JP2006211747A - Power supply device and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置に関し、特に昇圧率が切り替え可能なチャージポンプ回路の制御技術に関する。 The present invention relates to a power supply device, and more particularly to a control technology for a charge pump circuit in which a boosting rate can be switched.
近年の携帯電話、PDA(Personal Digital Assistance)、等の小型情報端末においては、たとえば液晶のバックライトに用いられる発光ダイオード(Light Emitting Diode、以下LEDという)などのように電池の出力電圧よりも高い電圧を必要とするデバイスが存在する。これらの小型情報端末では、Liイオン電池が多く用いられ、その出力電圧は通常3.5V程度であり、満充電時においても4.2V程度であるが、LEDはその駆動電圧として電池電圧よりも高い電圧を必要とする。このように、電池電圧よりも高い電圧が必要とされる場合には、チャージポンプ回路などを用いた昇圧型の電源装置を用いて電池電圧を昇圧し、LEDなどの負荷回路を駆動するために必要な電圧を得ている。 In a small information terminal such as a cellular phone or PDA (Personal Digital Assistance) in recent years, the output voltage of a battery is higher than the output voltage of a battery such as a light emitting diode (hereinafter referred to as an LED) used for a backlight of a liquid crystal. There are devices that require voltage. In these small information terminals, Li-ion batteries are often used, and the output voltage is usually about 3.5 V, and is about 4.2 V even when fully charged, but the LED has a drive voltage higher than the battery voltage. Requires high voltage. As described above, when a voltage higher than the battery voltage is required, the battery voltage is boosted by using a boost type power supply device using a charge pump circuit or the like to drive a load circuit such as an LED. Getting the required voltage.
特許文献1には、複数の昇圧率が切り替え可能なチャージポンプ回路に関する技術が開示されている。このような複数の昇圧率が切り替え可能なチャージポンプ回路を用いることにより、電池の消耗、充電によって電池電圧が変動した場合においても適切な昇圧率を設定することでより所望の電圧を負荷回路に供給することができる。
いま、チャージポンプ回路が、入力電圧である電池電圧を1.5倍あるいは2倍の昇圧率で昇圧する場合を考える。チャージポンプ回路は入力電圧を昇圧率倍して出力するため、その出力電圧を所定の値に安定化させたい場合、チャージポンプ回路の入力側にレギュレータ回路を設け、その入力電圧を調節する必要がある。すなわち、負荷回路に印加すべき電圧が4.5Vであるとすると、昇圧率が1.5倍および2倍のとき、レギュレータ回路によってチャージポンプ回路の入力電圧を3Vおよび2.25Vにそれぞれ調節する必要がある。 Consider a case where the charge pump circuit boosts the battery voltage, which is the input voltage, at a boost rate of 1.5 or 2 times. Since the charge pump circuit outputs the input voltage multiplied by the boost ratio, if it is desired to stabilize the output voltage to a predetermined value, it is necessary to provide a regulator circuit on the input side of the charge pump circuit and adjust the input voltage. is there. That is, assuming that the voltage to be applied to the load circuit is 4.5V, the input voltage of the charge pump circuit is adjusted to 3V and 2.25V by the regulator circuit when the boost rate is 1.5 times and 2 times, respectively. There is a need.
ここで、チャージポンプ回路の昇圧率の設定方法について考察する。チャージポンプ回路の昇圧率を設定する方法として、チャージポンプ回路の出力電圧をモニタする方法が考えられる。この場合、出力電圧をモニタし、所定の設定値を下回ったときに、昇圧率を1段階高く設定する。 Here, a method for setting the boosting rate of the charge pump circuit will be considered. As a method of setting the boosting rate of the charge pump circuit, a method of monitoring the output voltage of the charge pump circuit is conceivable. In this case, the output voltage is monitored, and when the output voltage falls below a predetermined set value, the step-up rate is set one step higher.
