JP2008154379A - 昇圧チョッパレギュレータ回路 - Google Patents

Abstract

【課題】機器の利便性を損なうことなく、回路に異常が生じた場合であっても、電流が漏れ出す不具合を極力防止し得る昇圧チョッパレギュレータ回路を提供する。
【解決手段】前段に電源が接続されるコイルと、コイルの後段に接続され、前段側から後段側への整流作用を有する出力ダイオードと、ダイオードの後段に設けられ、所定の負荷が接続される出力端子と、コイルとダイオードの間と接地点とを結ぶ接地経路上に設けられ、接地経路の導通／非導通をスイッチングさせるスイッチング素子と、を備えたものであって、該回路における電流等が所定の閾値を超えているか否かを検出する検出手段と、電源と負荷を結ぶ経路に備えられ、該経路における前段側と後段側との接続／非接続を切替可能とするスイッチを備え、スイッチの切替は、検出手段における検出結果に応じてなされる昇圧チョッパレギュレータ回路とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ等の電気的負荷に電力を供給する、昇圧型のチョッパレギュレータ回路に関する。

従来、例えばＬＥＤの駆動用電源回路として、昇圧チョッパレギュレータが多く採用されている。ここで従来の昇圧チョッパレギュレータ回路の一例として、図１０に示すＬＥＤドライバを挙げて説明する。

本図に示すＬＥＤドライバは、直流電源１１、入力コンデンサ１２、コイル１３、出力ダイオード１４、出力コンデンサ１５、抵抗素子Ｒ１、およびチョッパレギュレータ用ＩＣ２０などが備えられている。またチョッパレギュレータ用ＩＣは、スイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）、アンプ２４、発振回路２５、ドライブ回路２６、ＰＷＭコンパレータ２８、エラーアンプ２９、および基準電圧源３０等を備えている。

このような構成において負荷であるＬＥＤ群５０（１個のＬＥＤ、あるいは複数のＬＥＤが直列に接続されたもの）を駆動する場合、ＬＥＤ群５０に流れる電流と抵抗素子Ｒ１により生じた電圧（フィードバック電圧）と、基準電圧源３０による基準電圧とを、エラーアンプ２９により誤差増幅させる。そして、エラーアンプ２９の出力とアンプ２４の出力とを、ＰＷＭコンパレータ２８によりパルス幅変調し、この信号により、ドライブ回路２６を介してスイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）を制御する。

スイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）がＯＮの時は、コイル１３、スイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）へと電流が流れることで、コイル１３にエネルギーが蓄えられ、この期間では出力コンデンサ１５からＬＥＤ群５０へ電流が供給される。一方、スイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）がＯＦＦの時は、コイル１３に蓄えられていたエネルギーにより入力電圧が昇圧され、出力コンデンサ１５を充電するとともにＬＥＤ群５０に電流を供給する。

また安全装置として、過電圧保護回路３１、過電流保護回路２７、および過熱保護回路３２などが配備されており、異常が生じた場合には、ドライブ回路２６を通じて電力供給を停止するようになっている。このように、何らかの原因により回路に異常が生じた場合にも、回路の損傷などを極力回避するよう試みられている。
特開平５−１９９７４０号公報 特開平８−３１６７３号公報

上述したように、昇圧チョッパレギュレータ回路では、異常時にドライブ回路を適切に制御するよう配慮されている。しかし、例えば出力端子等の回路の一部が接地点に短絡した場合には、ここから電流が漏れてしまうといった可能性が依然として残っている。このことは、機器の安全性を確保する上で大きな問題となる。

このような問題に対処すべく、図１０に示すように、電力供給経路の一部にヒューズ１６を設けておくことも考えられる。これによれば、異常時には電力の供給経路自体を遮断することにより、それより後段に電流が漏れる事態を防止することが可能である。

