を行う。
【００１９】
本態様によれば、ＬＥＤのオープンを検出するのにスイッチング素子に流れる電流を利用するので、専用の抵抗及び端子を必要としない。つまり、ＬＥＤ光源部に流れる電流を検出するための抵抗を必要としないため、抵抗でのロスを考慮する必要がなく、高効率での駆動が可能である。また、スイッチング素子がオフする際のスイッチング素子に流れる電流の電流値が上限基準値以下であるか否かを判定するので、ＬＥＤのオープン（ＬＥＤ光源部の高負荷インピーダンス状態）によってスイッチング素子に流れる電流が小さくなったことを検出することができる。したがって、スイッチング素子に流れる電流を用いて、ＬＥＤ光源部のオープン判定が可能なため、追加の端子が不要であり、発光ダイオード駆動装置の小型化、及び、省スペース化を実現することができる。
【００２０】
さらに、本態様によれば、スイッチング素子に流れる電流の電流値が下限基準値以上であるか否かを判定することで、ＬＥＤが正常であってもスイッチング素子に流れる電流値が低くなる場合（例えば、入力電圧が低い場合、又は、ＬＥＤに並列に平滑用コンデンサなどが接続されている場合）を、ＬＥＤがオープンであると誤検出することを防止することができる。さらに、スイッチング素子に流れる電流値が上限基準値以下であり、かつ、下限基準値以上であると判定した回数を計測し、計測した回数と判定基準値とを比較するので、継続してＬＥＤがオープンである場合を検出することができる。したがって、例えば、入力電圧が出力電圧よりも低くなり、ＬＥＤ光源部に電流が流れない期間が発生しても、予め設定された下限基準値以上の電流がスイッチング素子に流れていない期間は、カウント回路の計測を行わないため、誤検出を防止することができる。
【００２１】
このように、本態様によれば、専用の抵抗及び端子を必要とせず、入力電圧が低い場合、及び、ＬＥＤに平滑用コンデンサなどが並列接続されている場合であっても、正常にＬＥＤのオープンを検出することができる。
【００２２】
また、前記制御回路ブロックは、さらに、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値を検出する電流検出回路を有し、前記上限判定回路は、前記電流検出回路によって検出された電流値が、前記上限基準値以下であるか否かを判定し、前記下限判定回路は、前記電流検出回路によって検出された電流値が、前記下限基準値以上であるか否かを判定してもよい。
【００２３】
本態様によれば、上限基準値との比較（上限判定）及び下限基準値との比較（下限判定）の双方とも、電流検出回路によって検出された電流値を利用するので、判定を容易に行うことができる。例えば、上限判定及び下限判定を同時に行うことで、いずれかの判定結果を一時的に保持するための回路を必要としないので、判定に必要な回路構成を簡略化することができる。
【００２４】
また、前記ＳＷ制御回路は、前記第１動作モードにおいて、前記スイッチング素子を予め設定された周期でオフからオンに切り替え、前記上限判定回路は、前記周期内における前記スイッチング素子がオンしている期間の最大値である最大デューティ期間を設定し、前記スイッチング素子がオンしている期間が前記最大デューティ期間に達した場合に、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が前記上限基準値以下であると判定する最大デューティ検出回路を有してもよい。
【００２５】
本態様によれば、周期内におけるスイッチング素子がオンしている期間の最大値である最大デューティ期間が設定されるので、スイッチング素子がオンしている期間が最大デューティ期間に達すること（最大デューティ駆動）が、スイッチング素子に流れる電流が上限基準値以下であることを意味する。したがって、スイッチング素子に流れる電流が、予め設定された上限基準値に達するかどうかに係わりなく、最大デューティ駆動となった場合の回数をカウントすることで、ＬＥＤのオープンの検出を行うことができる。このとき、上限基準値との比較のために電流の検出を行わなくてよく、最大デューティ駆動であるか否かを判定するだけでよいので、オープンの検出精度を向上することができる。
【００２６】
また、前記ＳＷ制御回路は、前記第１動作モードにおいて、前記スイッチング素子がターンオフされてから予め設定された期間後に、前記スイッチング素子をターンオンし、前記上限判定回路は、前記スイッチング素子がオンしている期間の最大値である最大オン期間を設定し、前記スイッチング素子がオンしている期間が前記最大オン期間に達した場合に、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が前記上限基準値以下であると判定する最大オン期間検出回路を有してもよい。
【００２７】
本態様によれば、スイッチング素子がオンしている期間の最大値である最大オン期間が設定されるので、スイッチング素子がオンしている期間が最大オン期間に達すること（最大オン時間駆動）が、スイッチング素子に流れる電流が上限基準値以下であることを意味する。したがって、スイッチング素子に流れる電流が、予め設定された上限基準値に達するかどうかに係わりなく、最大オン時間駆動となった場合の回数をカウントすることで、ＬＥＤのオープンの検出を行うことができる。このとき、上限基準値との比較のために電流の検出を行わなくてよく、最大オン時間駆動であるか否かを判定するだけでよいので、オープンの検出精度を向上することができる。
【００２８】
また、前記制御回路ブロックは、さらに、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が予め設定されたピーク値になった場合に、ピーク電流検出信号を出力するピーク電流検出回路を有し、前記ＳＷ制御回路は、前記第１動作モードにおいて、前記ピーク電流検出信号が入力された場合に、前記スイッチング素子をターンオフさせ、前記上限基準値は、前記ピーク値以下の値であってもよい。
【００２９】
本態様によれば、ＬＥＤ光源部の電流値に応じて上限基準値を任意に設定できるため、ＬＥＤのオープンの検出精度を向上することができる。
【００３０】
また、前記制御回路ブロックは、さらに、外部から入力される値に応じて、前記ピーク値を動的に変更する電流調整回路を有してもよい。
【００３１】
本態様によれば、ＬＥＤ光源部に流れる電流を調整することが可能である。また、ＬＥＤ光源部のオープンの判定が可能である。
【００３２】
また、前記電流調整回路は、さらに、前記ピーク値の変更に伴って、前記上限基準値を変更してもよい。
【００３３】
本態様によれば、ピーク値の変更とともに上限基準値を変更することができるので、ＬＥＤ光源部のオープンの検出精度を向上することができる。
【００３４】
また、前記電源部は、交流電圧を生成する交流電源と、前記交流電圧を整流することで、脈流電圧である前記入力電圧を生成する整流回路とを有してもよい。
【００３５】
本態様によれば、入力電圧が出力電圧よりも低くなりＬＥＤ光源部に電流が流れない期間が発生しても、予め設定された下限基準値以上の電流がスイッチング素子に流れていない期間はカウント回路の計測を行わないため、誤検出することはない。
【００３６】
また、前記制御回路ブロックは、さらに、前記入力電圧が予め定められた設定電圧以上であるか否かを判定する入力電圧検出回路と、前記入力電圧が前記設定電圧以上である場合、前記ＳＷ制御回路に前記第１動作モードにおける前記スイッチング素子のオン及びオフの切り替えを起動させ、前記入力電圧が前記設定電圧未満の場合、前記ＳＷ制御回路に前記第１動作モードにおける前記スイッチング素子のオン及びオフの切り替えを停止させる起動／停止回路とを有してもよい。
【００３７】
本態様によれば、入力電圧が低下した際に、スイッチング素子のスイッチング動作（オン及びオフの切り替え制御）が停止される。このため、入力電圧値と出力電圧値とが近接して、スイッチング素子のオン時間が延びて最大オン時間又は最大オンデューティに達する前に、スイッチング動作を停止することが可能であり、ＬＥＤオープンを誤検出する可能性が低い。
【００３８】
また、前記直列接続ループ回路は、さらに、前記ＬＥＤ光源部に並列接続された抵抗を有し、前記下限基準値は、少なくとも１つの前記発光ダイオードがオープンである場合に前記抵抗に流れる電流の電流値以下の値であってもよい。
【００３９】
本態様によれば、ＬＥＤ光源部がオープンになっても、並列接続された抵抗に電流が流れるが、下限判定回路によって、ＬＥＤ光源部がオープンであるために電流が流れていることを検出することができる。したがって、ＬＥＤのオープンの検出精度を向上することができる。
【００４０】
また、前記直列接続ループ回路は、さらに、前記ＬＥＤ光源部に並列接続されたコンデンサを有し、前記下限基準値は、少なくとも１つの前記発光ダイオードがオープンである場合に前記コンデンサに流れる電流の電流値以下の値であってもよい。
【００４１】
本態様によれば、ＬＥＤ光源部がオープンになっても、並列接続されたコンデンサに電流が流れるが、下限判定回路によって、ＬＥＤ光源部がオープンであるために電流が流れていることを検出することができる。したがって、ＬＥＤのオープンの検出精度を向上することができる。
【００４２】
また、前記直列接続ループ回路は、さらに、前記ＬＥＤ光源部に並列接続された抵抗と、前記抵抗に直列接続され、前記ＬＥＤ光源部に並列接続されたコンデンサとを有し、前記下限基準値は、少なくとも１つの前記発光ダイオードがオープンである場合に前記抵抗及び前記コンデンサに流れる電流の電流値以下の値であってもよい。
【００４３】
本態様によれば、ＬＥＤ光源がオープンになっても、並列接続された部品（抵抗及びコンデンサ）に電流が流れるが、下限判定回路によって、ＬＥＤ光源部がオープンであるために電流が流れていることを検出することができる。したがって、ＬＥＤのオープンの検出精度を向上することができる。
【００４４】
また、前記下限判定回路は、前記スイッチング素子がターンオンされる度に、判定結果をリセットしてもよい。
【００４５】
本態様によれば、下限判定回路による判定結果を、スイッチング素子のスイッチングサイクル毎にリセットするので、誤検出の可能性を低くすることができる。
【００４６】
また、前記下限判定回路は、前記スイッチング素子がターンオンしてからターンオフするまでの期間に、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値が、前記下限基準値以上であるか否かを判定してもよい。
【００４７】
これにより、下限判定のタイミングを比較的自由に変更できるので、誤検出の可能性をより低くすることができる。
【００４８】
また、前記カウント回路は、計測した回数が、前記スイッチング素子がターンオフするタイミングと同期して増加しない場合、当該回数をリセットしてもよい。
【００４９】
本態様によれば、カウント回数が連続的に増加中にスイッチング素子に流れる電流が上限基準値以上である場合、又は、ピーク値に達した場合はカウント回数がリセットされるので、誤検出の可能性を低くすることができる。
【００５０】
また、前記カウント回路は、前記スイッチング素子のオン及びオフの切り替えが停止された場合に、計測した回数をリセットしてもよい。
【００５１】
本態様によれば、例えば、入力電圧が脈流電圧の場合で徐々に電圧が低下する際に誤ってカウント回数を計測しても、スイッチング素子のオン・オフ制御が停止されると、カウント回数がリセットされる。このため、次にスイッチング素子のオン・オフ制御が再開されたときに、カウント回数が保持されていないので、誤検出の可能性を低くすることができる。