ところが、上述のように、あるチャージポンプ回路の出力電圧の目標値に対して、入力電圧と昇圧率には複数の組み合わせが考えられる。たとえば、電池電圧が3Vのときに、電池電圧をそのまま昇圧率1.5倍で昇圧する場合と、電池電圧をレギュレータ回路で2.25Vに降圧してから2倍で昇圧する場合とでは、いずれも4.5Vの出力電圧を得ることができる。ところが、一般的にチャージポンプ回路の効率は、昇圧率が高いほど低下するため、後者の方が効率が悪化することになる。 However, as described above, there are a plurality of combinations of the input voltage and the step-up rate with respect to the target value of the output voltage of a certain charge pump circuit. For example, when the battery voltage is 3V, the battery voltage is directly boosted at a boost rate of 1.5 times, or the battery voltage is stepped down to 2.25V by a regulator circuit and then boosted by a factor of 2. Also, an output voltage of 4.5V can be obtained. However, since the efficiency of the charge pump circuit generally decreases as the step-up rate increases, the latter deteriorates in efficiency.
また、チャージポンプ回路の出力電圧を、時間的に変化させる場合を考え、たとえば、高い電圧と低い電圧を交互に出力するとする。低い電圧を出力した後に、高い電圧を出力するとき、出力電圧をモニタした場合、昇圧率を必要以上に高く設定してしまう可能性がある。
このように、チャージポンプ回路の昇圧率の設定の際に、出力電圧をモニタする場合、無駄に効率を悪化させてしまうおそれがある。
Further, considering the case where the output voltage of the charge pump circuit is changed with time, for example, a high voltage and a low voltage are alternately output. When outputting a high voltage after outputting a low voltage, if the output voltage is monitored, the step-up rate may be set higher than necessary.
As described above, when the output voltage is monitored at the time of setting the step-up rate of the charge pump circuit, there is a possibility that the efficiency is unnecessarily deteriorated.
また、チャージポンプ回路の出力電圧を時間的にオン、オフさせるような場合には、チャージポンプ回路の出力電圧が安定するまでの期間、昇圧率がうまく設定できないという問題もある。 In addition, when the output voltage of the charge pump circuit is turned on and off in time, there is a problem that the boost rate cannot be set well during the period until the output voltage of the charge pump circuit is stabilized.
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、チャージポンプ回路の昇圧率を適切に設定可能な電源装置およびそれを用いた電子装置の提供にある。 The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to provide a power supply device capable of appropriately setting the boosting rate of the charge pump circuit and an electronic device using the same.
本発明のある態様は、電源装置に関する。この電源装置は、入力電圧を所定の電圧を目標値として電圧変換し出力する電源装置であって、複数の昇圧率が切り替え可能なチャージポンプ回路と、入力電圧と前記目標値を規定する設定電圧にもとづいてチャージポンプ回路の昇圧率を設定する昇圧率設定部と、チャージポンプ回路の出力電圧が所定の電圧に近づくよう入力電圧を調節し、チャージポンプ回路へ出力する電圧調節部と、を備える。 One embodiment of the present invention relates to a power supply apparatus. This power supply device is a power supply device that converts an input voltage into a target voltage as a target value and outputs the voltage, a charge pump circuit capable of switching a plurality of boosting rates, a set voltage that defines the input voltage and the target value A boost rate setting unit that sets the boost rate of the charge pump circuit based on the voltage, and a voltage adjustment unit that adjusts the input voltage so that the output voltage of the charge pump circuit approaches a predetermined voltage and outputs the voltage to the charge pump circuit. .
この態様によれば、電源装置への入力電圧にもとづいて適切に昇圧率を設定することができる。 According to this aspect, it is possible to appropriately set the boosting rate based on the input voltage to the power supply device.
