CN102270430B - 发光二极管驱动装置以及具备其的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光二极管驱动装置以及具备其的电子设备。LED驱动装置(200)除了LED驱动IC(100)以外，还包括电感器(L1)、二极管(D1)和电容(C1)、以及背光源(BL)。LED驱动IC(100)具备：输出控制电路(10)，其生成用于将输入电压(VIN)变换控制成提供给LED的电压(VOUT)的开关信号(SD)、和基于来自LED的被反馈输入的端子电压的反馈电压(VR)；开关脉冲调整电路(30)，其基于第二控制信号(SC)和反馈电压(VR)来生成调整了第一控制信号(SA)的有效时间的第三控制信号(SB)，且向输出控制电路(10)输出第三控制信号(SB)；和信号判定部(20)，其基于第一控制信号(SA)来生成第二控制信号(SC)。

Description

发光二极管驱动装置以及具备其的电子设备
技术领域
本发明涉及对多个串联连接的发光二极管(LED)进行驱动的LED驱动装置，特别涉及具备作为电压源的开关调节器(switchingregulator)、且通过脉冲宽度调制(PWM)来驱动LED的LED驱动装置以及具备该LED驱动装置的电子设备。
背景技术
LED作为诸如数码摄像机、电子照相机、笔记本计算机等电子设备的背光源进行使用。另外，在将LED作为光源进行使用的情况下，例如利用PWM信号来用于调光控制。该PWM信号为了使LED的发光量或亮度保持恒定而使用，与PWM方式的开关调节器单独地准备。涉及本发明的LED驱动装置的在先技术，下面那样的专利文献是公知的。
专利文献1(JP特开2005-45850号公报)涉及开关恒流电源装置，提供一种开关恒流电源装置，其在例如流过包括LED的显示装置等负载的电流重复断续状态的情况下，也能够实现负载电流的稳定化。
专利文献2(JP特开2005-174725号公报)公开了LED的照明电路、调光系统等。
专利文献3(JP特开2007-295767号公报)涉及对多个串联连接的LED进行驱动的LED驱动装置，特别涉及具备作为电压源的升压斩波调节器的LED驱动装置。
专利文献4(JP特开2007-258459号公报)提供一种能够通过PWM控制来充分减光的LED背光源驱动装置。
专利文献5(JP特开2008-53629号公报)提供一种能够进行驱动以使得即使存在电源电压的变动也使LED保持恒定亮度的LED驱动装置。
对于利用开关调节器且用PWM信号来控制LED的驱动装置，若为了驱动LED而提供的PWM信号的有效(ON)时间(例如，脉冲的高电平区间)短，则输出晶体管的导通时间短。即，相对于为了保持输出电压所需的导通时间，所提供的PWM信号的有效时间短，因此，将不能得到充分的有效时间，从而输出电压下降。由此，将产生不能确保为了使LED发光所需的电压的不利状况。
发明内容
为此，本发明鉴于申请人发现的上述问题点而提出，其目的在于，提供一种LED驱动装置以及具备其的电子设备，该LED驱动装置能进行控制以使得：即使为了亮度调整而提供的PWM信号的有效时间短，提供给LED的输出电压也不会降低。
为了实现上述目的，本发明的LED驱动装置具备：输出晶体管，其用于将输入电压变换控制成规定的输出电压并提供给LED；信号判定部，其基于作为PWM信号的第一控制信号来生成第二控制信号；开关脉冲调整电路，其根据基于所述LED的电压降的反馈电压和所述第二控制信号，来生成调整了所述第一控制信号的有效时间的第三控制信号；和输出控制电路，其基于所述第三控制信号和所述反馈电压，来生成提供给所述输出晶体管的开关信号。
此外，关于本发明的其他特征、要素、步骤、优点以及特性，根据接下来的最佳实施方式的详细说明和与之相关的附图而更加明确。
附图说明
图1是表示本发明的电子设备的一实施方式的模块图。
图2是表示本发明的LED驱动装置200的一构成例的电路图。
图3是表示本发明的LED驱动IC100的一构成例的模块图。
图4是表示本发明的信号判定部20的一构成例的模块图。
图5是表示本发明的开关脉冲调整部33的一构成例的模块图。