【００５２】
また、前記ＳＷ制御回路は、前記第２動作モードとして、前記スイッチング素子をラッチ停止させてもよい。
【００５３】
本態様によれば、ＬＥＤのオープンを検出した際に、周辺部品又はスイッチング素子に過大な電圧が印加されることを防止できる。
【００５４】
また、前記ＳＷ制御回路は、前記第２動作モードとして、一定の間隔で前記スイッチング素子の駆動と停止とを繰り返すタイマー間欠動作を行ってもよい。
【００５５】
本態様によれば、ＬＥＤのオープンを検出した際に、スイッチング動作によるエネルギー出力を低下させる動作となるため、周辺部品又はスイッチング素子に過大な電圧が印加されることを防止できる。
【００５６】
また、前記発光ダイオード駆動装置は、さらに、前記カウント回路によって計測された回数が前記判定基準値以上である場合に、異常であることを示す異常判定信号を出力する異常処理回路を有してもよい。
【００５７】
本態様によれば、ＬＥＤオープンを検出した際に、異常判定信号を出力するため、この異常判定信号を利用して入力電圧の供給を停止し、ＬＥＤ光源部がオープンであることを周辺装置に伝達し、又は、アラームを鳴らすことでＬＥＤ光源部が異常であることを使用者に知らせることができる。
【００５８】
また、本発明の一態様に係る発光ダイオード駆動用の半導体装置は、発光ダイオードを駆動するための半導体装置であって、上記の前記スイッチング素子ブロックと前記制御回路ブロックとを備え、前記スイッチング素子ブロックと前記制御回路ブロックとは、同一の半導体基板上に形成されている、又は、同一のパッケージに組み込まれている。
【００５９】
本態様によれば、スイッチング素子と制御回路とを１つのパッケージに組み込むことが可能となる。したがって、この半導体装置を用いて発光ダイオード駆動装置を構成すれば、発光ダイオード駆動装置の部品点数を大幅に削減することができ、発光ダイオード駆動装置の小型化及び軽量化さらには低コスト化を容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００６０】
本発明によれば、専用の抵抗及び端子を必要とせず、入力電圧が低い場合、及び、ＬＥＤに平滑用コンデンサなどが並列接続されている場合であっても、正常にＬＥＤのオープンを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置の一例を示す回路図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態１に係る入力電圧の波形と発光ダイオード駆動装置の動作期間とを示す波形図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の形態１に係る入力電圧の波形と発光ダイオード駆動装置の動作期間とを示す波形図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るスイッチング素子に流れる電流の波形の一例を示す波形図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る発光ダイオード駆動装置の一例を示す回路図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るスイッチング素子に流れる電流の波形の一例を示す波形図である。
【図６Ａ】本発明の実施の形態３に係る直列接続ループ回路の一例を示す回路図である。
【図６Ｂ】本発明の実施の形態３に係る直列接続ループ回路の一例を示す回路図である。
【図６Ｃ】本発明の実施の形態３に係る直列接続ループ回路の一例を示す回路図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る発光ダイオード駆動装置の一例を示す回路図である。
【図８】従来の発光ダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面において同一の構成要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例を示すものであって、本発明は、例えば、構成要素の配置等が下記のものに特定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲において様々な変更を加えることができる。
【００６３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置は、１個以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を駆動する降圧チョッパ型の駆動装置であって、所定のタイミングで、スイッチング素子に流れる電流が上限基準値以下であり、かつ、下限基準値以上であるか否かを判定する。そして、本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置は、スイッチング素子に流れる電流が上限基準値以下であり、かつ、下限基準値以上であると判定された回数をカウントし、カウントした回数が予め定められた判定基準値以上である場合に、異常処理を行うことを特徴とする。
【００６４】
図１は、本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置１００の構成の一例を示す回路図である。本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置１００は、１個以上のＬＥＤを駆動する降圧チョッパ型の駆動装置である。
【００６５】
図１に示すように、発光ダイオード駆動装置１００は、電源部１１０と、直列接続ループ回路１２０と、スイッチング駆動回路２００と、コンデンサ１３０と、抵抗１４０とを備える。なお、スイッチング駆動回路２００は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の一例である。
【００６６】
電源部１１０は、直列接続ループ回路１２０に接続され、直列接続ループ回路１２０に含まれるＬＥＤ光源部１２１及びチョークコイル１２２に入力電圧を供給する。図１に示すように、電源部１１０は、交流電源１１１と、整流回路１１２と、平滑用コンデンサ１１３とを備える。
【００６７】
交流電源１１１は、交流電圧を生成する。例えば、交流電源１１１は、商用電源である。
【００６８】
整流回路１１２は、交流電源１１１に接続され、交流電圧を整流することで脈流電圧を生成する。整流回路１１２は、例えば、全波整流回路であって、交流電圧から全波整流電圧を生成する。整流回路１１２の高電位側は、直列接続ループ回路１２０に接続され、低電位側は、スイッチング駆動回路２００の低電位側端子ＧＮＤに接続される。
【００６９】
平滑用コンデンサ１１３は、整流回路１１２によって生成された全波整流電圧を平滑することで、入力電圧Ｖｉｎを生成する。平滑用コンデンサ１１３の高電位側は、直列接続ループ回路１２０に接続され、低電位側は、スイッチング駆動回路２００の低電位側端子ＧＮＤに接続される。生成された入力電圧Ｖｉｎは、ＬＥＤ光源部１２１及びチョークコイル１２２に供給される。
【００７０】
なお、入力電圧Ｖｉｎの波形は、平滑用コンデンサ１１３の容量値に依存して、十分に平滑され、又は、脈流波形になる。本発明の実施の形態１では、入力電圧波形は、図２Ａのように脈流電圧波形である場合を例に説明を行う。
【００７１】
直列接続ループ回路１２０は、ＬＥＤ光源部１２１と、チョークコイル１２２と、ダイオード１２３とを備える。図１に示すように、ＬＥＤ光源部１２１と、チョークコイル１２２と、ダイオード１２３とで、ループが構成されている。
【００７２】
ＬＥＤ光源部１２１は、複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。複数個のＬＥＤは、直列に接続されている。チョークコイル１２２は、ＬＥＤ光源部１２１に直列に接続される。ダイオード１２３は、ＬＥＤ光源部１２１とチョークコイル１２２とに並列に接続され、チョークコイル１２２に生じる逆起電力をＬＥＤ光源部１２１に供給する。
【００７３】
整流回路１１２及び平滑用コンデンサ１１３の高電位側は、ＬＥＤ光源部１２１のアノード端子側とダイオード１２３のカソード端子側とに接続される。また、チョークコイル１２２とダイオード１２３のアノード端子との共通接続点は、スイッチング駆動回路２００の高電位側端子ＤＲＮに接続される。
【００７４】
なお、本発明の実施の形態１では、チョークコイル１２２は、ＬＥＤ光源部１２１のカソード端子側に接続されているが、アノード端子側に接続してもよい。また、複数個の発光ダイオードを直列接続したＬＥＤ光源を例に説明するが、発光ダイオードは、１個以上であればよい。
【００７５】
また、複数個の発光ダイオードを備える場合であっても、複数個の発光ダイオードは、直列接続に限らず、マトリクス状に接続してもよい。これらは、以降に説明する実施の形態においても同様である。
【００７６】
スイッチング駆動回路２００は、本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動用の半導体装置の一例であり、ＬＥＤ光源部１２１に流れる電流を定電流制御するための半導体装置である。図１に示すように、スイッチング駆動回路２００は、スイッチング素子ブロック２１０と制御回路ブロック２２０とを含む。また、スイッチング駆動回路２００は、外部に接続する５つの端子（整流電圧印加端子ＩＮ、高電位側端子ＤＲＮ、低電位側端子ＧＮＤ、電源端子ＶＣＣ及び外部電流調整端子ＥＸ）を有する。
【００７７】
整流電圧印加端子ＩＮは、整流回路１１２の高電位側に接続され、脈流電圧波形の入力電圧Ｖｉｎが入力される。高電位側端子ＤＲＮは、上述したように直列接続ループ回路１２０に接続される。低電位側端子ＧＮＤは、制御回路ブロック２２０のグランド電位に接続された接地端子であり、基準電位（グランド電位）となる。また、電源端子ＶＣＣと低電位側端子ＧＮＤとの間にコンデンサ１３０が接続される。外部電流調整端子ＥＸは、抵抗１４０を介して電源端子ＶＣＣに接続される。
【００７８】
スイッチング素子ブロック２１０は、スイッチング素子２１１と、電流検出用スイッチング素子２１２とを備える。
【００７９】
スイッチング素子２１１は、直列接続ループ回路１２０に直列に接続され、電源部１１０によって供給される入力電圧Ｖｉｎを断続的にＬＥＤ光源部１２１及びチョークコイル１２２へ供給する。具体的には、スイッチング素子２１１は、直列接続ループ回路１２０と、接地されている低電位側端子ＧＮＤとの間に接続されている。
【００８０】
電流検出用スイッチング素子２１２は、スイッチング素子２１１に流れる電流よりも小さく、かつ、一定の電流比の電流が流れるように、スイッチング素子２１１と並列に接続される。
【００８１】
スイッチング素子２１１の高電位側端子と、電流検出用スイッチング素子２１２の高電位側端子とは、共通接続されて、スイッチング駆動回路２００の高電位側端子ＤＲＮに接続される。スイッチング素子２１１の制御端子と、電流検出用スイッチング素子２１２の制御端子とは、共通接続され、制御回路ブロック２２０から制御信号Ｖｇが印加される。
【００８２】
また、スイッチング素子２１１の低電位側端子は、スイッチング駆動回路２００の低電位側端子ＧＮＤに接続される。電流検出用スイッチング素子２１２の低電位側端子は、制御回路ブロック２２０が備える抵抗２２１の一端に接続される。抵抗２２１の他端は、スイッチング駆動回路２００の低電位側端子ＧＮＤに接続される。