電源装置は、設定電圧をデジタル値として出力する出力電圧設定部と、入力電圧をアナログデジタル変換するA/Dコンバータと、をさらに備え、昇圧率設定部は、アナログデジタル変換された入力電圧と所定の電圧との比較結果にもとづいて昇圧率を設定してもよい。
昇圧率の設定をデジタル信号処理によって行うことにより、出力電圧の制御などを容易に行うことができる。
The power supply apparatus further includes an output voltage setting unit that outputs the set voltage as a digital value, and an A / D converter that converts the input voltage from analog to digital, and the step-up rate setting unit includes the analog-digital converted input voltage and a predetermined value The step-up rate may be set based on the comparison result with the above voltage.
By setting the boost rate by digital signal processing, it is possible to easily control the output voltage.
電圧調節部は、入力電圧が印加される端子とチャージポンプ回路の入力端子間に設けられたトランジスタと、出力電圧と設定電圧との誤差電圧にもとづいてトランジスタの制御端子の電圧を調節する誤差増幅器と、を含んでもよい。
チャージポンプ回路へ入力される電圧をレギュレータ回路によって調節することによって、出力電圧を精度よく所定の設定電圧に近づけることができる。トランジスタの制御端子とは、FET(Field Effect Transistor)のときゲート端子を、バイポーラトランジスタのときベース端子をいう。
The voltage adjustment unit is an error amplifier that adjusts the voltage of the transistor provided between the terminal to which the input voltage is applied and the input terminal of the charge pump circuit, and the control terminal of the transistor based on the error voltage between the output voltage and the set voltage. And may be included.
By adjusting the voltage input to the charge pump circuit by the regulator circuit, the output voltage can be brought close to a predetermined set voltage with high accuracy. The control terminal of the transistor means a gate terminal in the case of a field effect transistor (FET) and a base terminal in the case of a bipolar transistor.
トランジスタは、ディスクリート部品として構成されてもよい。
また、トランジスタは、当該電源装置を構成する他の回路素子とは別パッケージとして構成されてもよい。
トランジスタをディスクリート部品として、あるいは別パッケージの集積回路に設けることにより、発熱を分散することができる。
The transistor may be configured as a discrete component.
The transistor may be configured as a separate package from other circuit elements that constitute the power supply device.
By providing the transistor as a discrete component or in an integrated circuit of another package, heat generation can be dispersed.
本発明の別の態様は、電子装置である。この電子装置は、負荷回路と、負荷回路を駆動する上述の電源装置と、負荷回路の駆動系路上に設けられ、負荷回路に流れる電流をパルス変調する駆動制御部と、を備える。 Another embodiment of the present invention is an electronic device. The electronic device includes a load circuit, the above-described power supply device that drives the load circuit, and a drive control unit that is provided on the drive circuit of the load circuit and that modulates the current flowing through the load circuit.
負荷回路に流れる電流をパルス変調し、デューティ比によってその駆動状態を制御する場合に、チャージポンプ回路の出力ではなく、入力電圧にもとづいて昇圧率を設定することにより、適切に昇圧率を設定することができる。 When the current flowing in the load circuit is pulse-modulated and the drive state is controlled by the duty ratio, the boost rate is set appropriately by setting the boost rate based on the input voltage, not the output of the charge pump circuit be able to.
負荷回路は、発光素子であって、駆動制御部は、その発光輝度を制御してもよい。
発光素子とは、LED、有機EL(ElectroLuminescence)などをいう。発光素子に流れる電流をパルス変調して輝度を調節する電子装置においても、適切な昇圧率で昇圧動作を行い、発光素子を駆動することができる。
The load circuit is a light emitting element, and the drive control unit may control the light emission luminance.
The light emitting element refers to an LED, an organic EL (ElectroLuminescence), or the like. Even in an electronic device that adjusts luminance by pulse-modulating a current flowing through a light-emitting element, the light-emitting element can be driven by performing a boosting operation at an appropriate boosting rate.
負荷回路は、複数の発光素子であって、駆動制御部は、各発光素子の発光輝度を独立に制御してもよい。 The load circuit may be a plurality of light emitting elements, and the drive control unit may independently control the light emission luminance of each light emitting element.
