Design Ideas

1.2Vの電源で動作する白色LEDドライバ

[2007年12月号]

By Dave Wuchinich
この記事を :  印刷する プリントする ブックマーク  はてなブックマークに登録 この記事をクリップ! Buzzurlにブックマーク Yahoo!ブックマークに登録 メールで送る メールで送る
 多くのLEDドライバでは、チャージポンプとインダクタが使用される。それにより、1セルまたは2セル構成のNiMH(ニッケルメタルハライド)電池からの1.2Vまたは2.4Vの電圧を白色LEDの駆動に必要な3.6Vに昇圧することができる。しかし、そうしたドライバ(例えば米Maxim Integrated Products社の「MAX1595」)が正常に動作するには入力電圧として約2.5V以上が必要である。MAX1595についていえば入力電圧が2.4Vでも動作するが、十分な出力を得ようとすれば、入力電圧を3.0V以上としなければならない。また、電池電圧があるレベルまで低下すると、出力が不安定になるという問題もある。本稿では、これらの問題を改善する回路を紹介する。

 図1の回路ではトランジスタQ1、Q2で構成したフリップフロップがインダクタに電流を供給してコンデンサを充電することにより昇圧を行う(これに関しては、白熱電球を安全灯として点滅させるためにフリップフロップを利用する方法が米国特許4,068,149として公開されている*1))。

図1 1.2Vの入力電圧で動作可能な白色LED用ドライバ回路
図1 1.2Vの入力電圧で動作可能な白色LED用ドライバ回路
この回路ではトランジスタQ1とQ2がフリップフロップを構成し、60kHzの周波数で動作する。この回路により、電池からの入力電圧が1.2Vまで低下しても白色LEDを駆動できる。


 図1の回路が起動する際には、抵抗R1を経由してトランジスタQ1およびQ2にベース電流が流れる。それによって、まずQ2がオンになり、次いでQ1がオンになってそれぞれ直ちに飽和状態に入る。ここでコンデンサC1が抵抗R2を経由して充電され、その電圧がVDD-VBEQ1-VCEQ2になると、Q1がオフになり、続いてQ2もオフになる。ここでVDDは電池電圧、VBEQ1はQ1のベース‐エミッタ間電圧、VCEQ2はQ2のコレクタ‐エミッタ間飽和電圧である。オンになる期間は時定数R2C1によって決まり、オフになる期間は(R1+R2)C2によって決まる。コンデンサC2はQ2がオフの期間にインダクタL1から流れる電流を平滑化し、白色LEDであるD2に安定化した電圧を供給する。このときの出力電圧は電池電圧に比例する。

 回路定数を図1の通りとし、L1として米Coilcraft社の「MSS7341-104MLB」を使用した場合、動作周波数は60kHzとなった。NiMH電池(2セル構成)からの入力電圧が2.36Vの場合、LEDには約20mAの電流を供給できた。

 また、2個のLEDを同時に駆動するテストも行った。このテストでは各LEDに対し、図1の抵抗R3に相当する電流制限抵抗を使用した。このとき、前記の電池電圧条件において80%の効率が得られることを確認した。電池電圧が約1Vに低下しても出力電圧は安定で、出力電流は低下するが、LEDの輝度は十分なレベルを維持できた。

design ideas
ご寄稿のお願い

「design ideas」は米EDNの「名物コラム」です。このコラムは、電子機器設計や電子回路設計などの現場で働く技術者の皆さまからのご寄稿により成り立っています。そこで、「EDN Japan」でも半導体メーカーや電子機器メーカーの電子技術者のほか、大学などの研究者、コンサルタント業務に携わる技術者などの皆さまからのご寄稿を募集します。

【記事内容】
  • 電気/電子回路の新たな提案とその説明。
  • 半導体製品に搭載した新たな回路の紹介。
  • 半導体/電子部品の新しい使い方。
  • 半導体/電子回路の性能を引き出す、あるいは部品の弱点を補う回路の提案。
などです。上記以外のテーマについては、別途ご相談ください。

【原稿の長さ】
  • 1~2ページ。文字数は1000~1500、図版は1~2点です。
【原稿料】
  • 採用原稿に対して、400字当たり3000円(税込み)。
【注意点など】
  • 未発表のものに限定します。
  • ご寄稿いただいた原稿は、EDN Japanで選考して、採用/不採用を決めさせていただきます。ご寄稿いただいた原稿は、お返しできません。
  • ご寄稿いただいた原稿に対して、加筆、改筆をお願いする場合がございます。
  • 掲載した原稿の版権はEDN Japanに帰属します。
  • ご寄稿いただいた原稿は、EDN Japanのほか、EDNやEDN Asia、EDN China、EDN Europeに掲載される可能性があります。

design ideasへのご寄稿に関するご質問、ご要望などは、
EDN Japan編集部、
住所:〒107-0051東京都港区元赤坂1-7-10 元赤坂ビル8F
電話:03-3402-0076、FAX:03-3402-0029
e-mail:ednjreader@reedbusiness.jp

脚注

*1)

Wuchinich, David G, “Flasher circuit with low power drain,” US Patent 4,068,149, Oct 28, 1975.

この記事を :  印刷する プリントする ブックマーク  はてなブックマークに登録 この記事をクリップ! Buzzurlにブックマーク Yahoo!ブックマークに登録 メールで送る メールで送る

Sponsor Links

Partner Solutions

EDN RESOURCE CENTER


新着ホワイトペーパー情報




Z corporation - 1件
アナログ・デバイセズ - 22件
インターナショナル・レクティファイアー・ジャパン - 1件
ナショナル セミコンダクター ジャパン - 10件
リニアテクノロジー - 15件
日本アルテラ  - 11件
日本テキサス・インスツルメンツ  - 7件
リード・ビジネス・インフォメーション - 1件