JPH08766Y2 - Ｌｅｄの温度補正回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、光通信などに用いるLED光源モジュール
の温度補正回路についてのものである。

［従来の技術］ 次に、LEDの光出力特性を第３図により説明する。

第３図の縦軸は光出力、横軸は設定信号のレベルであ
る。

第３図から明かなように、温度が高く成るにつれて、
光出力は低くなる。

LEDは半導体素子なので、温度により光出力が変化す
る。

そこで、LED駆動回路には、サーミスタなどの感温素
子を用い、温度補正をする。

次に、従来技術によるLEDの温度補正回路を第４図に
より説明する。

第４図の１は光出力設定信号を発生する信号発生器、
２はLED、３はサーミスタ、７はLED駆動回路、7Aと7Bは
増幅器である。

増幅器7A・7BでLED駆動回路７を構成する。

第４図では、温度の変化に応じて、サーミスタ３の抵
抗値が変わり、LED2の駆動レベルが変わるので、光出力
を補正することができる。

［考案が解決しようとする課題］ 第４図の方法では、第３図の線Ｐ₂で補正係数を合わ
せると、線Ｐ₃では補正が不足し、線Ｐ₁では補正がかか
り過ぎになり、複数の出力点を補正することはできない
という問題がある。

この考案は、第４図の回路を発光出力に応じて補正で
きるようにし、光出力のレベルに依存することなく、安
定な出力特性をもつLED駆動回路の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため、この考案では、光出力設定
信号を発生する信号発生器１と、信号発生器１の出力を
第１の入力端子4Aに接続し、基準電源4Cの電圧を第２の
入力端子4Bに接続する差動増幅回路４と、第１のLED5A
とCdS-Se抵抗器5Bを内蔵し、第１のLED5Aの光出力でCdS
-Se抵抗器5Bの抵抗値が変化するフォトカプラ５と、信
号発生器１の出力を入力に接続し、フォトカプラ５内の
第１のLED5Aを駆動する第１のLED駆動回路６と、差動増
幅回路４の出力に接続され、フォトカプラ５内のCdS-Se
抵抗器5Bと並列に接続されるサーミスタ３と、CdS-Se抵
抗器5Bとサーミスタ３の並列回路を入力に接続し、第２
のLED2を駆動する第２のLED駆動回路７とを備え、第２
のLED2の温度補正をする。

次に、この考案によるLEDの温度補正回路の構成を第
１図により説明する。

第１図の４は差動増幅器、4C基準電源、5AはLED、5B
はCdS-Se抵抗器、５はフォトカプラ、６はLED駆動回
路、6Aと6Bは増幅器、8A〜8Cは抵抗であり、その他は第
４図と同じである。

増幅器6A・6BでLED駆動回路６を構成する。

差動増幅器４の入力端子4Aには信号発生器１からの光
出力設定信号を加え、入力端子4Bには基準電源4Cの電圧
を加える。

差動増幅器４は基準電源4Cの電圧と信号発生器１の出
力との差の電圧を出す。

LED5AとCdS-Se抵抗器5Bでフォトカプラ５を形成す
る。

LED駆動回路６は、信号発生器１の出力が加えられ、
フォトカプラ５内のLED5Aを駆動する。

フォトカプラ５内のCdS-Se抵抗器5B、サーミスタ３お
よび抵抗8Bは並列に接続される。

CdS-Se抵抗器5B・サーミスタ３・抵抗器8Bの並列回路
は、差動増幅器４とLED駆動回路７の増幅器7A間に接続
される。

フォトカプラ５内のCdS-Se抵抗器5Bは、その抵抗値が
LED5Aの発光出力で変化する。

次に、LED5AとCdS-Se抵抗器5Bの特性を第２図により
説明する。

第２図の縦軸はCdS-Se抵抗器5Bの抵抗値、横軸はLED5
Aの順電流である。

第２図から、LED5Aの光出力でCdS-Se抵抗器5Bの抵抗
値が変化するので、LED5Aの光出力に応じて、LED駆動回
路６の駆動レベルを補正することができる。

［作用］ 次に、第１図の作用を説明する。

信号発生器１の出力は−5V〜0Vである。

基準電源4Cの電圧を−5Vとし、信号発生器１の出力を
0Vに設定したとき、差動増幅器４の出力Ｖ_INは−5Vにな
る。

信号発生器１の出力が0Vとすると、抵抗8Aの両端の電
位差は0Vになるので、フォトカプラ５内のLED5Aには電
流が流れない。したがって、CdS-Se抵抗器5Bの抵抗値は
第２図から∞になる。