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明に係る電源装置によれば、チャージポンプ回路の昇圧率を適切に設定することができる。 According to the power supply device of the present invention, the boosting rate of the charge pump circuit can be set appropriately.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る電源装置100の構成を示す回路図である。
この電源装置100は、電池500により駆動される小型情報端末に搭載され、電池500から出力される電池電圧Vbatを入力電圧とし、この電池電圧Vbatを昇圧して負荷回路を駆動するために必要な電圧を生成する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a
The
電源装置100は、入出力端子として、入力端子102と出力端子104を備える。入力端子102には、電池500から出力される電池電圧Vbatが印加されている。出力端子104には図示しない負荷回路が接続される。電源装置100は、入力端子102に印加される電池電圧Vbatを昇圧し、出力端子104から出力電圧Voutを出力する。
The
電源装置100は、チャージポンプ回路10、電圧調節部20、昇圧率設定部30、出力電圧設定部40、A/Dコンバータ32、D/Aコンバータ42、抵抗R3、R4を含む。
The
チャージポンプ回路10は、チャージポンプ回路の段数を変えることによって、複数の昇圧率を切り替え、出力される電圧を変更可能に構成されており、入力端子INに入力される電圧Vxを指定された昇圧率で昇圧し、その出力端子OUTから出力する。このチャージポンプ回路10の出力端子OUTは、そのまま電源装置100の出力端子104となっている。本実施の形態において、チャージポンプ回路10の昇圧率は、1倍、1.5倍、2倍のいずれかが切り替えられるものとする。
電源装置100の出力端子104、すなわちチャージポンプ回路10の出力端子OUTからは、その昇圧率をXCPとして、出力電圧Vout=Vx×XCPが出力される。
The
The output voltage Vout = Vx × XCP is output from the
出力電圧設定部40は、電源装置100が負荷回路に供給すべき出力電圧Voutを、ROM(Read Only Memory)に記憶されたデータや、外部から入力されたデータにもとづいて、デジタル値Dsetとして生成する。D/Aコンバータ42は、出力電圧設定部40から出力されるデジタル値Dsetをデジタルアナログ変換し、アナログ値の設定電圧Vsetを電圧調節部20に出力する。また、出力電圧設定部40により生成されるデジタル値Dsetは、昇圧率設定部30に入力される。
The output
電圧調節部20は、レギュレータ回路であって、入力端子102に印加される電池電圧Vbatを必要に応じて降圧し、チャージポンプ回路10の入力端子INに出力する。この電圧調節部20は、トランジスタM1、演算増幅器22、抵抗R1、R2を含む。
演算増幅器22の非反転入力端子には昇圧率設定部30から出力される設定電圧Vsetが印加され、反転入力端子には出力電圧Voutが、抵抗R1、R2によって分圧されて印加されている。
トランジスタM1は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であって、電源装置100の入力端子102とチャージポンプ回路10の入力端子IN間に設けられている。このトランジスタM1の制御端子であるゲート端子には、演算増幅器22の出力端子が接続されている。電圧調節部20は、トランジスタM1のゲート端子に印加する電圧によってそのオン抵抗を調節し、ドレイン端子の電圧、すなわちチャージポンプ回路10の入力端子INの電圧Vxを調節する。
The
The set voltage Vset output from the boost
The transistor M1 is a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), and is provided between the