しかしながら、このようにヒューズを設ける場合には、ヒューズが切れた場合に交換する必要があることや、突入電流の発生によるヒューズ切れといった問題が新たに生ずることとなり、機器の利便性を損なうおそれがある。そこで本発明は、機器の利便性を損なうことなく、回路に異常が生じた場合であっても、電流が漏れ出す不具合を極力防止し得る昇圧チョッパレギュレータ回路の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る昇圧チョッパレギュレータ回路は、前段に電源が接続されるコイルと、前記コイルの後段に接続され、前段側から後段側への整流作用を有する整流素子と、前記整流素子の後段に設けられ、所定の負荷が接続される出力端子と、前記コイルと整流素子の中間点と接地点とを結ぶ接地経路上に設けられ、該接地経路の導通／非導通をスイッチングさせるスイッチング素子と、を備え、前記スイッチングを通じて、前記負荷に出力される電力が制御される昇圧チョッパレギュレータ回路において、該回路における電流、電圧、および温度のうちの何れかが、所定の閾値を超えているか否かを判断する検出手段と、前記電源と負荷を結ぶ経路に備えられ、該経路における前段側と後段側との接続／非接続を切替可能とするスイッチと、を備え、該スイッチの切替は、前記検出手段における検出結果に応じてなされる構成（第１の構成）とする。

本構成によれば、検出手段により異常（回路における電流等が所定の閾値を超えている状態）が検出されたときに、電源と負荷を結ぶ経路を遮断させることが可能となる。そのため、異常が生じた場合であっても、電流が漏れ出す不具合を極力防止することが可能となる。

またスイッチは接続／非接続を切替可能であるため、経路を遮断（非接続状態）とした後でも、再度スイッチを接続状態とすることで通常状態に復帰させることが容易となる。そのため、ヒューズを取り替えるといった処理が不要となり、機器の利便性が損なわれることを極力回避することが可能となる。

また前記第１の構成としてより具体的には、前記スイッチは、前記整流素子と前記出力端子との間に備えられた構成（第２の構成）としてもよく、また、前記スイッチは、前記コイルの前段側に備えられた構成（第３の構成）としてもよい。

また前記第１から第３の何れかの構成における検出手段としては、具体的に、前記負荷に出力される電流または電圧が、所定の閾値を超えているか否かを検出する構成（第４の構成）、前記コイルの前段における電流が、所定の閾値を超えているか否かを検出する構成（第５の構成）、前記接地経路における電流が、所定の閾値を超えているか否かを検出する構成（第６の構成）、前記コイルの温度が、所定の閾値を超えているか否かを検出する構成（第７の構成）、前記整流素子の温度が、所定の閾値を超えているか否かを検出する構成（第８の構成）などとしてもよい。このような構成により、回路における異常の有無を検出することが可能となる。

また、前記負荷の後段における電圧をフィードバックさせ、該電圧に基づいて、前記スイッチングが制御される上記第１から第３の何れかの構成に係るチョッパレギュレータ回路であって、前記検出手段は、前記フィードバックされる電圧が、所定の閾値を超えているか否かを検出する構成（第９の構成）としてもよい。このような構成により、回路における異常の有無を検出することが可能となる。

また本発明に係る昇圧チョッパレギュレータ回路は、前段に電源が接続されるコイルと、前記コイルの後段に接続され、前段側から後段側への整流作用を有するＦＥＴと、前記ＦＥＴの後段に設けられ、所定の負荷が接続される出力端子と、前記コイルとＦＥＴの中間点と接地点とを結ぶ接地経路上に設けられ、該接地経路の導通／非導通をスイッチングさせるスイッチング素子と、を備え、前記スイッチングを通じて、前記負荷に出力される電力が制御されるものであって、前記ＦＥＴを用いた同期整流方式が採用されている、昇圧チョッパレギュレータ回路において、該回路における電流、電圧、および温度のうちの何れかが、所定の閾値を超えているか否かを検出する検出手段と、前記検出手段における検出結果に応じて、前段側と後段側が非導通となるように前記ＦＥＴを制御する遮断手段と、を備えた構成（第１０の構成）とする。

本構成によれば、同期整流方式が採用されていることにより、電力供給の効率をより一層向上させることが可能となる。そして同期整流動作に用いられるＦＥＴを、電源と負荷を結ぶ経路の接続／非接続を切替えるためのスイッチとしても用いているため、別途にスイッチ手段を設けることなく、異常時における電力供給経路の遮断を実現することが可能となる。

また前記第１０の構成において、前記検出手段は、前記ＦＥＴの温度が所定の閾値を超えているか否かを検出する構成（第１１の構成）としてもよい。このような構成により、検出手段によって、回路における異常の有無を検出することが可能となる。

