LEDの発光強度をソフトウエア制御する：Design Ideas ディスプレイとドライバ

半導体ベンダーは近年、数多くのLED駆動用ICを発売している。今回は、LEDの発光強度をソフトウエア制御する方法を紹介する。

[Neda Shahi/Bjorn Starmark，Maxim Integrated Products]

　LEDの動作効率の改善が進んでいる。この結果、LEDの応用分野は従来の単なる指示器から照明にまで広がってきた。既存の照明技術と比べて高い信頼性と耐久性を実現できる。まさにLEDの将来は明るいと言えよう。半導体ベンダーは近年、数多くのLED駆動用ICを発売している。

　ところが、直列接続したLEDを駆動する用途に向けて最適化されていることは比較的少ないようだ。この問題への対応策の一つは、APD（アバランシェ・フォトダイオード）用のバイアス供給ICを利用して、電流調整機能やソフトウエア制御によるシャットダウン機能、オープン状態を検出して故障の発生をロジック信号で通知する機能などを実現する方法である（図1）。

図1　LEDの発光強度をソフトウエア制御できる回路

APD用バイアス供給IC（IC₁）を使えば、高電圧LEDの発光強度をソフトウエアで制御できる。

　図1に示した回路例では、APD用バイアス供給IC（IC₁）の低電圧D-A変換器出力が、Q2とQ3で構成した高電圧出力のトランスコンダクタンス回路を介して、高電圧電流センス帰還信号を変調するようにした。Q₂とQ₃の2つの相補型トランジスタはこの回路に十分な1次の温度補償を提供する。

　昇圧型DC-DC変換回路の部品定数を選ぶには、IC₁のデータシートに記載されている計算式が役に立つ。電流調節の伝達関数は次式で与えられる。

　ここで、VCLは電流制限しきい値（2V）、CODEはD-A変換器に入力する10進形式のデジタル・コード、I_OUTは所望の出力電流値である。図1の回路において、これらの条件は39mAのフルスケール出力で150μAの分解能に対応する。IC₁は3線シリアルインターフェースを介して制御する。D-A変換器に16進コード「00」を書き込めば、IC₁をシャットダウン状態に設定できる。この回路はまた、出力電圧を制限する機能も備えている。LEDがオープン状態になると、R₅とR₇から成る抵抗分圧回路が出力電圧を制限する。今回はこの制限電圧を50Vに設定した。さらに、オープン状態を検出するとIC₁のCLピン出力がハイレベルに遷移して、故障状態であることをシステムに通知する。

Design Ideas〜回路設計アイデア集

【アナログ機能回路】：フィルタ回路や発振回路、センサー回路など

【パワー関連と電源】：ノイズの低減手法、保護回路など

【ディスプレイとドライバ】：LEDの制御、活用法など

【計測とテスト】：簡易テスターの設計例、旧式の計測装置の有効な活用法など

【信号源とパルス処理】：その他のユニークな回路

---

※本記事は、2008年7月29日にEDN Japan臨時増刊として発刊した「珠玉の電気回路200選」に掲載されたものです。著者の所属や社名、部品の品番などは掲載当時の情報ですので、あらかじめご了承ください。
「珠玉の電気回路200選」：EDN Japanの回路アイデア寄稿コラム「Design Ideas」を1冊にまとめたもの。2001〜2008年に掲載された記事の中から200本を厳選し、5つのカテゴリに分けて収録した。