この電圧調節部20において、演算増幅器22は、反転入力端子と非反転入力端子に入力される2つの電圧が等しくなるようにトランジスタM1のゲート端子の電圧を調節する。ここでトランジスタM1の非反転入力端子には、設定電圧Vsetが印加され、反転入力端子には電圧Vy=Vout×R1/(R1+R2)が印加される。演算増幅器22によってVset=Vyとなるように帰還がかかり、トランジスタM1のオン抵抗が調節されると、Vout=Vset×(R1+R2)/R1となるように出力電圧が安定化される。このとき、チャージポンプ回路10の入力端子INの電圧Vxは、Vx=Vout/XCP=Vset×(R1+R2)/R1/XCPに近づくように安定化されている。
In the
抵抗R3、R4は、電源装置100の入力端子102に印加される電池電圧Vbatを分圧してA/Dコンバータ32へと出力する。A/Dコンバータ32には、検出電圧Vdet=Vbat×R3/(R3+R4)が入力される。
A/Dコンバータ32は、電池電圧Vbatを分圧して得られる検出電圧Vdetをアナログデジタル変換し、デジタル値Ddetを昇圧率設定部30へと出力する。
The resistors R3 and R4 divide the battery voltage Vbat applied to the
The A /
昇圧率設定部30には、電池電圧Vbatを表すデジタル値Ddetおよび、出力電圧Voutの設定値を指示するDsetが入力されている。昇圧率設定部30は、2つのデジタル値DsetおよびDdetを比較することにより、電池電圧Vbatと出力電圧Voutの設定値(以下、出力電圧設定値Vout’という)を比較し、その比較結果にもとづいてチャージポンプ回路10の昇圧率XCPを設定する。
A digital value Ddet representing the battery voltage Vbat and Dset for instructing a set value of the output voltage Vout are input to the boost
昇圧率設定部30はたとえば次のような処理によって昇圧率XCPを設定する。昇圧率設定部30は、デジタル値DsetとDdetを比較することによって、電池電圧Vbatと出力電圧設定値Vout’を比較する。その結果、Vbat>Vout’のとき、昇圧率XCPを1倍に設定する。また、Vbat>2/3×Vout’のとき昇圧率XCPを1.5倍に設定する。また、Vbat>1/2×Vout’のとき、昇圧率XCPを2倍に設定する。昇圧率設定部30はこうして設定した昇圧率XCPをチャージポンプ回路10に指示する。
The step-up
以上のように構成された電源装置100の動作について説明する。図2は、電源装置100における昇圧率設定部30の昇圧率XCPの設定手順を示すフローチャートである。
The operation of the
まず、A/Dコンバータ32により、電池電圧Vbatをアナログデジタル変換し、その電圧値をデジタル値Ddetとして取得する(S100)。
つぎに、出力電圧設定部40において、出力電圧Voutの設定値となる出力電圧設定値Vout’が生成され、デジタル値Dsetとして出力される(S110)。S100、S110に示される処理は順序が逆であってもよい。
昇圧率設定部30は、S100およびS110によって取得、設定されたデジタル値DdetおよびDsetにもとづいて電池電圧Vbatと出力電圧設定値Vout’の比較処理を開始する(S120)。
First, the A /
Next, in the output
The step-up
Vbat>Vout’のとき(S130のY)、昇圧率XCPは1倍に設定される(S140)。Vbat<Vout’のとき(S130のN)、電池電圧Vbatと電圧2/3×Vout’が比較され、Vbat>2/3×Vout’のとき(S150のY)、昇圧率XCPは1.5倍に設定される(S160)。
Vbat<2/3×Vout’のとき(S150のN)、昇圧率XCPは2倍に設定される。
When Vbat> Vout ′ (Y in S130), the step-up rate XCP is set to 1 (S140). When Vbat <Vout ′ (N in S130), the battery voltage Vbat is compared with the
When Vbat <2/3 × Vout ′ (N in S150), the boost rate XCP is set to double.