また本発明に係る昇圧チョッパレギュレータ回路は、電源から得られる電力を調整して所定の負荷に供給する、チョッパレギュレータ回路において、該回路における電流、電圧、および温度のうちの何れかが、所定の閾値を超えているか否かを検出する検出手段と、前記電源と負荷を結ぶ経路に備えられ、該経路における前段側と後段側との接続／非接続を切替可能とするスイッチと、を備え、該スイッチの切替は、前記検出手段における検出結果に応じてなされる構成（第１２の構成）とする。

また本発明に係る昇圧チョッパレギュレータ回路は、電源から得られる電力を調整して所定の負荷に供給するものであるとともに、整流用のＦＥＴを用いた同期整流方式が適用された、昇圧チョッパレギュレータ回路において、該回路における電流、電圧、および温度のうちの何れかが、所定の閾値を超えているか否かを検出する検出手段と、前記検出手段における検出結果に応じて、前段側と後段側が非導通となるように前記ＦＥＴを制御する遮断手段と、を備えた構成（第１３の構成）とする。

また、上記第１から第１３の何れかの構成に係る昇圧チョッパレギュレータを用いた構成（第１４の構成）の電子機器とすれば、上記構成に係る利点を享受し得る電子機器を、実現することが可能である。

上記の通り本発明に係る昇圧チョッパレギュレータ回路によれば、検出手段により異常（回路における電流等が所定の閾値を超えている状態）が検出されたときに、電源と負荷を結ぶ経路を遮断させることが可能となる。そのため、異常が生じた場合であっても、電流が漏れ出す不具合を極力防止することが可能となる。

またスイッチは接続／非接続を切替可能であるため、経路を遮断（非接続状態）とした後でも、再度スイッチを接続状態とすることで通常状態に復帰させることが容易となる。そのため、ヒューズを取り替えるといった処理が不要となり、機器の利便性が損なわれることを極力回避することが可能となる。

本発明の実施形態について、実施例１から実施例６の各々を挙げて、以下に説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１として、昇圧チョッパレギュレータ回路を備えたＬＥＤドライバを挙げて説明する。ＬＥＤドライバの構成図を、図１に示す。本図のようにＬＥＤドライバは、直流電源１１、入力コンデンサ１２、コイル１３、出力ダイオード１４、出力コンデンサ１５、抵抗素子Ｒ１、スイッチ４１、出力異常検出回路４２、およびチョッパレギュレータ用ＩＣ２０などを備えている。これにより、ＬＥＤ群５０に対して電力を供給する。

直流電源１１の負極端子は接地されている一方、正極端子は、入力コンデンサ１２の一端とコイル１３の一端に接続されている。また入力コンデンサ１２の他端側は接地されている。またダイオード１４のアノード側は、コイル１３の他端に接続されている一方、カソード側は、スイッチ４１の一端に接続されている。なおスイッチ４１は、その両端（上流側と下流側）の接続／非接続を切替えることが可能となっており、通常時では接続状態となっている。

またスイッチ４１の他端は、出力異常検出回路４２の上流側に接続されている。また出力異常検出回路４２の下流側は、出力コンデンサ１５を介して接地されている。そしてスイッチ４１と出力異常検出回路４２の間には出力端子が備えられており、ＬＥＤ群５０の上流側はこの出力端子に接続され、電力供給を受けるようになっている。またＬＥＤ群５０の下流側は、抵抗Ｒ１を介して接地されている。なおスイッチ４１の切替は、後述するように、出力異常検出回路４２によって制御される。

またチョッパレギュレータ用ＩＣ２０は、スイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）、抵抗素子Ｒ２、コンパレータ２３、アンプ２４、発振回路２５、ドライブ回路２６、過電流保護回路２７、ＰＷＭコンパレータ２８、エラーアンプ２９、基準電圧源３０、過電圧保護回路３１、過熱保護回路３２、およびＯＮ／ＯＦＦ回路３３などを備えている。またＶｉｎ等の端子を備えており、外部装置との接続が可能となっている。

スイッチング用トランジスタ２１ｂは、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴにより構成されており、ドレインがコイル１３の下流側に接続され、ソースが接地されている。またスイッチング用トランジスタ２１ｂは、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴにより構成されており、ドレインがコイル１３の下流側に接続され、ソースが抵抗素子Ｒ２を介して接地されている。なお各スイッチング用トランジスタの種類は、これらに限定されない。