抵抗8Bの抵抗値Ｒ_8Bを3kΩ、抵抗8Dの抵抗値Ｒ_8Bを0.
03kΩ、抵抗8Eの抵抗値Ｒ_8Eを3.3kΩとすると、LED駆動
回路７の入力電圧Ｖ_Cは、 Ｖ_C＝Ｖ_IN×Ｒ_8E／（Ｒ_T＋Ｒ_8D＋Ｒ_8E） ＝−5V×3.3kΩ／（Ｒ_T＋0.03kΩ＋3.3kΩ） ……
（１） ここで、 Ｒ_T＝Ｒ_8B×Ｒ_L×Ｒ_TH／（Ｒ_TH×Ｒ_L ＋Ｒ_L×Ｒ_8B＋Ｒ_8B×Ｒ_TH） ＝3kΩ×Ｒ_L×Ｒ_TH／（Ｒ_TH×Ｒ_L ＋3kΩ×Ｒ_L＋3kΩ×Ｒ_TH） ＝3kΩ×Ｒ_TH／（3kΩ＋Ｒ_TH） であり、Ｒ_THはサーミスタ３の抵抗値、Ｒ_LはCdS-Se抵
抗器5Bの抵抗値である。

サーミスタ３のＢ定数を3950K,25℃のとき、抵抗値Ｒ
_Oを50KΩとすると、サーミスタ３の温度に対する抵抗値
Ｒ_THは次の式（２）になる。

Ｒ_TH＝Ｒ_O exp B（1/T−1/T₀） ＝50kΩ exp 3950（1/T−1/298） ……（２） 式（１）と式（２）から、25℃、−10℃および50℃の
ときの入力電圧Ｖ_Cはそれぞれ次のようになる。

25℃のとき、Ｖ_C1＝−2.679V −10℃のとき、Ｖ_C2＝−2.619V 50℃のとき、Ｖ_C3＝−2.797V したがって、25℃に対する−10℃の補正量は、 （Ｖ_C2−Ｖ_C1）/V_C1×100＝−2.24％ になる。

また、25℃に対する50℃のときの補正量は、 （Ｖ_C3−Ｖ_C1）/V_C1×100＝−4.40％ になる。

このとき、抵抗8Cの抵抗値Ｒ_8C＝91kΩとすれば、LED
2には、 Ｖ_C1/R₁₂＝−2.679V/91kΩ＝−28mA の電流が流れ、LED2の光出力は約0.2μＷとなる。

次に、信号発生器１の出力を−2.5Vに設定すると、差
動増幅器３の出力Ｖ_INは−2.5Vとなる。また、抵抗8Aの
抵抗値Ｒ_8Aを68kΩとすると、抵抗8Aの両端の電位差が
2.5Vになるので、LED5Aに流れる電流は、 2.5V/R_8A＝2.5V/68kΩ＝36.8μＡ となり、CdS-Se抵抗器5Bの抵抗値は、90kΩになる。

LED2の光出力が0.2μＷのときと同じように、25℃、
−10℃および50℃のときの入力電圧Ｖ_Cはそれぞれ次の
ようになる。

25℃のとき、Ｖ_C1＝−1.358V −10℃のとき、Ｖ_C2＝−1.330V 50℃のとき、Ｖ_C3＝−1.415V したがって、25℃に対する補正量は、−10℃のときが
−2.06％、50℃のときが−4.20％になる。

このとき、LED2に流れる電流は、 Ｖ_C1/R₁₂＝1.358V/91＝15mA となり、LED2の光出力は約0.1μＷである。

25℃に対する補正量は、LED2の出力が0.1μＷのとき
より0.2μＷのときのほうが大きくなる。

つまり、第１図ではLED2の光出力によって温度変化に
対する補正量が違う。

［考案の効果］ この考案によれば、第１のLEDとCdS-Se抵抗器を内蔵
し、第１のLEDの光出力でCdS-Se抵抗器の抵抗値を変え
るフォトカプラをサーミスタに並列に接続しているの
で、第２のLEDの温度特性が安定したLED光源を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるLEDの温度補正回路の構成図、
第２図はLED5AとCdS-Se抵抗器4Bの特性曲線図、第３図
はLEDの光出力特性図、第４図は従来技術によるLEDの温
度補正回路である。 １……信号発生器、２……LED、３……サーミスタ、４
……差動増幅器、4C……基準電源、５……フォトカプ
ラ、5A……LED、5B……CdS-Se抵抗器、６……LED駆動増
幅器、6A・6B……増幅器、７……LED駆動増幅器、7A・7
B……増幅器、8A〜8E……抵抗器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】光出力設定信号を発生する信号発生器
   （１）と、 信号発生器（１）の出力を第１の入力端子（4A）に接続
   し、基準電源（4C）の電圧を第２の入力端子（4B）に接
   続する差動増幅回路（４）と、 第１のLED（5A）とCdS-Se抵抗器（5B）を内蔵し、第１
   のLED（5A）の光出力でCdS-Se抵抗器（5B）の抵抗値が
   変化するフォトカプラ（５）と、 信号発生器（１）の出力を入力に接続し、フォトカプラ
   （５）内の第１のLED（5A）を駆動する第１のLED駆動回
   路（６）と、 差動増幅回路（４）の出力に接続され、フォトカプラ
   （５）内のCdS-Se抵抗器（5B）と並列に接続されるサー
   ミスタ（３）と、 CdS-Se抵抗器（5B）とサーミスタ（３）の並列回路を入
   力に接続し、第２のLED（２）を駆動する第２のLED駆動
   回路（７）とを備え、 第２のLED（２）の温度補正をすることを特徴とするLED
   の温度補正回路。