【００８３】
なお、スイッチング素子２１１と電流検出用スイッチング素子２１２とは、共通接続された制御端子に共通の制御信号Ｖｇが入力されるので、スイッチング動作は同時に行われる。すなわち、スイッチング素子２１１と電流検出用スイッチング素子２１２とは、同じタイミングでターンオン又はターンオフする。
【００８４】
制御回路ブロック２２０は、抵抗２２１と、接合型ＦＥＴ２２２と、レギュレータ回路２２３と、入力電圧検出回路２２４と、起動／停止回路２２５と、電流調整回路２２６と、ピーク電流検出回路２２７と、ＳＷ制御回路２２８と、カウント回路２２９と、電流判定回路２３０とを備える。
【００８５】
抵抗２２１と電流検出用スイッチング素子２１２は、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値を検出する電流検出回路の一例である。抵抗２２１は、上述したように、一端が電流検出用スイッチング素子２１２の低電位側端子に接続され、他端が、低電位側端子ＧＮＤに接続される。抵抗２２１は、電流検出用スイッチング素子２１２を流れる電流を電圧に変換するための抵抗である。つまり、本発明の実施の形態では、スイッチング素子２１１に流れる電流を電圧情報として検出する。
【００８６】
なお、本発明の実施の形態では、抵抗２２１は、スイッチング素子２１１に流れる電流を直接測定するのではなく、電流検出用スイッチング素子２１２に流れる電流を測定する。電流検出用スイッチング素子２１２に流れる電流は、スイッチング素子２１１に流れる電流と比例関係にあるので、本発明の実施の形態に係る構成により、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値を間接的に測定することができる。
【００８７】
接合型ＦＥＴ２２２の高電位側端子は、整流電圧印加端子ＩＮに接続される。接合型ＦＥＴ２２２の低電位側端子は、レギュレータ回路２２３と入力電圧検出回路２２４とに接続される。
【００８８】
レギュレータ回路２２３は、接合型ＦＥＴ２２２の低電位側電圧を、電源端子ＶＣＣを介してコンデンサ１３０へ出力する。そして、レギュレータ回路２２３は、コンデンサ１３０の電圧（電源端子ＶＣＣの電圧Ｖｃｃ）が一定となるように動作する。
【００８９】
これにより、商用電源（交流電源１１１）からの交流電圧を整流した電圧を用いて制御回路ブロック２２０の動作電源電圧を生成する場合に、制御回路ブロック２２０の動作中の電圧を一定に保つことができる。したがって、制御回路ブロック２２０によるスイッチング素子２１１のオン及びオフの制御（スイッチング制御）を安定化できる。
【００９０】
入力電圧検出回路２２４は、電源部１１０によって生成された入力電圧が、予め定められた設定電圧以上であるか否かを判定する。具体的には、入力電圧検出回路２２４には、接合型ＦＥＴ２２２の低電位側電圧が入力され、内部の基準電圧と比較することで入力電源電圧Ｖｉｎが設定電圧以上であるか否かを検出する。そして、入力電圧検出回路２２４は、検出結果に応じて状態が変化する検出信号を出力する。具体的には、入力電源電圧Ｖｉｎが設定電圧以上の場合に信号レベルがハイレベルとなり、設定電圧を下回る場合にロウレベルとなる信号を出力する。なお、入力電圧検出回路２２４の出力端子は、起動／停止回路２２５の入力端子に接続される。
【００９１】
ここで、レギュレータ回路２２３と入力電圧検出回路２２４とはともに、接合型ＦＥＴ２２２に接続される構成としたが、これに限るものではない。高電圧である入力電圧をスイッチング駆動回路２００の電源電圧Ｖｃｃに変換する回路は、この他にも様々な回路が提供されており、当業者には周知である。
【００９２】
また、入力電圧検出回路２２４の構成もこれに限るものではない。整流電圧印加端子ＩＮから電圧低減用の抵抗を介してスイッチング駆動回路２００に入力し、スイッチング駆動回路２００内部で、さらに抵抗分割を用いた分圧を内部の基準電圧と比較することで、入力電圧のレベルを検出する方法などがある。さらに、レギュレータ回路２２３への入力信号と入力電圧検出回路２２４への入力信号とはともに、整流電圧印加端子ＩＮから印加する必要もなく、別々に印加端子を設けた構成としてもよい。
【００９３】
起動／停止回路２２５は、入力電圧が設定電圧以上である場合、第１動作モードにおけるＳＷ制御回路２２８にスイッチング素子のオン及びオフの切り替えを起動させる。また、起動／停止回路２２５は、入力電圧が設定電圧未満である場合、ＳＷ制御回路２２８にスイッチング素子のオン及びオフの切り替えを停止させる。なお、ＳＷ制御回路２２８、及び、その動作モードについては、後で説明する。
【００９４】
具体的には、起動／停止回路２２５は、入力電圧検出回路２２４からの信号レベルに応じて、ＥＮＡＢＬＥ信号及びＤＩＳＡＢＬＥ信号のいずれかを出力する。起動／停止回路２２５から出力される信号（ＥＮＡＢＬＥ信号又はＤＩＳＡＢＬＥ信号）は、ＳＷ制御回路２２８及びカウント回路２２９に入力される。
【００９５】
ＥＮＡＢＬＥ信号は、スイッチング素子２１１のスイッチング制御（すなわち、スイッチング素子２１１のオン及びオフの切り替え）を可能にする信号であって、例えば、信号レベルがハイレベルの信号である。ＤＩＳＡＢＬＥ信号は、スイッチング素子２１１のスイッチング制御を停止させる信号であって、例えば、信号レベルがロウレベルの信号である。
【００９６】
電流調整回路２２６は、外部電流調整端子ＥＸに接続される。電流調整回路２２６は、ピーク電流検出回路２２７に接続される。電流調整回路２２６は、外部電流調整端子ＥＸから印加された電流値に応じた信号をピーク電流検出回路２２７に入力する。すなわち、電流調整回路２２６は、外部電流調整端子ＥＸから入力される電流値に応じて基準電圧Ｖｒｅｆを調整し、調整した基準電圧Ｖｒｅｆを示す信号を出力する。
【００９７】
ピーク電流検出回路２２７は、スイッチング素子２１１に流れる電流が予め設定されたピーク値に達したか否かを検出する。スイッチング素子２１１に流れる電流が予め設定されたピーク値に達した場合、ピーク電流検出回路２２７は、その旨を示すピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴを出力する。
【００９８】
例えば、ピーク電流検出回路２２７は、プラス入力端子と、マイナス入力端子と、出力端子とを有するコンパレータである。プラス入力端子には、電流検出用スイッチング素子２１２と抵抗２２１との接続部が接続され、電流検出用スイッチング素子２１２に流れる電流によって抵抗２２１に発生する検出電圧Ｖｓｎが入力される。マイナス入力端子には、電流調整回路２２６で調整された基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。出力端子は、ＳＷ制御回路２２８に接続される。
【００９９】
ピーク電流検出回路２２７は、プラス入力端子に印加された検出電圧Ｖｓｎが基準電圧Ｖｒｅｆ以上になると、信号レベルがハイレベルのピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴを出力する。ピーク電流検出回路２２７から出力されるピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴは、ＳＷ制御回路２２８に入力される。基準電圧Ｖｒｅｆは、電源電圧Ｖｃｃと抵抗１４０の値によって決定されるため、抵抗１４０の値を変更することで任意の値に変更することが可能である。
【０１００】
電流検出用スイッチング素子２１２及び抵抗２２１に流れる電流は、スイッチング素子２１１に流れる電流ＩＤに対して一定の電流比の電流である。このため、ピーク電流検出回路２２７は、基準電圧Ｖｒｅｆと検出電圧Ｖｓｎとを比較することでスイッチング素子２１１に流れる電流ＩＤが予め設定された所定のピーク値Ｉｐに達したか否かを検出することができる。また、電流検出用スイッチング素子２１２及び抵抗２２１に流れる電流は、スイッチング素子２１１に流れる電流よりも小さいので、スイッチング素子２１１に流れる電流を抵抗により直接検知するよりも電力損失を低減することができる。
【０１０１】
また、スイッチング素子２１１に流れる電流ＩＤを検出する方法として、スイッチング素子２１１のドレイン端子電圧を検出する方法もある。スイッチング素子２１１がオンしている際に発生するオン電圧を検出電圧Ｖｓｎとすることで、内部の基準電圧Ｖｒｅｆと検出電圧Ｖｓｎとをピーク電流検出回路２２７が比較することが可能である。なお、スイッチング素子２１１に流れる電流を検出する方法は、これらの方法に限定されるものではなく、その検出方法は問わない。
【０１０２】
なお、電流調整回路２２６は、外部から入力される値に応じて、ピーク値を動的に変更してもよい。つまり、電流調整回路２２６は、外部電流調整端子ＥＸから入力される電流値に応じて、基準電圧Ｖｒｅｆを変更することで、ピーク値を変更してもよい。また、電流調整回路２２６は、ピーク値の変更に伴って、後述する上限基準値を変更してもよい。
【０１０３】
ＳＷ制御回路２２８は、第１動作モードにおいて、スイッチング素子２１１のオン及びオフの切り替えを制御する。また、ＳＷ制御回路２２８は、後述するように、カウント回路２２９によって計測された回数が予め定められた判定基準値以上である場合に、異常処理用の第２動作モードにおいて、第１動作モードとは異なる方式でスイッチング素子２１１の制御を行う。カウント回数の判定基準値（回数）は、第１動作モード時のスイッチング素子２１１の発振周波数やオフ時間に依存して十数回程度から最適値が選択される。
【０１０４】
なお、第１動作モードは、通常動作モードであって、ＬＥＤ光源部１２１がオープンではないと判定された場合に実行されるモードである。すなわち、第１動作モードは、予め定められた制御方式に従って、スイッチング素子２１１のスイッチング制御を行うモードである。
【０１０５】
また、第２動作モードは、第１動作モードとは異なる動作モードであって、直列接続ループ回路１２０に何らかの異常が検出された場合に実行する動作モードである。例えば、第２動作モードでは、スイッチング素子２１１のスイッチング制御を停止する。
【０１０６】
なお、判定基準値は、スイッチング素子２１１、電流検出用スイッチング素子２１２及びその他の構成要素が、過大な電圧が印加されることにより破壊されてしまうのを防止できる程度に決定される。具体的には、判定基準値は、スイッチング素子２１１の発振周波数、ＬＥＤ光源部１２１がオープンになった場合にスイッチング素子２１１に流れる電流値などに基づいて決定される。
【０１０７】
具体的には、ＳＷ制御回路２２８は、起動／停止回路２２５からＥＮＡＢＬＥ信号が入力される期間は、第１動作モードにおける動作として、スイッチング素子２１１のスイッチング制御を行う。ＳＷ制御回路２２８は、予め設定されたタイミングでスイッチング素子２１１にスイッチング制御信号Ｖｇを入力することで、スイッチング素子２１１をターンオンし、スイッチング素子２１１に電流を流す。また、ＳＷ制御回路２２８は、ピーク電流検出回路２２７から出力されるピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴが入力されたタイミングで、スイッチング素子２１１をターンオフさせる。これにより、ＳＷ制御回路２２８は、スイッチング素子２１１に流れる電流ＩＤのピーク電流値が常にピーク値Ｉｐになるように制御する。