抵抗素子Ｒ２により生じる電圧はコンパレータ２３により検出される。この検出電圧は、アンプ２４によって、発振回路２５の出力する三角波等と合成され、ＰＷＭコンパレータ２８の一入力端子に入力される。またエラーアンプ２９は、ＬＥＤ群５０の下流側の電圧が、フィードバック電圧として一入力端子に入力されるとともに、基準電圧源３０による基準電圧が、他の入力端子に入力される。そして両入力の比較結果を、ＰＷＭコンパレータ２８の他の入力端子に出力する。

ＰＷＭコンパレータ２８は、両入力端子に入力された電圧を比較し、これに応じた信号をドライブ回路２６に出力する。ドライブ回路２６は、ＰＷＭコンパレータ２８から入力される信号に基づいて、スイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）を制御する。

このような構成により、スイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）がＯＮの時は、コイル１３、スイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）へと電流が流れることで、コイル１３にエネルギーが蓄えられ、この期間では出力コンデンサ１５からＬＥＤ群５０へ電流が供給される。一方、スイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）がＯＦＦの時は、コイル１３に蓄えられていたエネルギーにより入力電圧が昇圧され、出力コンデンサ１５を充電するとともにＬＥＤ群５０に電流を供給する。

また過電流保護回路２７は、スイッチング用トランジスタ２１ａのソース電流を監視しており、この電流が所定の閾値を超えた場合には異常とみなし、当該電流値が下がるようにドライブ回路２６を制御する。過電圧保護回路３１は、ＬＥＤ群５０に出力される電圧を監視しており、この電圧が所定の閾値を超えた場合には異常とみなし、当該電圧値が下がるようにドライブ回路２６を制御する。

また過熱保護回路３２は、温度を検知する温度センサを備えており、この温度が所定の閾値を超えた場合には異常とみなし、当該温度が下がるように（電力供給量が小さくなるように）ドライブ回路２６を制御する。またＯＮ／ＯＦＦ回路３３は、ＣＴＲＬ端子に入力された外部信号に基づいて、チョッパレギュレータ用ＩＣ２０における駆動のＯＮ／ＯＦＦを制御する。

また出力異常検出回路４２は、ＬＥＤ群５０の上流側に設けられており、出力コンデンサ１５からＬＥＤ群５０に出力される出力電流が所定の閾値を超えているか否かを検出する。そして閾値を超えていれば、出力電流が異常であるとみなし、スイッチ４１を非接続状態とする。

これにより、何らかの原因で出力電流が異常となった場合には、スイッチ４１によって電力の供給経路が遮断されることとなる。そのため異常時に、直流電源１１側からの電流がＬＥＤ群５０等に漏れる事態を防止することが可能となる。

なお本実施例では、出力異常検出回路４２は、出力電流が所定の閾値を超えているか否かを検出するものとしたが、ＬＥＤ群５０に出力される出力電圧が所定の閾値を超えているか否かを検出するものとしてもよい。この場合においても、出力電圧が閾値を超えていれば異常であるとみなし、スイッチ４１を非接続状態とするようにすればよい。

またスイッチ４１を配置する位置については、本実施例のようなものには限定されず、ＬＥＤ群５０に電力を供給する経路の任意の位置とすることができる。例えば図２に示すように、直流電源１１と、入力コンデンサ１２およびコイル１３の分岐点との間にスイッチ４１を配置するようにしてもよい。

［実施例２］
次に本発明の実施例２として、同じく昇圧チョッパレギュレータ回路を備えたＬＥＤドライバを挙げて説明する。なお本実施例は、出力異常検出回路の代わりにフィードバック電圧検出回路を設けた点などを除いては、基本的に実施例１と同様の構成であるため、重複した説明は省略する。

当該ＬＥＤドライバ装置の構成図を、図３に示す。このように本実施例では、ＬＥＤ群５０の下流側に接続されているＦＢ（フィードバック）電圧検出回路４３が備えられており、これにより、ＬＥＤ群５０の下流側からエラーアンプ２９に入力される電圧（フィードバック電圧）が監視されている。そしてＦＢ電圧検出回路４３は、このフィードバック電圧が所定の閾値を超えているか否かを判断し、閾値を超えている場合には、スイッチを非接続状態とする。