たとえば、電池電圧Vbatが3.6V、出力電圧設定値Vout’が4.7Vであるとする。このとき、3.6V>2/3×4.7Vが成り立つため、昇圧率設定部30における上記手順によって、昇圧率XCP=1.5に設定される。
チャージポンプ回路10の昇圧率が1.5倍に設定され昇圧動作が開始されると、電圧調節部20によってチャージポンプ回路10の入力電圧VxはVx=4.7/1.5=3.13Vとなるように帰還制御され、安定化される。
その結果、電源装置100の出力電圧Voutは、出力電圧設定値Vout’である4.7Vに安定化される。
For example, it is assumed that the battery voltage Vbat is 3.6V and the output voltage set value Vout ′ is 4.7V. At this time, 3.6 V> 2/3 × 4.7 V is established, and therefore the boost rate XCP is set to 1.5 by the above procedure in the boost
When the boosting rate of the
As a result, the output voltage Vout of the
このように、本実施の形態に係る電源装置100によれば、電池電圧Vbatを直接参照して昇圧率を決定するため、電池電圧Vbatが変動した場合においても、適切な昇圧率を設定することができる。その結果、昇圧率を1.5倍に設定すればすむところを2倍に設定するといった問題が解消されるため、無駄な電力消費を低減することができる。
Thus, according to
図1の電源装置100を構成する各回路ブロックは、チャージポンプ回路10内部のコンデンサ、電圧調節部20のトランジスタM1を除き一体集積化してもよい。このとき、コンデンサは外部に外付けされる。また、トランジスタM1は、集積回路の外部にディスクリート素子として接続され、または別の集積回路上に形成される。電圧調節部20において、電池電圧Vbatを降圧して電圧Vxを生成する際のトランジスタM1における発熱が大きい場合には、トランジスタM1を集積回路の外部に設けることによって、熱を分散させることができ、回路を安定に動作させることができる。
The circuit blocks constituting the
また、トランジスタM1の発熱がそれほど問題とならない場合には、他の回路ブロックとともに1つの半導体チップに集積化してもよい。トランジスタM1をD/Aコンバータ42、出力電圧設定部40等と一体集積化することによって、配線を外部に引き回す必要がなくなるため、端子数を減らし、回路面積を小さくすることができる。
Further, when the heat generation of the transistor M1 does not matter so much, it may be integrated on one semiconductor chip together with other circuit blocks. By integrating the transistor M1 integrally with the D /
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態に係る電源装置は、電池電圧Vbatを昇圧し、RGB3色の発光ダイオードを駆動する。3色の発光ダイオードは、時分割することにより交互に点灯される。発光ダイオードを駆動するための最適な電圧はRGB各色ごとに異なるため、電源装置は、点灯させる発光ダイオードを切り替えるたびに出力電圧設定値を変更し、チャージポンプ回路の昇圧率を最適な値に設定する。
(Second Embodiment)
The power supply device according to the second embodiment boosts the battery voltage Vbat and drives the RGB three-color light emitting diodes. The three color light emitting diodes are alternately turned on by time division. Since the optimum voltage for driving the light emitting diode differs for each color of RGB, the power supply device changes the output voltage setting value every time the light emitting diode to be turned on is switched, and sets the boost rate of the charge pump circuit to the optimum value. To do.
図3は、本実施の形態に係る発光装置の構成を示す回路図である。図3において、図1と同一もしくは同等の構成要素には同一の符号を付し、都度説明を省略する。この発光装置1000は、電池500、電源装置100、RGB3色の発光ダイオード300R〜300B、発光ダイオード300R〜300Bの駆動状態を制御する駆動制御部400を含む。以下、特に必要のない限り、RGB3色に対応して付される添え字R、G、Bは省略する。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of the light emitting device according to the present embodiment. In FIG. 3, the same or equivalent components as those in FIG. The
駆動制御部400は、負荷回路である発光ダイオード300の駆動系路上に設けられ、発光ダイオード300に流れる電流をパルス幅変調して調節する。駆動制御部400は、発光パターン発生器50、輝度調整用PWM発振器52、定電流回路54R〜54Bを含む。
The