【０１０８】
また、ＳＷ制御回路２２８は、起動／停止回路２２５からＤＩＳＡＢＬＥ信号が入力される期間は、スイッチング素子２１１の動作を停止させる。
【０１０９】
なお、スイッチング素子２１１のスイッチング制御方法は、スイッチングのオンデューティを制御するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式、スイッチング素子２１１に流れる電流のピーク値を変化させる電流モードＰＷＭ制御方式などがある。また、スイッチング素子２１１のオフ時間を予め設定された値で固定にするオフ時間固定制御方式、発振周波数を変化させるＰＦＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御方式などもあり、その制御方法は問わない。ただし、上述の制御方式に必要な回路は当業者には周知であるので、これらの制御方式による構成については図１には図示しない。
【０１１０】
電流判定回路２３０は、電流検出用スイッチング素子２１２と抵抗２２１との共通接続部に接続され、検出電圧Ｖｓｎが入力される。図１に示すように、電流判定回路２３０は、積分回路２３１と、２つのコンパレータ２３２及び２３３と、ＡＮＤ回路２３４とを備える。
【０１１１】
積分回路２３１には、検出電圧Ｖｓｎが入力され、検出電圧Ｖｓｎの最大値を出力する。なお、スイッチング素子２１１がターンオフされると、積分回路２３１の出力信号は、リセットされる。
【０１１２】
コンパレータ２３２は、スイッチング素子２１１がオフする際に、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値が予め定められた上限基準値以下であるか否かを判定する上限判定回路の一例である。本実施の形態では、コンパレータ２３２は、抵抗２２１によって検出された電流値が上限基準値以下であるか否かを判定する。上限基準値は、ピーク値Ｉｐ以下の値である。
【０１１３】
具体的には、コンパレータ２３２は、プラス入力端子に上限基準電圧ＩＤＨが入力され、マイナス入力端子に、抵抗２２１によって検出された電流値に対応する検出電圧Ｖｓｎの最大値が入力される。なお、上限基準電圧ＩＤＨは、ピーク値Ｉｐに相当する電圧（具体的には、基準電圧Ｖｒｅｆ）より小さな値に設定されている。コンパレータ２３２は、検出電圧Ｖｓｎの最大値が上限基準電圧ＩＤＨより小さい場合に、ハイレベルとなる信号をＡＮＤ回路２３４に出力する。
【０１１４】
コンパレータ２３３は、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値が予め定められた下限基準値以上であるか否かを判定する下限判定回路の一例である。本実施の形態では、コンパレータ２３３は、抵抗２２１によって検出された電流値が下限基準値以上であるか否かを判定する。
【０１１５】
具体的には、コンパレータ２３３は、プラス入力端子に、抵抗２２１によって検出された電流値に対応する検出電圧Ｖｓｎの最大値が入力され、マイナス入力端子に下限基準電圧ＩＤＬが入力される。コンパレータ２３３は、検出電圧Ｖｓｎの最大値が下限基準電圧ＩＤＬより大きい場合に、ハイレベルとなる信号をＡＮＤ回路２３４に出力する。
【０１１６】
なお、本実施の形態では、コンパレータ２３２及び２３３ともに、スイッチング素子２１１がターンオフするタイミングで判定を行う。スイッチング素子２１１がターンオフする直前が、スイッチング素子２１１に流れる電流が最大となるので、コンパレータ２３２及び２３３は、スイッチング素子２１１に流れる電流の最大値（実際には、対応する検出電圧Ｖｓｎ）を用いて判定を行う。
【０１１７】
ＡＮＤ回路２３４は、２つの入力端子と出力端子とを有し、入力端子に入力される信号の論理積を演算し、演算結果を出力端子から出力する。具体的には、２つの入力端子には、コンパレータ２３２及び２３３の出力信号がそれぞれ入力され、コンパレータ２３２及び２３３の出力信号の論理積が、カウント回路２２９に出力される。
【０１１８】
上限基準電圧ＩＤＨ及び下限基準電圧ＩＤＬの値は、Ｖｒｅｆ＞ＩＤＨ＞ＩＤＬが成り立つように、予め設定された任意の値である。また、図１では図示しないが、電流調整回路２２６によって調整された基準電圧Ｖｒｅｆの値に応じて、上限基準電圧ＩＤＨの値が調整される構成としてもよい。これにより、電流判定回路２３０は、検出電圧Ｖｓｎの最大値がＩＤＬ以上かつＩＤＨ以下の関係にあるとき、ハイレベルの信号をカウント回路２２９に出力する。
【０１１９】
カウント回路２２９は、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値が、上限判定回路によって上限基準値以下であると判定され、かつ、下限判定回路によって下限基準値以上であると判定された回数を計測する。具体的には、カウント回路２２９は、電流判定回路２３０から出力されるハイレベル信号の回数をカウントする回路である。カウント回路２２９は、カウント回数が予め設定された判定回数（判定基準値）に達すると、ｏｐｅｎ信号をＳＷ制御回路２２８へ出力する。
【０１２０】
また、カウント回路２２９には、起動／停止回路２２５からの出力信号（ＥＮＡＢＬＥ信号又はＤＩＳＡＢＬＥ信号）が入力される。起動／停止回路２２５からＤＩＳＡＢＬＥ信号が入力されるとき、カウント回路２２９のカウント回数は、リセットされる。
【０１２１】
以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置１００について、入力電源電圧Ｖｉｎと制御回路ブロック２２０とスイッチング素子２１１との動作開始タイミングの関係について説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の実施の形態１に係る入力電圧波形と発光ダイオード駆動装置１００の動作期間との一例を示す波形図である。
【０１２２】
図２Ａは、入力電圧波形と入力電圧検出回路２２４の検出電圧Ｖｉｎｕｖとの関係を表す図である。入力電圧波形が脈流波形の場合、入力電圧Ｖｉｎ＞検出電圧Ｖｉｎｕｖの期間は、スイッチング駆動回路２００及び制御回路ブロック２２０が動作可能な期間となる。入力電圧Ｖｉｎ＜検出電圧Ｖｉｎｕｖの期間は、スイッチング素子２１１は、動作を停止する。
【０１２３】
図２Ｂは、入力電圧が脈流波形の場合において、入力電圧が徐々に増加するときの波形を示す図である。入力電圧Ｖｉｎが検出電圧Ｖｉｎｕｖよりの低い期間Ｔ１は、スイッチング駆動回路２００及び制御回路ブロック２２０は、動作を停止しているので、スイッチング素子２１１も動作を停止している。
【０１２４】
ＬＥＤ光源部１２１の順方向電圧の合計電圧（すなわち、ＬＥＤ光源部１２１の出力電圧）を出力電圧ＶＦ＿ＬＥＤと表すと、電源入力電圧Ｖｉｎが出力電圧ＶＦ＿ＬＥＤよりも低い期間は、ＬＥＤ光源部１２１に電流は流れない。この結果、入力電圧Ｖｉｎが検出電圧Ｖｉｎｕｖよりも高く、出力電圧ＶＦ＿ＬＥＤよりも低い期間Ｔ２においては、制御回路ブロック２２０は動作が可能である。したがって、ＳＷ制御回路２２８は、スイッチング素子２１１にスイッチング制御信号Ｖｇを入力し、スイッチング素子２１１は、スイッチング動作を開始するが、スイッチング素子２１１に電流は流れない。
【０１２５】
そして、入力電圧Ｖｉｎが出力電圧ＶＦ＿ＬＥＤ以上になると、ＬＥＤ光源部１２１に電流が流れるため、スイッチング素子２１１にも電流が流れる。入力電圧Ｖｉｎが徐々に低下する際にも、同様の現象が発生する。出力電圧ＶＦ＿ＬＥＤが検出電圧Ｖｉｎｕｖよりも低い場合は、入力電圧Ｖｉｎが検出電圧Ｖｉｎｕｖよりも高くなり、スイッチング駆動回路２００及び制御回路ブロック２２０が動作可能となると、ＬＥＤ光源部１２１及びスイッチング素子２１１に電流が流れる。
【０１２６】
以下では、まず、ＬＥＤ光源部１２１が正常な場合の動作について説明する。
正常な動作時にスイッチング素子２１１に流れる電流波形を、図３のＩＤＳ１に示す。この場合、電流波形ＩＤＳ１は、チョークコイル１２２のインダクタンス値ＬとＬＥＤ光源部１２１の両端子電圧差（Ｖｉｎ−ＶＦ＿ＬＥＤ）から決定される傾き（Ｖｉｎ−ＶＦ＿ＬＥＤ）／Ｌをもった単純増加の電流波形となる。
【０１２７】
そして、スイッチング素子２１１に流れる電流ＩＤが予め設定されたピーク値Ｉｐに達すると、ＳＷ制御回路２２８は、スイッチング素子２１１をターンオフさせる制御信号Ｖｇを出力することによって、スイッチング素子２１１に流れる電流のピーク値が常にＩｐで一定になるように制御する。この際、制御回路ブロック２２０内部の検出電圧Ｖｓｎ（すなわち、抵抗２２１によって検出された検出電圧Ｖｓｎ）の最大値と上限基準電圧ＩＤＨと下限基準電圧ＩＤＬとの関係は、「Ｖｓｎの最大値＞ＩＤＨ＞ＩＤＬ」となるため、電流判定回路２３０は、カウント回路２２９にハイレベル信号を出力しない。
【０１２８】
また、図２Ｂで説明した期間Ｔ２のように内部の制御回路ブロック２２０及びスイッチング素子２１１は、オン及びオフの制御（スイッチング動作）を開始している。しかしながら、期間Ｔ２では、上述したように、スイッチング素子２１１に電流が流れない。このため、期間Ｔ２では、制御回路ブロック２２０内部の検出電圧Ｖｓｎの最大値と上限基準電圧ＩＤＨと下限基準電圧ＩＤＬとの関係は、「ＩＤＨ＞ＩＤＬ＞Ｖｓｎの最大値」となるため、電流判定回路２３０は、ハイレベルの信号をカウント回路２２９に出力することはない。
【０１２９】
次に、ＬＥＤ光源部１２１を構成する発光ダイオード素子のいくつかが破壊され、オープン不良になった場合について説明する。発光ダイオードのオープン不良は、完全に電気的に絶縁される場合と、抵抗成分が残った半オープン状態との２種類に分類できる。図１のように、負荷がＬＥＤ光源部１２１だけで構成される場合に発光ダイオードが電気的に絶縁されると、入力電圧Ｖｉｎがチョークコイル１２２及びスイッチング素子２１１に印加されない。このため、ＬＥＤ光源部１２１がオープンになってもチョークコイル１２２及びスイッチング素子２１１に高電圧が印加される恐れはない。
【０１３０】
一方、ＬＥＤ光源部１２１が半オープン状態になった場合にスイッチング素子２１１に流れる電流を、図３のＩＤＳ２に示す。この場合、ＬＥＤ光源部１２１は、抵抗成分だけが残るため、正常時よりもインピーダンスが高くなり、電流増加率が低くなる。そして、スイッチング素子２１１に流れる電流ＩＤの最大値がピーク値Ｉｐに達することなく、ＳＷ制御回路２２８の制御方式に従って、スイッチング素子２１１はターンオフする。
【０１３１】
この際、制御回路ブロック２２０内部の検出電圧Ｖｓｎの最大値と上限基準電圧ＩＤＨと下限基準電圧ＩＤＬとの関係は、「ＩＤＨ＞Ｖｓｎの最大値＞ＩＤＬ」となるため、電流判定回路２３０は、カウント回路２２９にハイレベル信号を出力する。そして、カウント回路２２９は、カウント回数が所定の判定基準値以上になると、負荷であるＬＥＤ光源部１２１がオープンであると判断して、ｏｐｅｎ信号をＳＷ制御回路２２８に出力する。ＳＷ制御回路２２８は、ｏｐｅｎ信号が入力されると、異常処理用の第２動作モードとして、スイッチング素子２１１をターンオフさせ、かつ、スイッチング動作を停止した状態を保持する。
【０１３２】
以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置１００は、ＬＥＤ光源部１２１に流れる電流を検出するための専用の抵抗を必要せず、スイッチング素子２１１に流れる電流でＬＥＤ光源部１２１のオープン判定が可能である。このため、スイッチング駆動回路２００には、追加の端子が不要であり、発光ダイオード駆動装置１００の小型化及び省スペース化が可能となる。