これにより、何らかの原因でフィードバック電圧が異常となった場合には、スイッチ４１によって電力の供給経路が遮断されることとなる。そのため異常時に、直流電源１１側からの電流がＬＥＤ群５０等に漏れる事態を防止することが可能となる。

このように本実施例では、実施例１における出力異常検出回路４２の代わりに、ＦＢ電圧検出回路４３を設けることによって、フィードバック電圧の状況に基づいてスイッチ４１の切替えを制御するようにしている。なお実施例１における出力異常検出回路４２と本実施例におけるＦＢ電圧検出回路４３は、互いに排他的な関係にあるものではなく、両方を備えるようにしていても構わない。

［実施例３］
次に本発明の実施例３として、同じく昇圧チョッパレギュレータ回路を備えたＬＥＤドライバを挙げて説明する。なお本実施例は、出力異常検出回路の代わりに入力電流検出回路を設けた点などを除いては、基本的に実施例１と同様の構成であるため、重複した説明は省略する。

本実施例に係るＬＥＤドライバの構成図を、図４に示す。このように当該ＬＥＤドライバにおいては、入力電流検出回路４４が設けられている。入力電流検出回路４４は、直流電源１１とコイル１３との間に備えられており、直流電源１１からコイル側に流れる電流（入力電流）の大きさを検出する。そしてこの電流の大きさが、所定の閾値を超えている場合には、スイッチ４１を非接続状態とする。

これにより、何らかの原因で入力電流が異常となった場合には、スイッチ４１によって電力の供給経路が遮断されることとなる。そのため異常時に、直流電源１１側からの電流がＬＥＤ群５０等に漏れる事態を防止することが可能となる。

このように本実施例では、実施例１における出力異常検出回路４２の代わりに、入力電流検出回路４４を設けることによって、入力電流の状況に基づいてスイッチ４１の切替えを制御するようにしている。なお実施例１における出力異常検出回路４２と本実施例における入力電流検出回路４４は、互いに排他的な関係にあるものではなく、両方を備えるようにしていても構わない。

［実施例４］
次に本発明の実施例４として、同じく昇圧チョッパレギュレータ回路を備えたＬＥＤドライバを挙げて説明する。なお本実施例は、出力異常検出回路の代わりにスイッチ電流検出回路を設けた点などを除いては、基本的に実施例１と同様の構成であるため、重複した説明は省略する。

本実施例に係るＬＥＤドライバの構成図を、図５に示す。このように当該ＬＥＤドライバにおいては、ＳＷ（スイッチ）電流検出回路４５が設けられている。ＳＷ電流検出回路４５は、コイル１３の後段からスイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）に向かう経路上に備えられており、コイル１３の後段側からスイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）に流れる電流（スイッチング電流）の大きさを検出する。そしてこの電流の大きさが、所定の閾値を超えている場合には、スイッチ４１を非接続状態とする。

これにより、何らかの原因でスイッチング電流が異常となった場合には、スイッチ４１によって電力の供給経路が遮断されることとなる。そのため異常時に、直流電源１１側からの電流がＬＥＤ群５０等に漏れる事態を防止することが可能となる。

このように本実施例では、実施例１における出力異常検出回路４２の代わりに、ＳＷ電流検出回路４５を設けることによって、スイッチング電流の状況に基づいてスイッチ４１の切替えを制御するようにしている。なお実施例１における出力異常検出回路４２と本実施例におけるＳＷ電流検出回路４５は、互いに排他的な関係にあるものではなく、両方を備えるようにしていても構わない。

［実施例５］
次に本発明の実施例５として、同じく昇圧チョッパレギュレータ回路を備えたＬＥＤドライバを挙げて説明する。なお本実施例は、出力異常検出回路の代わりにコイル温度検出回路を設けた点などを除いては、基本的に実施例１と同様の構成であるため、重複した説明は省略する。

本実施例に係るＬＥＤドライバの構成図を、図６に示す。このように当該ＬＥＤドライバにおいては、コイル温度検出回路４６が設けられている。コイル温度検出回路４６は、温度センサを備えており、コイル１３に接するように、もしくはコイル１３のごく近傍に配置されている。これによりコイル温度検出回路４６は、コイル１３の温度（あるいはコイル１３のごく近傍の温度）を検出することが可能となっている。