定電流回路54R〜54Bはそれぞれ、発光ダイオード300R〜300Bに流れる電流を制御することによって、発光輝度を調節する。定電流回路54R〜54Bは、輝度調整用PWM発振器52によって指示される電流値の定電流を生成する。定電流回路54により生成される定電流は、パルス幅変調されており、そのデューティ比に応じて輝度が調整される。すなわち、定電流回路54は、電流値およびデューティ比の両方により発光ダイオード300に流れる電流を調節し、発光輝度を制御する。
The constant
発光パターン発生器50は、ROMに記憶されたデータ、あるいは外部から入力されたデータにもとづいて、いずれの発光ダイオード300R〜300Bを発光させるかを選択する発光制御信号SIG10を生成する。本実施の形態においては、各発光ダイオード300R〜300Bは、時分割的に、たとえば60Hzの周期でR、G、Bと順番に点灯され、混色されて所望の色を生成する。
The light
輝度調整用PWM発振器52は、定電流回路54R〜54Bにより生成される電流値およびデューティ比を制御する。輝度調整用PWM発振器52には、発光パターン発生器50から出力される発光制御信号SIG10が入力されており、赤色の発光が指示されたときは、PWM信号PWMRを生成する。同様に緑色、青色の発光が指示されたときはPWM信号PWMG、PWMBをそれぞれ生成する。
The brightness adjusting
発光ダイオード300の順方向電圧Vfは、色ごとに異なっている。そこで、本実施の形態に係る発光装置1000においては、Vfが大きな発光ダイオード300Bに対しては出力電圧Voutを高く設定し、Vfの小さな発光ダイオード300Rに対しては出力電圧Voutを低く設定する。
出力電圧設定部40は、色ごとに異なるデジタル値Dsetを生成する。たとえば、色ごとの出力電圧Voutの設定値は、ROMに記憶されたデータを用いてもよいし、外部入力されたデータを、レジスタに予め格納しておいてもよい。出力電圧設定部40は、発光パターン発生器50により指示された色に対応する設定値DsetをD/Aコンバータ42に出力する。
The forward voltage Vf of the light emitting diode 300 is different for each color. Therefore, in light emitting
The output
発光パターン発生器50から出力される発光制御信号SIG10は、昇圧率設定部30にも出力される。昇圧率設定部30は、発光制御信号SIG10により指示される色が変化するごとに、図2に示したフローチャートに従って昇圧率を設定し直す。
The light emission control signal SIG10 output from the light
本実施の形態に係る電源装置100によれば、時分割して駆動される複数の発光ダイオード300が切り替えられるたびに、出力電圧Voutを最適な値に変更するため、高効率に発光ダイオード300を駆動することができる。本実施の形態のように、発光ダイオード300を切り替えるごとに出力電圧設定値Vout’が変化する場合、出力電圧Voutにもとづいて昇圧率を設定したのでは、昇圧率の設定に時間を要することになるが、電池電圧Vbatは発光ダイオード300の切り替えにかかわらず安定した値であるため、出力電圧Voutを時間的に変動させる場合にも、昇圧率を短時間で最適な値に設定することができる。
According to the
さらに、各発光ダイオード300の発光切り替え時に、いずれの発光ダイオード300も発光させない非発光期間を設け、この非発光期間においてチャージポンプ回路10の昇圧動作を停止してもよい。この場合、不要なスイッチング動作を減らすことができるため、消費電力を低減することができる。本実施の形態に係る電源装置100によれば、電池電圧Vbatをモニタして昇圧率を設定するため、チャージポンプ回路10のスイッチング動作が停止した状態でも昇圧率を設定することができる。
Furthermore, a non-light emission period in which none of the light emitting diodes 300 emits light may be provided at the time of switching the light emission of each light emitting diode 300, and the boosting operation of the
上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 Those skilled in the art will understand that the above-described embodiment is an exemplification, and that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
たとえば、図1の電源装置100において、昇圧率設定部30、A/Dコンバータ32、出力電圧設定部40、D/Aコンバータ42を省略し、外部からの設定電圧と検出電圧Vdetをアナログ的に比較した結果に応じて昇圧率を設定するようにしてもよい。
For example, in the
本実施の形態においては、使用するトランジスタM1はFETとしたがバイポーラトランジスタ等の別のタイプのトランジスタを用いてもよく、これらの選択は、電源装置に要求される設計仕様、使用する半導体製造プロセスなどによって決めればよい。 In the present embodiment, the transistor M1 to be used is an FET, but another type of transistor such as a bipolar transistor may be used. The selection of these transistors depends on the design specifications required for the power supply device and the semiconductor manufacturing process to be used. You can decide by such as.