【０１３３】
さらに、電源起動時又は入力電圧が脈流電圧である場合などの、入力電圧が出力電圧よりも低い期間において、ＬＥＤ光源部１２１に電流が流れない期間が発生しても、スイッチング素子２１１に予め設定された下限基準値以上の電流が流れていない期間は、カウント回路２２９による計測を行わないため、誤検出を防止することができる。
【０１３４】
なお、本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置１００は、カウント回路２２９を備えることで、ＬＥＤ光源部１２１がオープンとなっている可能性のある状態を複数回判定している。例えば、上述したように、電源起動時などの入力電圧が低い場合には、ＬＥＤ光源部１２１がオープンでない場合であっても、オープンであると判定される場合が存在する。この場合、入力電圧の増加とともに、オープンでない（すなわち、正常である）と判定されることになる。
【０１３５】
本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置１００では、複数回の判定を行うので、所定の判定基準値以下の回数だけオープンであると判定された場合であっても、オープンではないと判定する。したがって、本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置１００によれば、判定基準値を適切な値に設定することで、誤検出を防止することができる。
【０１３６】
また、本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置１００は、電流調整回路２２６を備え、スイッチング素子２１１に流れるピーク値Ｉｐを外部から適切な値に調整することが可能である。したがって、上限基準電圧ＩＤＨ及び下限基準電圧ＩＤＬを任意に設定することで、ＬＥＤオープン検出精度を向上させることができる。
【０１３７】
また、本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置１００は、入力電圧検出回路２２４を備え、入力電圧が低下した際にスイッチング素子２１１のオン及びオフの制御（スイッチング動作）を停止する。このため、入力電圧値と出力電圧値とが近接してスイッチング素子２１１のオン時間が延びて、最大オン時間又は最大オンデューティ期間に達する前に、スイッチング動作を停止することが可能であり、ＬＥＤオープンを誤検出する可能性が低い。
【０１３８】
さらに、入力電圧が脈流電圧の場合であって、徐々に電圧が低下する際に、誤ってカウント回数を計測した場合であっても、入力電圧検出回路２２４によってスイッチング素子２１１のスイッチング動作が停止されるとカウント回数がリセットされる。すなわち、カウント回路２２９は、スイッチング素子２１１のオン及びオフの切り替え（スイッチング動作）が停止された場合に、計測した回数をリセットする。このため、次に、入力電圧検出回路２２４によってスイッチング素子２１１のスイッチング動作が再開されたときに、カウント回数が保持されていないので、誤検出の可能性が低くなる。
【０１３９】
また、スイッチング素子ブロック２１０と制御回路ブロック２２０とが同一基板上に集積化され、又は、同一のパッケージに組み込まれた半導体装置としてスイッチング駆動回路２００を構成することにより、発光ダイオード駆動装置（照明装置）の部品点数を大幅に削減することができる。また、本構成は、本発明の実施の形態１に係る発光ダイオード駆動装置に限定される構成ではなく、以降に説明する他の実施の形態に係る発光ダイオード駆動装置にも適用することができる。
【０１４０】
また、交流電圧を整流する整流回路１１２として全波整流回路を使用したが、半波整流回路を使用しても同様の効果が得られるのは明白である。さらに、交流電源１１１の代わりに、直流電源を使用した場合においても本発明の効果を享受できる。これらは、以降に説明する実施の形態においても同様である。
【０１４１】
（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２に係る発光ダイオード駆動装置及び発光ダイオード駆動用の半導体装置について説明する。本発明の実施の形態２に係る発光ダイオード駆動装置は、最大デューティ駆動であるか否かを判定することで、スイッチング素子に流れる電流が上限基準値以下であるか否かを判定することを特徴とする。最大デューティ駆動とは、スイッチング素子を一定周期で駆動させる制御方法において、スイッチング素子がオンしている期間が、予め設定された最大の期間（最大デューティ）に達した場合に、スイッチング素子をターンオフすることである。すなわち、本発明の実施の形態２に係る発光ダイオード駆動装置では、スイッチング素子に流れる電流がピーク値に達することで、スイッチング素子がターンオフされる前に、最大デューティ駆動によりターンオフされることを検出することで、スイッチング素子に流れる電流が上限基準値以下であることを検出する。
【０１４２】
図４は、本発明の実施の形態２に係る発光ダイオード駆動装置３００の一例を示す回路図である。図４において、図１に示す構成要素に相当する構成要素には、図１と同じ符号を付し、それらについての説明は省略する。
【０１４３】
本発明の実施の形態２に係る発光ダイオード駆動装置３００は、実施の形態１と比較すると、スイッチング駆動回路４００の制御回路ブロック４２０の構成が異なる。また、抵抗１４０の接続関係が異なる。それ以外の構成については実施の形態１と同様である。
【０１４４】
実施の形態２では、スイッチング素子２１１の制御方式として、スイッチング素子２１１に流れる電流ピークを変化させる電流モードＰＷＭ制御方式を例に説明する。具体的には、本発明の実施の形態２では、ＳＷ制御回路２２８は、第１動作モード（通常動作モード）において、スイッチング素子２１１を予め設定された周期でオフからオンに切り替える。また、スイッチング素子２１１に流れる電流がピーク値Ｉｐに達した場合に、すなわち、ピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴが入力された場合に、スイッチング素子２１１をターンオフにする。
【０１４５】
制御回路ブロック４２０は、カウント回路２２９と、電流判定回路２３０との代わりに、図４に示すように、カウント回路４２９と、コンパレータ４３３と、フリップフロップ回路４３５と、クロック発生器４３６とを備える。
【０１４６】
抵抗１４０は、整流回路１１２及び平滑用コンデンサ１１３の高電位側に接続されている。この結果、入力電圧波形が図２Ａのように脈流電圧波形である場合、抵抗１４０の抵抗値Ｒ１４０と入力電圧Ｖｉｎとの値に応じて外部電流調整端子ＥＸに印加される電流ＩＥＸは、「ＩＥＸ＝Ｖｉｎ／Ｒ１４０」の式から算出される。この結果、電流調整回路２２６が設定する基準電圧Ｖｒｅｆは、入力電圧の波形に応じて変化する。
【０１４７】
クロック発生器４３６は、最大デューティ検出回路の一例であって、最大デューティ期間（最大オンデューティとも記載）を設定する。最大デューティ期間は、スイッチング素子２１１をオンからオフに切り替える周期内における、スイッチング素子２１１がオンしている期間の最大値である。後述するように、スイッチング素子２１１がオンしている期間が最大デューティ期間に達した場合に、クロック発生器４３６は、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値が、上記の上限基準値（ＩＤＨ）以下であると判定する。
【０１４８】
例えば、クロック発生器４３６は、発振器などで構成され、スイッチング素子２１１の毎周期のターンオンのタイミングを決定するＣＬＯＣＫ信号と、最大オンデューティを決定するＭＡＸＤＵＴＹ信号とを出力する。ＣＬＯＣＫ信号がＳＷ制御回路２２８に入力されると、ＳＷ制御回路２２８は、スイッチング素子２１１に制御信号Ｖｇを出力することで、スイッチング素子２１１をターンオンさせる。
【０１４９】
そして、スイッチング素子２１１に流れる電流ＩＤが、予め設定されたピーク値Ｉｐに達すると、すなわち、ピーク電流検出回路２２７に入力される検出電圧Ｖｓｎが基準電圧Ｖｒｅｆに達すると、ピーク電流検出回路２２７は、ピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴをＳＷ制御回路２２８に出力する。これによって、ＳＷ制御回路２２８は、スイッチング素子２１１をターンオフさせる制御信号Ｖｇを出力する。本制御によって、スイッチング素子２１１に流れる電流のピーク値が、常にＩｐで一定になるように制御する。
【０１５０】
また、ピーク電流検出回路２２７がＳＷ制御回路２２８にピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴを出力する前に、クロック発生器４３６がＳＷ制御回路２２８にＭＡＸＤＵＴＹ信号を出力すると、ＳＷ制御回路２２８は、スイッチング素子２１１をターンオフさせる制御信号Ｖｇを出力する。なお、図４に図示しないが、実際には、ＳＷ制御回路２２８がピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴによってスイッチング素子２１１をターンオフさせる制御信号Ｖｇを出力すると、クロック発生器４３６は、ＭＡＸＤＵＴＹ信号を出力しない。
【０１５１】
コンパレータ４３３は、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値が予め定められた下限基準値以上であるか否かを判定する下限判定回路の一部である。コンパレータ４３３は、プラス入力端子に検出電圧Ｖｓｎが入力され、マイナス入力端子に下限基準電圧ＩＤＬが入力される。コンパレータ４３３は、検出電圧Ｖｓｎが下限基準電圧ＩＤＬより大きい場合に、ハイレベルとなる信号をフリップフロップ回路４３５に出力する。
【０１５２】
本実施の形態では、コンパレータ４３３は、スイッチング素子２１１がターンオンしてからターンオフするまでの間に、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値が、下限基準値以上であるか否かを判定する。そして、判定結果は、フリップフロップ回路４３５によって保持される。
【０１５３】
フリップフロップ回路４３５は、下限判定回路の一部であり、コンパレータ４３３による判定結果を保持する。なお、スイッチング素子２１１がターンオンされる度に、判定結果はリセットされる。
【０１５４】
フリップフロップ回路４３５は、例えば、セット端子と、リセット端子と、出力端子とを有するＲＳフリップフロップ回路である。セット端子にコンパレータ４３３の出力信号が入力され、リセット端子にクロック発生器４３６からＣＬＯＣＫ信号が入力される。出力端子は、カウント回路４２９に接続され、セット端子に信号が入力されてからリセット端子に信号が入力されるまで、出力信号をカウント回路４２９に出力する。
【０１５５】
フリップフロップ回路４３５では、クロック発生器４３６からＣＬＯＣＫ信号が出力される毎に、出力信号がリセットされる。すなわち、スイッチング素子２１１がターンオンするタイミングで、フリップフロップ回路４３５の出力は一度リセットされ、その後コンパレータ４３３からの出力信号によってセットされる。
【０１５６】