そしてコイル温度検出回路４６は、検出された温度が所定の閾値を超えている場合には、スイッチ４１を非接続状態とする。これにより、何らかの原因でコイル１３の温度が異常となった場合には、スイッチ４１によって電力の供給経路が遮断されることとなる。そのため異常時に、直流電源１１側からの電流がＬＥＤ群５０等に漏れる事態を防止することが可能となる。なお回路に過度の電力が供給されている場合には、ジュール熱などによって回路の温度が異常に上昇するのが通常であり、そのため温度の検出によって、過度な電力の供給がなされている状況を検知することが可能である。

このように本実施例では、実施例１における出力異常検出回路４２の代わりに、コイル温度検出回路４６を設けることによって、コイル１３の温度状況に基づいてスイッチ４１の切替えを制御するようにしている。なお実施例１における出力異常検出回路４２と本実施例におけるコイル温度検出回路４６は、互いに排他的な関係にあるものではなく、両方を備えるようにしていても構わない。

また本実施例では、コイル１３の温度に着目して、電力供給の異常を検知するものとしたが、これには限定されず、他の箇所の温度を検出することにより、異常事態を検知するようにしてもよい。例えば図７に示すように、出力ダイオード１４の温度（あるいは出力ダイオードのごく近傍の温度）を検出するダイオード温度検出回路４９を備えるようにし、この検出結果に基づいてスイッチ４１を制御するようにしてもよい。

［実施例６］
次に本発明の実施例６として、同じく昇圧チョッパレギュレータ回路を備えたＬＥＤドライバを挙げて説明する。なお本実施例は、スイッチを省略した点、ならびにダイオードの代わりに整流用ＦＥＴを備えて同期整流方式を採用した点などを除いては、基本的に実施例１と同様の構成であるため、重複した説明は省略する。

本実施例のＬＥＤドライバの構成図を、図８に示す。本図に示すようにＬＥＤドライバには、整流用ＦＥＴ４７が備えられている。なお整流用ＦＥＴ４７のソースは、コイル１３の後段側に、同じくドレインは、ＬＥＤ群５０および出力異常検出回路４２の前段側に接続されている。すなわち、実施例１における出力ダイオード１４の代わりに、整流用ＦＥＴ４７が備えられた形となっている。

一方、実施例１におけるドライブ回路２６に相当するものとして、本実施例では同期整流ドライブ回路３４が採用されている。同期整流ドライブ回路３４は、ＰＷＭコンパレータ２８の出力に応じてスイッチング用トランジスタ（２１ａ、２１ｂ）を制御するとともに、整流用ＦＥＴ４７のゲートに制御信号を出力することで、同期整流動作を実現する。なお同期整流方式自体は公知技術であるため、その詳細な説明は省略する。

また出力異常検出回路４２は、ＬＥＤ群５０の上流側に設けられており、ＬＥＤ群５０に出力される出力電流（あるいは出力電圧）が所定の閾値を超えているか否かを検出する。そして閾値を超えているときは、出力電流（あるいは出力電圧）が異常であるとみなし、整流用ＦＥＴ４７のソース−ドレイン間を非導通状態とする。より具体的には、出力異常検出回路４２は、同期整流ドライブ回路３４に対して、整流用ＦＥＴ４７のソース−ドレイン間を非導通とするように指示を出す。そして同期整流ドライブ回路３４が整流用ＦＥＴ４７のゲート電圧を調整することにより、このソース−ドレイン間が非導通となる。

このように本実施例では、スイッチ４１の代わりに、整流用ＦＥＴ４７を通じて、異常時における電力供給経路の遮断を実行するものとしている。その結果、本実施例のように同期整流方式を採用している昇圧チョッパレギュレータ回路においては、スイッチ４１に相当するものを別途設けることなく、異常時における電流の漏れを極力防ぐことが可能となっている。

また本実施例では、出力異常検出回路４２により異常状態を検出するものとしているが、その他に例えば図９に示すように、整流用ＦＥＴ４７の温度（あるいは整流用ＦＥＴ４７のごく近傍の温度）を検出するＦＥＴ温度検出回路４８を設けておき、これによって異常状態を検出するようにしてもよい。すなわちＦＥＴ温度検出回路４８における検出温度が所定の閾値を超えている場合には、整流用ＦＥＴ４７のソース−ドレイン間を非導通とするように、同期整流ドライブ回路３４を制御するものとすればよい。