本実施の形態において、電源装置を構成する素子はすべて一体集積化されていてもよく、その一部がディスクリート部品で構成されていてもよい。どの部分を集積化するかは、使用する半導体製造プロセスや、コスト、占有面積などにもとづいて決めればよい。 In the present embodiment, all the elements constituting the power supply device may be integrated, or a part thereof may be constituted by discrete parts. Which part is integrated may be determined based on the semiconductor manufacturing process to be used, cost, occupied area, and the like.
実施の形態で説明した電源装置によって駆動される負荷回路は発光ダイオードに限られるものではなく、他の発光素子であってもよいし、その他、さまざまな負荷回路を駆動してもよい。 The load circuit driven by the power supply device described in the embodiment is not limited to the light emitting diode, and may be another light emitting element, or may drive various other load circuits.
M1 トランジスタ、 10 チャージポンプ回路、 30 昇圧率設定部、 40 出力電圧設定部、 100 電源装置、 102 入力端子、 400 駆動制御部。 M1 transistor, 10 charge pump circuit, 30 step-up rate setting unit, 40 output voltage setting unit, 100 power supply device, 102 input terminal, 400 drive control unit.
Claims (8)
複数の昇圧率が切り替え可能なチャージポンプ回路と、
前記入力電圧と前記目標値を規定する設定電圧にもとづいて前記チャージポンプ回路の昇圧率を設定する昇圧率設定部と、
前記チャージポンプ回路の出力電圧が前記所定の電圧に近づくよう前記入力電圧を調節し、前記チャージポンプ回路へ出力する電圧調節部と、
を備えることを特徴とする電源装置。 A power supply device that converts an input voltage to a predetermined voltage as a target value and outputs the voltage,
A charge pump circuit capable of switching a plurality of boosting rates;
A step-up rate setting unit that sets the step-up rate of the charge pump circuit based on the input voltage and a set voltage that defines the target value;
A voltage adjusting unit that adjusts the input voltage so that an output voltage of the charge pump circuit approaches the predetermined voltage, and outputs the voltage to the charge pump circuit;
A power supply apparatus comprising:
前記入力電圧をアナログデジタル変換するA/Dコンバータと、
をさらに備え、前記昇圧率設定部は、アナログデジタル変換された前記入力電圧と前記所定の電圧との比較結果にもとづいて昇圧率を設定することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 An output voltage setting unit that outputs the set voltage as a digital value;
An A / D converter for analog-to-digital conversion of the input voltage;
The power supply apparatus according to claim 1, further comprising: a step-up rate setting unit that sets the step-up rate based on a comparison result between the analog-digital converted input voltage and the predetermined voltage.
前記入力電圧が印加される端子と前記チャージポンプ回路の入力端子間に設けられたトランジスタと、
前記出力電圧と前記設定電圧との誤差電圧にもとづいて前記トランジスタの制御端子の電圧を調節する誤差増幅器と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 The voltage regulator is
A transistor provided between a terminal to which the input voltage is applied and an input terminal of the charge pump circuit;
An error amplifier that adjusts the voltage of the control terminal of the transistor based on an error voltage between the output voltage and the set voltage;
The power supply device according to claim 1, comprising:
前記負荷回路を駆動する請求項1から5のいずれかに記載の電源装置と、
前記負荷回路の駆動系路上に設けられ、前記負荷回路に流れる電流をパルス変調する駆動制御部と、
を備えることを特徴とする電子装置。 A load circuit;
The power supply device according to any one of claims 1 to 5, which drives the load circuit;
A drive control unit that is provided on the drive circuit of the load circuit and that modulates a current flowing in the load circuit;
An electronic device comprising:
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- 2005-01-25 JP JP2005016917A patent/JP2006211747A/en active Pending
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