すなわち、フリップフロップ回路４３５は、検出電圧Ｖｓｎが下限基準電圧ＩＤＬより大きい場合に、すなわち、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値が下限基準値より大きい場合に、ＣＬＯＣＫ信号が入力されるまでの期間、ハイレベルとなる信号をカウント回路４２９に出力する。
【０１５７】
カウント回路４２９は、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値が上限基準値以下であり、かつ、下限基準値以上であると判定された回数を計測する。本発明の実施の形態２では、電流値を直接比較するのではなく、ピーク値に達するまでの時間を検出することで、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値と上限基準値との比較を行う。
【０１５８】
具体的には、カウント回路４２９には、フリップフロップ回路４３５の出力信号の他に、ピーク電流検出回路２２７からピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴと、クロック発生器４３６からＭＡＸＤＵＴＹ信号と、起動／停止回路２２５からの出力信号（ＥＮＡＢＬＥ信号又はＤＩＳＡＢＬＥ信号）とが入力される。カウント回路４２９は、フリップフロップ回路４３５からの出力信号と、クロック発生器４３６からのＭＡＸＤＵＴＹ信号とが入力されたときにカウント回数を１つ増加させる。そして、カウント回数が予め設定された判定基準値に達すると、カウント回路４２９は、ｏｐｅｎ信号をＳＷ制御回路２２８へ出力する。また、起動／停止回路２２５からＤＩＳＡＢＬＥ信号が入力されるか、又は、ピーク電流検出回路２２７からピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴが入力されると、カウント回路４２９は、カウント回数をリセットする。
【０１５９】
以上のように構成された本発明の実施の形態２に係る発光ダイオード駆動装置３００について、ＬＥＤ光源部１２１が正常な場合の動作について説明する。正常な動作時にスイッチング素子２１１に流れる電流波形及び制御回路ブロック４２０の信号波形を、図５のＩＤＳ１に示す。
【０１６０】
クロック発生器４３６からＣＬＯＣＫ信号が出力されると、ＳＷ制御回路２２８から出力される制御信号Ｖｇは、ハイレベルとなり、スイッチング素子２１１がターンオンして電流が流れ始める。このときの電流波形ＩＤＳ１は、チョークコイル１２２のインダクタンス値Ｌと、ＬＥＤ光源部１２１の両端子電圧差（Ｖｉｎ−ＶＦ＿ＬＥＤ）から決定される傾き（Ｖｉｎ−ＶＦ＿ＬＥＤ）／Ｌをもった単純増加の電流波形となる。
【０１６１】
そして、スイッチング素子２１１に流れる電流ＩＤが予め設定されたピーク値Ｉｐに達すると、ＳＷ制御回路２２８からの制御信号Ｖｇはロウレベルとなり、スイッチング素子２１１をターンオフさせる。本制御によってスイッチング素子２１１に流れる電流のピーク値が常にＩｐで一定になるように制御する。
【０１６２】
この際、制御回路ブロック４２０内部の検出電圧Ｖｓｎと下限基準電圧ＩＤＬとの関係は、Ｖｓｎ＞ＩＤＬであるので、フリップフロップ回路４３５から出力信号がカウント回路４２９に入力される。また、スイッチング素子２１１のオン期間はクロック発生器４３６が規定する最大オンデューティ以内であるので、ＭＡＸＤＵＴＹ信号は出力されない（図５では、ＭＡＸＤＵＴＹ信号を点線で示す）。よって、カウント回路４２９は、カウント回数を増加しない。
【０１６３】
また、図２Ｂで説明した期間Ｔ２のように、内部の制御回路ブロック４２０及びスイッチング素子２１１は、オン及びオフの制御を開始しているがスイッチング素子２１１に電流が流れない期間では、制御回路ブロック４２０内部の検出電圧Ｖｓｎと下限基準電圧ＩＤＬとの関係は、ＩＤＬ＞Ｖｓｎとなる。このため、カウント回路４２９は、カウント回数を増加しない。
【０１６４】
また、ピーク電流検出回路２２７からのピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴによって、カウント回数はリセットされる。
【０１６５】
次に、ＬＥＤ光源部１２１を構成する発光ダイオード素子のいくつかが破壊され、オープン不良になり、スイッチング素子２１１がオンしている期間に微小電流が流れる場合について説明する。この場合のスイッチング素子２１１に流れる電流及び制御回路ブロック４２０の信号波形を、図５のＩＤＳ２に示す。
【０１６６】
この場合、ＬＥＤ光源部１２１は抵抗成分だけが残るため、正常時よりもインピーダンスが高くなり、電流増加率が低くなる。このため、スイッチング素子２１１に流れる電流ＩＤの最大値がピーク値Ｉｐに達することなく、スイッチング素子２１１のオン期間がクロック発生器４３６で規定される最大オンデューティに達する。このとき、クロック発生器４３６は、ＭＡＸＤＵＴＹ信号を出力し、ＳＷ制御回路２２８は、スイッチング素子２１１をターンオフさせる制御信号Ｖｇを出力する。
【０１６７】
この際、制御回路ブロック４２０内部の検出電圧Ｖｓｎと下限基準電圧ＩＤＬとの関係は、予めＶｓｎ＞ＩＤＬとなるように設定されているため、コンパレータ４３３からの出力信号によってフリップフロップ回路４３５はセットされ、出力信号をカウント回路４２９に出力する。また、クロック発生器４３６からＭＡＸＤＵＴＹ信号がカウント回路４２９に出力される。このため、カウント回路４２９は、カウント回数を１つ増加させる。
【０１６８】
カウント回路４２９は、ピーク電流検出回路２２７がピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴを出力すると、カウント回数をリセットする。カウント回数は、スイッチング素子２１１のオン期間が毎回最大オンデューティであるときにのみ増加する。
【０１６９】
そして、カウント回数が所定の判定基準値以上となると、カウント回路４２９は、負荷であるＬＥＤ光源部１２１がオープンであると判断して、ｏｐｅｎ信号をＳＷ制御回路２２８に出力する。ＳＷ制御回路２２８は、ｏｐｅｎ信号が入力されると、スイッチング素子２１１をターンオフさせ、かつ、スイッチング動作を停止した状態を保持する。すなわち、ＳＷ制御回路２２８は、異常処理用の第２動作モードとして、スイッチング素子２１１をラッチ停止させる。
【０１７０】
次に、ＬＥＤ光源部１２１を構成する発光ダイオード素子のいくつかが破壊されオープン不良になり、スイッチング素子２１１がオンしている期間中のある期間だけにスパイク電流が流れる場合について説明する。この場合のスイッチング素子２１１に流れる電流及び制御回路ブロック４２０の信号波形を、図５のＩＤＳ３に示す。
【０１７１】
スイッチング素子２１１に流れるスパイク電流によって検出電圧Ｖｓｎと下限基準電圧ＩＤＬとの関係がＶｓｎ＞ＩＤＬとなると、コンパレータ４３３からの出力信号によってフリップフロップ回路４３５はセットされ、出力信号をカウント回路４２９に出力する。スイッチング素子２１１のオン期間中に検出電圧Ｖｓｎと下限基準電圧ＩＤＬとの関係がＶｓｎ＜ＩＤＬになってもフリップフロップ回路４３５の出力信号に変化はないため、クロック発生器４３６からＭＡＸＤＵＴＹ信号がカウント回路に出力されると、カウント回路４２９は、カウント回数を１つ増加させることが可能となる。
【０１７２】
カウント回路４２９は、ピーク電流検出回路２２７がピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴを出力すると、カウント回数をリセットする。カウント回数は、スイッチング素子２１１のオン期間が毎回最大オンデューティであるときにのみ増加する。
【０１７３】
そして、カウント回数が所定の判定基準値以上となると、カウント回路４２９は、負荷であるＬＥＤ光源部１２１がオープンであると判断して、ｏｐｅｎ信号をＳＷ制御回路２２８に出力する。ＳＷ制御回路２２８は、ｏｐｅｎ信号が入力されると、スイッチング素子２１１をターンオフさせ、かつ、スイッチング動作を停止した状態を保持する。すなわち、ＳＷ制御回路２２８は、異常処理用の第２動作モードとして、スイッチング素子２１１をラッチ停止させる。
【０１７４】
このように構成された本発明の実施の形態２に係る発光ダイオード駆動装置３００は、スイッチング素子２１１に流れる電流値がピーク値に達しない場合は、最大デューティ駆動となる。すなわち、スイッチング素子２１１がオンである期間が、予め設定された最大デューティ期間に達した場合に、スイッチング素子２１１は、ターンオフされる。
【０１７５】
よって、スイッチング素子２１１に流れる電流が予め設定された上限基準値以下であることを検出するために、直接電流値の比較を行う必要はない。代わりに、予め設定された上限基準値に達するかどうかに係わりなく、最大デューティ駆動となった回数をカウントすることで、ＬＥＤ光源部１２１がオープンであるか否かを判定するので、ＬＥＤのオープン検出精度を向上することができる。
【０１７６】
なお、本発明の実施の形態２では、スイッチング素子２１１の制御方式として、スイッチング素子２１１に流れる電流のピーク値を変化させる電流モードＰＷＭ制御方式を例に説明したが、これに限定されるものではない。スイッチングのオンデューティを制御するＰＷＭ方式の場合でも、スイッチング素子２１１の最大オンデューティを規定することによって、実施の形態２と同様の制御を行うことが可能である。
【０１７７】
また、スイッチング素子２１１のオフ時間を予め設定された値で固定にするオフ時間固定制御方式、又は、発振周波数を変化させるＰＦＭ制御方式においても、上記の実施の形態２と同様の制御を行うことができる。例えば、まず、スイッチング素子２１１がパルス毎にオンできる最大時間、すなわち、最大オン期間を規定する。そして、フリップフロップ回路４３５からの出力信号と最大オン期間が経過したことを示す信号（図４には図示しない）とがともに、カウント回路４２９に印加されたときにカウント回数を１つ増加させることで、同様の効果を得ることができる。
【０１７８】
言い換えると、本発明の実施の形態２の変形例に係る発光ダイオード駆動装置は、最大オン時間駆動であるか否かを判定することで、スイッチング素子に流れる電流が上限基準値以下であるか否かを判定する。最大オン時間駆動とは、スイッチング素子２１１がオンしている期間が、予め設定された最大の期間（最大オン期間）に達した場合に、スイッチング素子２１１をターンオフすることである。すなわち、本発明の実施の形態２の変形例に係る発光ダイオード駆動装置では、スイッチング素子２１１に流れる電流がピーク値に達することで、スイッチング素子がターンオフされる前に、最大オン時間駆動によりターンオフされることを検出することで、スイッチング素子に流れる電流が上限基準値以下であることを検出する。
【０１７９】
具体的には、ＳＷ制御回路２２８は、第１動作モード（通常動作モード）において、オフ時間固定制御方式により、スイッチング素子２１１がターンオフされてから予め設定された期間後に、スイッチング素子２１１をターンオンする。また、上述したように、ＳＷ制御回路２２８は、スイッチング素子２１１に流れる電流がピーク値Ｉｐに達した場合に、すなわち、ピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴが入力された場合に、スイッチング素子２１１をターンオフにする。
【０１８０】