［まとめ］
上述した通り、本発明の実施例１から実施例５までに係る昇圧チョッパレギュレータ回路は、当該回路における電流、電圧、および温度のうちの何れかが、所定の閾値を超えているか否かを判断する検出回路（４２〜４６、４９）を備えている。また、直流電源１１（電源）とＬＥＤ群５０（負荷）を結ぶ経路に備えられ、該経路における前段側と後段側との接続／非接続を切替可能とするスイッチ４１を備えている。そして、スイッチ４１の切替は、検出回路における検出結果に応じてなされるようにしている。

そのため、各種検出回路により異常（回路における電流等が所定の閾値を超えている状態）が検出されたときに、電源と負荷を結ぶ経路を遮断させることが可能となる。そのため、異常が生じた場合であっても、電流が漏れ出す不具合を極力防止することが可能となっている。

またスイッチ４１は接続／非接続を切替可能であるため、経路を遮断（非接続状態）とした後でも、再度スイッチを接続状態とすることで通常状態に復帰させることが容易となる。そのため、ヒューズを取り替えるといった処理が不要となり、機器の利便性が損なわれることを極力回避することが可能となっている。

一方、本発明の実施例６に係る昇圧チョッパレギュレータ回路は、ＦＥＴを用いた同期整流方式が採用されているものであって、検出回路における検出結果に応じて、前段側と後段側が非導通となるようにＦＥＴを制御する遮断手段を備えている。そのため、同期整流動作に用いられるＦＥＴを、電源と負荷を結ぶ経路の接続／非接続を切替えるためのスイッチとしても用いているため、別途にスイッチ手段を設けることなく、異常時における電力供給経路の遮断を実現することが可能となっている。

以上の通り、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない限り種々の改変を加えたものも含まれる。また、各実施例における技術的事項は、矛盾の無い限り、組み合わせて適用することが可能である。特に上述した各検出回路（４２〜４６、４８、４９）は、同一の昇圧チョッパレギュレータ回路において複数個を設けておくことが可能である。

本発明は、ＬＥＤに電力を供給するＬＥＤドライバなどにおいて有用である。

本発明の実施例１に係るＬＥＤドライバの構成図である。 本発明の実施例１の、別の形態に係るＬＥＤドライバの構成図である。 本発明の実施例２に係るＬＥＤドライバの構成図である。 本発明の実施例３に係るＬＥＤドライバの構成図である。 本発明の実施例４に係るＬＥＤドライバの構成図である。 本発明の実施例５に係るＬＥＤドライバの構成図である。 本発明の実施例５の、別の形態に係るＬＥＤドライバの構成図である。 本発明の実施例６に係るＬＥＤドライバの構成図である。 本発明の実施例６の、別の形態に係るＬＥＤドライバの構成図である。 従来のＬＥＤドライバの一例に係る構成図である。

符号の説明

１１ 直流電源
１２ 入力コンデンサ
１３ コイル
１４ 出力ダイオード（整流素子）
１５ 出力コンデンサ
１６ ヒューズ
２０ チョッパレギュレータ用ＩＣ
２１ａ、２１ｂ スイッチング用トランジスタ（スイッチング素子）
２３ コンパレータ
２４ アンプ
２５ 発振回路
２６ ドライブ回路
２７ 過電流保護回路
２８ ＰＷＭコンパレータ
２９ エラーアンプ
３０ 基準電圧源
３１ 過電圧保護回路
３２ 過熱保護回路
３３ ＯＮ／ＯＦＦ回路
３４ 同期整流ドライブ回路
４１ スイッチ
４２ 出力異常検出回路
４３ フィードバック電圧検出回路
４４ 入力電流検出回路
４５ スイッチング電流検出回路
４６ コイル温度検出回路
４７ 整流用ＦＥＴ
４８ ＦＥＴ温度検出回路
４９ ダイオード温度検出回路
５０ ＬＥＤ群（負荷）
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗素子

Claims (14)