クロック発生器４３６は、最大オン期間検出回路の一例であり、スイッチング素子２１１がオンしている期間の最大値である最大オン期間を設定する。そして、スイッチング素子２１１がオンしている期間が最大オン期間に達した場合（すなわち、最大オン時間駆動である場合）に、スイッチング素子２１１に流れる電流の電流値が上限基準値以下であると判定される。
【０１８１】
本構成によれば、スイッチング素子２１１に流れる電流が、予め設定された上限基準値に達するかどうかに係わりなく、最大オン時間駆動となった場合の回数をカウントすることで、ＬＥＤのオープンの検出を行うことができる。このとき、上限基準値との比較のために電流の検出を行わなくてよく、最大オン時間駆動であるか否かを判定するだけでよいので、オープンの検出精度を向上することができる。
【０１８２】
また、本実施の形態では、クロック発生器４３６からスイッチング素子２１１をターンオンさせるＣＬＯＣＫ信号が、フリップフロップ回路４３５のリセット端子に印加され、スイッチング素子２１１のスイッチングサイクル毎に検出を行うので、誤検出の可能性が低い。
【０１８３】
また、本実施の形態では、カウント回数が連続的に増加中に、スイッチング素子２１１に流れる電流が上限基準値以上である場合、又は、ピーク値に達した場合は、カウント回数がリセットされる。言い換えると、本実施の形態では、カウント回路４２９は、計測した回数が、スイッチング素子２１１がターンオフするタイミングと同期して増加しない場合、当該回数をリセットする。これにより、誤検出の可能性を低くすることができる。
【０１８４】
（実施の形態３）
続いて、本発明の実施の形態３に係る発光ダイオード駆動装置について説明する。本発明の実施の形態３に係る発光ダイオード駆動装置は、ＬＥＤ光源部に並列に、抵抗、コンデンサ、又は、互いに直列接続された抵抗及びコンデンサが接続されていることを特徴とする。
【０１８５】
実施の形態３は、実施の形態１及び２と比較して直列接続ループ回路１２０の構成が異なる。より具体的には、ＬＥＤ光源部１２１と並列に追加の部品が接続されている。
【０１８６】
図６Ａ〜図６Ｃは、本発明の実施の形態３に係る直列接続ループ回路の構成の一例を示す回路図である。なお、これらの直列接続ループ回路を駆動するためのスイッチング駆動回路（発光ダイオード駆動用の半導体装置）及び電源部は、図１で示す実施の形態１に示す回路、及び、図４に示す実施の形態２で示す回路のどちらでも対応は可能である。
【０１８７】
ここでは、具体的な回路の動作説明のため、図４に示すスイッチング駆動回路４００を使用した場合の例で説明する。
【０１８８】
図６Ａに示す直列接続ループ回路５２０ａは、ＬＥＤ光源部１２１と、チョークコイル１２２と、ダイオード１２３と、抵抗５２４とを備える。図６Ａに示すように、ＬＥＤ光源部１２１と並列に抵抗５２４が接続されている。
【０１８９】
ＬＥＤ光源部１２１が正常な場合の動作は、実施の形態２の動作と同様であるので詳細な説明は割愛する。
【０１９０】
また、図２Ｂで説明した期間Ｔ２のように、入力電圧Ｖｉｎが出力電圧ＶＦ＿ＬＥＤよりも低い期間には、ＬＥＤ光源部１２１には電流が流れない。しかし、抵抗５２４には微小な電流が流れる。この期間に抵抗５２４に流れる電流は、抵抗５２４の抵抗値をＲ５２４、流れる電流の最大値をＩＲＰ５２４とすると、ＩＲＰ５２４＝ＶＦ＿ＬＥＤ／Ｒ５２４と表すことができる。この際、下限基準電圧ＩＤＬの値は、予め、「ＩＤＬに相当する電流値＞ＩＲＰ５２４」となるように設定しておくことで、期間Ｔ２にスイッチング素子２１１に下限基準電圧ＩＤＬに相当する電流より大きな電流が流れることはない。
【０１９１】
次に、ＬＥＤ光源部１２１を構成する発光ダイオード素子のいくつかが破壊されてオープン不良になった場合について説明する。発光ダイオードのオープン不良は、完全に電気的に絶縁される場合（完全オープン状態）と、抵抗成分が残った半オープン状態との２種類に分類できる。図６Ａに示す例では、ＬＥＤ光源部１２１と並列に抵抗５２４が接続されているため、完全オープン状態では、抵抗５２４で決定される抵抗負荷となり、半オープン状態では、残留の高抵抗と抵抗５２４との合成抵抗負荷となる。ここでは、ＬＥＤ光源部１２１が完全オープン状態になった場合を例に説明する。
【０１９２】
この場合、ＬＥＤ光源部１２１は、抵抗成分だけが残るため、正常時よりもインピーダンスが高くなり電流増加率が低くなる。その結果、図５のＩＤＳ２の波形に示すように、スイッチング素子２１１に流れる電流ＩＤの最大値がピーク値Ｉｐに達することなく、スイッチング素子２１１のオン期間がクロック発生器４３６で規定される最大オンデューティに達すると、クロック発生器４３６は、ＭＡＸＤＵＴＹ信号を出力する。そして、ＳＷ制御回路２２８は、スイッチング素子２１１をターンオフさせる制御信号Ｖｇを出力する。
【０１９３】
この際、図２Ｂで説明した期間Ｔ３において、抵抗５２４に流れる電流ＩＲ５２４の値は、電源入力電圧Ｖｉｎと抵抗値Ｒ５２４とによって、ＩＲ５２４＝Ｖｉｎ／Ｒ５２４で決定される値となる。下限基準電圧ＩＤＬの値は、予め「ＩＲ５２４＞ＩＤＬに相当する電流値」となるように設定されている。すなわち、下限基準値は、ＬＥＤ光源部１２１に含まれる少なくとも１つの発光ダイオードがオープンである場合に、抵抗５２４に流れる電流の電流値以下の値に設定しておく。また、制御回路ブロック４２０内部の検出電圧Ｖｓｎと下限基準電圧ＩＤＬとの関係は、予めＶｓｎ＞ＩＤＬとなるように設定されている。
【０１９４】
この結果、コンパレータ４３３からの出力信号によってフリップフロップ回路４３５はセットされ、出力信号をカウント回路４２９に出力する。また、クロック発生器４３６からＭＡＸＤＵＴＹ信号がカウント回路４２９に出力される。このため、カウント回路４２９は、カウント回数を１つ増加させる。
【０１９５】
カウント回路４２９は、ピーク電流検出回路２２７がピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴを出力すると、カウント回数をリセットする。カウント回数は、スイッチング素子２１１のオン期間が最大オンデューティであるときにのみ増加する。
【０１９６】
そして、カウント回数が所定の判定基準値以上となると、カウント回路４２９は、負荷であるＬＥＤ光源部１２１がオープンであると判断して、ｏｐｅｎ信号をＳＷ制御回路２２８に出力する。ＳＷ制御回路２２８は、ｏｐｅｎ信号が入力されると、スイッチング素子２１１をターンオフさせ、かつ、スイッチング動作を停止した状態を保持する。すなわち、ＳＷ制御回路２２８は、異常処理用の第２動作モードとして、スイッチング素子２１１をラッチ停止させる。
【０１９７】
下限基準電圧ＩＤＬは、予め内部で設定された固定の値でもよいし、外部からユーザーによって自由に調整が可能な構成にしてもよい。また、ユーザーは、設定されたＩＤＬの値とＬＥＤ光源部１２１に接続する発光ダイオードの接続数に応じて、すなわち、ＶＦ＿ＬＥＤの値に応じて抵抗５２４の値を「ＩＤＬに相当する電流値＜ＶＦ＿ＬＥＤ／Ｒ５２４」の範囲になるように調整することで、図２Ｂの期間Ｔ２において、誤ってＬＥＤ光源部１２１がオープンであると判定されることはない。
【０１９８】
次に、スイッチング素子２１１がオンしている期間中のある期間だけにスパイク電流が流れる場合について説明する。この場合のスイッチング素子２１１に流れる電流及び制御回路ブロック４２０の信号波形は、図５のＩＤＳ３と同様な波形となる。この場合も、図２Ｂで説明した期間Ｔ２では、下限基準電圧ＩＤＬの値と抵抗５２４に流れる電流の最大値は、「ＩＤＬに相当する電流値＞ＩＲＰ５２４（すなわち、電流の最大値）」であるため、カウント回路４２９のカウント回数が増加することはない。
【０１９９】
さらに、図２Ｂで説明した期間Ｔ３において、スイッチング素子２１１に流れるスパイク電流によって検出電圧Ｖｓｎと下限基準電圧ＩＤＬの関係がＶｓｎ＞ＩＤＬとなると、コンパレータ４３３からの出力信号によってフリップフロップ回路４３５はセットされ、出力信号をカウント回路４２９に出力する。スイッチング素子２１１のオン期間中に検出電圧Ｖｓｎと下限基準電圧ＩＤＬとの関係がＶｓｎ＜ＩＤＬになってもフリップフロップ回路４３５の出力信号に変化はない。このため、クロック発生器４３６からＭＡＸＤＵＴＹ信号がカウント回路４２９に出力されると、カウント回路４２９は、カウント回数を１つ増加させることが可能となる。
【０２００】
次に、図６Ｂに示す直列接続ループ回路５２０ｂは、ＬＥＤ光源部１２１と、チョークコイル１２２と、ダイオード１２３と、平滑用コンデンサ５２５とを備える。図６Ｂに示すように、ＬＥＤ光源部１２１と並列に平滑用コンデンサ５２５が接続されている。
【０２０１】
この場合、図２Ｂで説明した期間Ｔ２のように、入力電圧Ｖｉｎが出力電圧ＶＦ＿ＬＥＤよりも低い期間にはＬＥＤ光源部１２１には電流が流れない。しかし、平滑用コンデンサ５２５には微小な電流が流れる。この場合も期間Ｔ２において、平滑用コンデンサ５２５に流れる最大電流値をＩＣＰ５２５とすると、下限基準電圧ＩＤＬの値は予め、「ＩＤＬに相当する電流値＞ＩＣＰ５２５」となるように設定することによって、期間Ｔ２にスイッチング素子２１１に下限基準電圧ＩＤＬに相当する電流が流れることはない。
【０２０２】
また、ＬＥＤ光源部１２１がオープンになった際には、図２Ｂで説明した期間Ｔ３において、平滑用コンデンサ５２５に流れる電流をＩＣ５２５とすると、下限基準電圧ＩＤＬの値は、予め「ＩＣ５２５＞ＩＤＬに相当する電流値」となるように設定する。すなわち、下限基準値は、ＬＥＤ光源部１２１に含まれる少なくとも１つの発光ダイオードがオープンである場合に、平滑用コンデンサ５２５に流れる電流の電流値以下の値に設定しておく。また、制御回路ブロック４２０内部の検出電圧Ｖｓｎと下限基準電圧ＩＤＬとの関係は、予めＶｓｎ＞ＩＤＬとなるように設定されている。
【０２０３】
この結果、コンパレータ４３３からの出力信号によってフリップフロップ回路４３５はセットされ、出力信号をカウント回路４２９に出力する。また、クロック発生器４３６からＭＡＸＤＵＴＹ信号がカウント回路４２９に出力される。このため、カウント回路４２９は、カウント回数を１つ増加させる。
【０２０４】
カウント回路４２９は、ピーク電流検出回路２２７がピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴを出力すると、カウント回数をリセットする。カウント回数は、スイッチング素子２１１のオン期間が最大オンデューティであるときにのみ増加する。そして、カウント回数が所定の判定基準値以上となると、カウント回路４２９は、負荷であるＬＥＤ光源部１２１がオープンであると判断して、ｏｐｅｎ信号をＳＷ制御回路２２８に出力する。ＳＷ制御回路２２８は、ｏｐｅｎ信号が入力されると、スイッチング素子２１１をターンオフさせ、かつ、スイッチング動作を停止した状態を保持する。すなわち、ＳＷ制御回路２２８は、異常処理用の第２動作モードとして、スイッチング素子２１１をラッチ停止させる。
【０２０５】
スイッチング素子２１１がオンしている期間中のある期間だけにスパイク電流が流れる場合についても、図６Ａの場合と同様の動作によって正確にＬＥＤ光源部１２１のオープンを検出することができる。
【０２０６】
次に、図６Ｃに示す直列接続ループ回路５２０ｃは、ＬＥＤ光源部１２１と、チョークコイル１２２と、ダイオード１２３と、抵抗５２４と、平滑用コンデンサ５２５とを備える。図６Ｃに示すように、直列接続された平滑用コンデンサ５２５と抵抗５２４とが、ＬＥＤ光源部１２１に並列に接続されている。
【０２０７】
この場合、ＬＥＤ光源部１２１がオープンになると、平滑用コンデンサ５２５と抵抗５２４とに電流が流れる。また、流れる電流値は、抵抗５２４の抵抗値Ｒ５２４によって制限される。このため、図２Ｂで説明した期間Ｔ２のように、入力電圧Ｖｉｎが出力電圧ＶＦ＿ＬＥＤよりも低い期間に流れる電流の最大値は、ＩＲＰ５２４で決定される。
【０２０８】
よって、図６Ａの場合と同様に、ＩＲ５２４＝ＶＦ＿ＬＥＤ／Ｒ５２４で決定され、下限基準電圧ＩＤＬの値は予め、「ＩＤＬに相当する電流値＞ＩＲＰ５２４」となるように設定されている。このため、期間Ｔ２にスイッチング素子２１１に下限基準電圧ＩＤＬに相当する電流が流れることはない。
【０２０９】
また、ＬＥＤ光源部１２１がオープンになった場合は、図２Ｂで説明した期間Ｔ３において、抵抗５２４に流れる電流ＩＲ５２４の値は、入力電圧Ｖｉｎと抵抗値Ｒ５２４とによって、ＩＲ５２４＝Ｖｉｎ／Ｒ５２４で決定される値となる。下限基準電圧ＩＤＬの値は、予め「ＩＲ５２４に相当する電流値＞ＩＤＬ」となるように設定されている。すなわち、下限基準値は、ＬＥＤ光源部１２１に含まれる少なくとも１つの発光ダイオードがオープンである場合に、抵抗５２４及び平滑用コンデンサ５２５に流れる電流の電流値以下の値に設定しておく。また、制御回路ブロック４２０内部の検出電圧Ｖｓｎと下限基準電圧ＩＤＬとの関係は、予めＶｓｎ＞ＩＤＬとなるように設定されている。
【０２１０】
この結果、コンパレータ４３３からの出力信号によってフリップフロップ回路４３５はセットされ、出力信号をカウント回路４２９に出力する。また、クロック発生器４３６からＭＡＸＤＵＴＹ信号がカウント回路４２９に出力される。このため、カウント回路４２９は、カウント回数を１つ増加させる。
【０２１１】
カウント回路４２９は、ピーク電流検出回路２２７がピーク電流検出信号ＩＬＩＭＩＴを出力すると、カウント回数をリセットする。カウント回数は、スイッチング素子２１１のオン期間が最大オンデューティであるときにのみ増加する。
【０２１２】
そして、カウント回数が所定の判定基準値以上となると、カウント回路４２９は、負荷であるＬＥＤ光源部１２１がオープンであると判断して、ｏｐｅｎ信号をＳＷ制御回路２２８に出力する。ＳＷ制御回路２２８は、ｏｐｅｎ信号が入力されると、スイッチング素子２１１をターンオフさせ、かつ、スイッチング動作を停止した状態を保持する。すなわち、ＳＷ制御回路２２８は、異常処理用の第２動作モードとして、スイッチング素子２１１をラッチ停止させる。
【０２１３】
ＬＥＤ光源部１２１に流れる電流波形を平滑するために平滑用コンデンサ５２５を接続する場合は、平滑用コンデンサ５２５と直列に抵抗５２４を接続することによって、ユーザーは設定されたＩＤＬの値と、ＬＥＤ光源部１２１に接続する発光ダイオードの接続数とに応じて、ＬＥＤ光源部１２１の誤検出を容易に防止することができる。すなわち、ＶＦ＿ＬＥＤの値に応じて抵抗５２４の値を「ＩＤＬに相当する電流値＜ＶＦ＿ＬＥＤ／Ｒ５２４」の範囲になるように調整することで、図２Ｂの期間Ｔ２において、誤ってＬＥＤ光源部１２１がオープンであると判定されないように、容易に調整することが可能である。
【０２１４】
また、スイッチング素子２１１がオンしている期間中のある期間だけにスパイク電流が流れる場合についても、図６Ａの場合と同様の動作によって正確にＬＥＤ光源部１２１のオープンを検出することができる。
【０２１５】
このように構成された本発明の実施の形態３に係る発光ダイオード駆動装置は、ＬＥＤ光源部１２１がオープンになっても並列接続された部品に電流が流れるが、下限判定回路の一例であるコンパレータ４３３によって検出可能であるため、ＬＥＤオープンの検出精度が向上する。
【０２１６】
（実施の形態４）
続いて、本発明の実施の形態４に係る発光ダイオード駆動装置について説明する。本発明の実施の形態４に係る発光ダイオード駆動装置は、カウント回数が所定の判定基準値以上である場合に、異常判定信号を出力する異常処理回路を備えることを特徴とする。
【０２１７】
図７は、本発明の実施の形態４に係る発光ダイオード駆動装置６００の一例を示す回路図である。実施の形態４は、実施の形態２と比較して、新たに異常処理回路６５０を備える点と、電源部１１０の代わりに電源部６１０を備え、スイッチング駆動回路４００の代わりにスイッチング駆動回路７００を備える点が異なっている。
【０２１８】
スイッチング駆動回路７００は、新たに、外部接続端子ＯＰを有し、カウント回路４２９から出力されたｏｐｅｎ信号を、外部接続端子ＯＰを介して異常処理回路６５０に出力する。
【０２１９】
異常処理回路６５０は、カウント回路４２９によって計測された回数が判定基準値以上である場合に、異常であることを示す異常判定信号を出力する。具体的には、異常処理回路６５０は、外部接続端子ＯＰを介してｏｐｅｎ信号が入力された場合に、異常判定信号を、電源部６１０が備えるスイッチ６１４に出力する。
【０２２０】
電源部６１０は、新たにスイッチ６１４を備える。スイッチ６１４は、整流回路１１２と直列接続ループ回路１２０との間に直列に接続され、入力電圧ＶｉｎをＬＥＤ光源部１２１及びチョークコイル１２２に印加するか否かを決定する。具体的には、スイッチ６１４は、異常処理回路６５０から異常判定信号が入力された場合に、ターンオフされ、入力電圧Ｖｉｎの供給を停止する。
【０２２１】
実施の形態４における動作の説明を、図７を用いて、実施の形態２と異なる点について説明する。図７において、カウント回路４２９は、カウント回数が所定の判定基準値以上となると、負荷であるＬＥＤ光源部１２１がオープンであると判断して、ｏｐｅｎ信号をＳＷ制御回路２２８に出力する。さらに、ｏｐｅｎ信号は、外部接続端子ＯＰを介して、異常処理回路６５０にも出力される。
【０２２２】
異常処理回路６５０は、ｏｐｅｎ信号が入力されると、異常判定信号を出力することで、スイッチ６１４をターンオフして、入力電圧ＶｉｎがＬＥＤ光源部１２１側に供給されないようにする。この結果、周辺部品やスイッチング素子に過大な電圧が印加されることを防止できる。
【０２２３】
また、ＳＷ制御回路２２８は、ｏｐｅｎ信号が入力されると、スイッチング素子２１１をターンオフさせ、かつ、スイッチング動作を停止した状態を保持してもよい。負荷がオープンであると検出すると、スイッチング素子２１１を停止させ、さらに入力電圧が印加されないようにすることで、安全性をより高めることが可能となる。
【０２２４】
また、外部接続端子ＯＰ端子から出力されるｏｐｅｎ信号は、発光ダイオード駆動装置とは異なる別の駆動装置に信号を伝達する構成としてもよい。つまり、異常処理回路６５０は、ＬＥＤ光源部１２１が異常であることをユーザーに知らせるために、異常判定信号を外部の装置に出力してもよい。
【０２２５】
例えば、ｏｐｅｎ信号を別の装置に伝達して異常が発生していることを第三者に表示する構成としてもよい。具体的には、異常処理回路６５０は、外部の表示部に異常判定信号を出力することで、ＬＥＤ光源部１２１がオープンであることを表示部に表示させることができる。あるいは、異常処理回路６５０は、外部の出音部に異常判定信号を出力することで、アラーム音などによって、ユーザーにＬＥＤ光源部１２１がオープンであることを知らせることもできる。
【０２２６】
このように構成された本発明の実施の形態４に係る発光ダイオード駆動装置６００は、ＬＥＤのオープンを検出した際に、異常判定信号を出力する。このため、この出力信号を利用して入力電圧の供給を停止したり、ＬＥＤ光源がオープンであることを周辺装置に伝達したり、アラームを鳴らし、ＬＥＤ光源部の異常を使用者に知らせることができる。
【０２２７】
以上、本発明に係る発光ダイオード駆動装置及び発光ダイオード駆動用の半導体装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０２２８】
例えば、ＳＷ制御回路２２８は、異常処理用の第２動作モードとして、スイッチング素子２１１の駆動と停止とを一定の間隔で繰り返すタイマー間欠動作を行ってもよい。これによれば、ＬＥＤのオープンを検出した際に、スイッチング動作によるエネルギー出力を低下させる動作となるため、周辺部品又はスイッチング素子２１１に過大な電圧が印加されることを防止できる。
【０２２９】
また、下限基準値との比較（下限判定）を行わなくてもよい。すなわち、上限判定回路によってスイッチング素子２１１に流れる電流の電流値が上限基準値以下であると判定された回数が、所定の判定基準値以上である場合に、カウント回路２２９又は４２９は、ｏｐｅｎ信号を出力してもよい。そして、ＳＷ制御回路２２８は、スイッチング素子２１１に流れる電流が上限基準値以下であることが、継続して複数回検出された場合に、異常処理用の第２動作モードを実行する。これにより、ＬＥＤ光源部１２１がオープンであることを検出することができる。
【０２３０】
また、上限基準値との比較（上限判定）及び下限基準値との比較（下限判定）を同時に行ってもよい。上限判定と下限判定とを同時に行うことで、いずれかの判定結果を一時的に保持するための回路（具体的には、フリップフロップ回路４３５）を必要としないので、判定に必要な回路構成を簡略化することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２３１】
本発明に係る発光ダイオード駆動装置及び発光ダイオード駆動用の半導体装置は、発光ダイオードを使用した装置及び機器全般に利用可能であり、例えば、ＬＥＤ電球、又は、ＬＥＤ照明機器として有用である。
【符号の説明】
【０２３２】
１１、１００、３００、６００  発光ダイオード駆動装置
１２  点灯回路部
１３  電流検出用抵抗
１４  インダクタンス素子
１５、１２３  ダイオード
１７  駆動制御回路
１６、２１１  スイッチング素子
１８、１２１  ＬＥＤ光源部
１８ａ  ＬＥＤ
１９  電圧検出回路部
２０  キャパシタンス素子
１１０、６１０  電源部
１１１  交流電源
１１２  整流回路
１１３、５２５  平滑用コンデンサ
１２０、５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ  直列接続ループ回路
１２２  チョークコイル
１３０  コンデンサ
１４０、２２１、５２４  抵抗
２００、４００、７００  スイッチング駆動回路
２１０  スイッチング素子ブロック
２１２  電流検出用スイッチング素子
２２０、４２０  制御回路ブロック
２２２  接合型ＦＥＴ
２２３  レギュレータ回路
２２４  入力電圧検出回路
２２５  起動／停止回路
２２６  電流調整回路
２２７  ピーク電流検出回路
２２８  ＳＷ制御回路
２２９、４２９  カウント回路
２３０  電流判定回路
２３１  積分回路
２３２、２３３、４３３  コンパレータ
２３４  ＡＮＤ回路
４３５  フリップフロップ回路
４３６  クロック発生器
６１４  スイッチ
６５０  異常処理回路
【図１】
2012023277.tif 000003
【図２Ａ】
2012023277.tif 000004
【図２Ｂ】
2012023277.tif 000005
【図３】
2012023277.tif 000006
【図４】
2012023277.tif 000007
【図５】
2012023277.tif 000008
【図６Ａ】
2012023277.tif 000009
【図６Ｂ】
2012023277.tif 000010
【図６Ｃ】
2012023277.tif 000011
【図７】
2012023277.tif 000012
【図８】
2012023277.tif 000013