1. 前段に電源が接続されるコイルと、
   前記コイルの後段に接続され、前段側から後段側への整流作用を有する整流素子と、
   前記整流素子の後段に設けられ、所定の負荷が接続される出力端子と、
   前記コイルと整流素子の中間点と接地点とを結ぶ接地経路上に設けられ、該接地経路の導通／非導通をスイッチングさせるスイッチング素子と、を備え、
   前記スイッチングを通じて、前記負荷に出力される電力が制御される昇圧チョッパレギュレータ回路において、
   該回路における電流、電圧、および温度のうちの何れかが、所定の閾値を超えているか否かを検出する検出手段と、
   前記電源と負荷を結ぶ経路に備えられ、該経路における前段側と後段側との接続／非接続を切替可能とするスイッチと、を備え、
   該スイッチの切替は、前記検出手段における検出結果に応じてなされることを特徴とする昇圧チョッパレギュレータ回路。
2. 前記スイッチは、
   前記整流素子と前記出力端子との間に備えられたことを特徴とする請求項１に記載の昇圧チョッパレギュレータ回路。
3. 前記スイッチは、
   前記コイルの前段側に備えられたことを特徴とする請求項１に記載の昇圧チョッパレギュレータ回路。
4. 前記検出手段は、
   前記負荷に出力される電流または電圧が、所定の閾値を超えているか否かを検出することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の昇圧チョッパレギュレータ回路。
5. 前記検出手段は、
   前記コイルの前段における電流が、所定の閾値を超えているか否かを検出することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の昇圧チョッパレギュレータ回路。
6. 前記検出手段は、
   前記接地経路における電流が、所定の閾値を超えているか否かを検出することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の昇圧チョッパレギュレータ回路。
7. 前記検出手段は、
   前記コイルの温度が、所定の閾値を超えているか否かを検出することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の昇圧チョッパレギュレータ回路。
8. 前記検出手段は、
   前記整流素子の温度が、所定の閾値を超えているか否かを検出することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の昇圧チョッパレギュレータ回路。
9. 前記負荷の後段における電圧をフィードバックさせ、該電圧に基づいて、前記スイッチングが制御される請求項１から請求項３の何れかに記載の昇圧チョッパレギュレータ回路であって、
   前記検出手段は、
   前記フィードバックされる電圧が、所定の閾値を超えているか否かを検出することを特徴とする昇圧チョッパレギュレータ回路。
10. 前段に電源が接続されるコイルと、
    前記コイルの後段に接続され、前段側から後段側への整流作用を有するＦＥＴと、
    前記ＦＥＴの後段に設けられ、所定の負荷が接続される出力端子と、
    前記コイルとＦＥＴの中間点と接地点とを結ぶ接地経路上に設けられ、該接地経路の導通／非導通をスイッチングさせるスイッチング素子と、を備え、
    前記スイッチングを通じて、前記負荷に出力される電力が制御されるものであって、前記ＦＥＴを用いた同期整流方式が採用されている、昇圧チョッパレギュレータ回路において、
    該回路における電流、電圧、および温度のうちの何れかが、所定の閾値を超えているか否かを検出する検出手段と、
    前記検出手段における検出結果に応じて、前段側と後段側が非導通となるように前記ＦＥＴを制御する遮断手段と、
    を備えたことを特徴とする昇圧チョッパレギュレータ回路。
11. 前記検出手段は、
    前記ＦＥＴの温度が、所定の閾値を超えているか否かを検出することを特徴とする請求項１０に記載の昇圧チョッパレギュレータ回路。
12. 電源から得られる電力を調整して所定の負荷に供給する、チョッパレギュレータ回路において、
    該回路における電流、電圧、および温度のうちの何れかが、所定の閾値を超えているか否かを検出する検出手段と、
    前記電源と負荷を結ぶ経路に備えられ、該経路における前段側と後段側との接続／非接続を切替可能とするスイッチと、を備え、
    該スイッチの切替は、前記検出手段における検出結果に応じてなされることを特徴とする昇圧チョッパレギュレータ回路。
13. 電源から得られる電力を調整して所定の負荷に供給するものであるとともに、
    整流用のＦＥＴを用いた同期整流方式が適用された、昇圧チョッパレギュレータ回路において、
    該回路おける電流、電圧、および温度のうちの何れかが、所定の閾値を超えているか否かを検出する検出手段と、
    前記検出手段における検出結果に応じて、前段側と後段側が非導通となるように前記ＦＥＴを制御する遮断手段と、
    を備えたことを特徴とする昇圧チョッパレギュレータ回路。
14. 請求項１から請求項１３の何れかに記載の昇圧チョッパレギュレータ回路を用いたことを特徴とする電子機器。

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