图6是表示本发明的开关脉冲调整部33中的脉冲有效时间的调整方法的表。
图7是表示本发明的电流驱动电路50的一构成例的电路图。
图8是与本发明的LED驱动装置200的控制有关的时序图。
(符号说明)
1电子设备
2直流电压源
3微型计算机
4液晶显示器
10输出控制电路
11缓冲电路
12误差放大器
13PWM比较器
14、40振荡器
15开关控制部
20信号判定部
21计数部
22高电平时间判定部
23周期判定部
24第二控制信号生成部
30开关脉冲调整电路
31第一比较器
32第二比较器
33开关脉冲调整部
34判定部
35加法器
50电流驱动电路
51放大器
52驱动电流设定部
100LED驱动IC
200LED驱动装置
BL背光源
C1电容
D1二极管
L1电感器
LED1～LED6发光二极管列
M1输出晶体管
M2N沟道型电场效应晶体管
R1、R2电阻
T1～T9外部端子
具体实施方式
图1是表示本发明的电子设备的一实施方式的模块图。电子设备1具有电池等直流电压源2、提供亮度调整等控制信号的微型计算机3、基于直流电压源2的输出和来自微型计算机3的控制信号来进行驱动的LED驱动装置200、以及作为电子设备1的显示机构的液晶显示器4而构成。
LED驱动装置200根据从直流电压源2施加的输入电压VIN和从微型计算机3提供的第一控制信号SA来生成期望的输出电压VOUT以及LED驱动电流ILED，并将该输出电压VOUT以及该LED驱动电流ILED提供给液晶显示器4。特别作为提供目标而列举的是，提供给液晶显示器4所具备的LED背光源。此外，第一控制信号SA是PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)信号，其频率被设定为例如25kHZ。
图2是表示LED驱动装置200的一构成例的电路图。
如图2所示，本实施方式的LED驱动装置200除了LED驱动IC100以外，还包括电感器L1、二极管D1(肖特基势垒二极管)、以及具有电容C1而形成的升压型开关调节器(斩波型调节器)和背光源BL。背光源BL内置于图1所示的液晶显示器4中。
LED驱动IC100例如由半导体IC构成。LED驱动IC100为了输入或输出各种各样的电压或信号而准备有诸如外部端子T1～T9。一般而言，在LED驱动IC100中内置未图示的电路部的情况并不少见。在这样的情况下，还准备有与外部端子T1～T9独立的外部端子。
外部端子T1～T6例如是为了连接背光源BL而准备的。背光源BL用在例如笔记本计算机中。在外部端子T1与发光二极管列LED1连接。发光二极管列LED1由例如10个LED串联连接而构成。但是连接的构成根据使用的环境而任意设定。
与外部端子T1相同，在外部端子T2～T6上连接有发光二极管列LED2～LED6。在此，为了作图的方便，省略了发光二极管列LED3～LED5。
外部端子T7例如是为了接收从微型计算机3输入的第一控制信号SA而准备的。第一控制信号SA是发光二极管列LED1～LED6的亮度调整用的PWM信号。
外部端子T8是作为LED驱动IC100的电源电压提供端子而准备的。
外部端子T9是作为LED驱动IC100的接地端子而准备的。
LED驱动IC100具有输出控制电路10、信号判定部20、开关脉冲调整电路30、振荡器40、电流驱动电路50、电阻R1以及输出晶体管M1(N沟道型电场效应晶体管)而构成。此外，除了上述构成，还能够例如将温度保护电路等嵌入到LED驱动IC100。
另外，虽然将电阻R1以及输出晶体管M1设为构成于LED驱动IC100的内部，但设置在LED驱动IC100的外部也没有关系。
输出控制电路10是进行输出晶体管M1的导通/截止控制的机构，具有缓冲电路11、误差放大器12、PWM(PulseWidthModulation)比较器13、振荡器14和开关控制部15而构成。即，输出控制电路10与电感器L1、二极管D1、电容C1、输出晶体管M1、以及电阻R1协动，将输入电压VIN变换、生成规定的输出电压VOUT，并将输出电压VOUT提供给由多个LED构成的发光二极管列LED1～LED6。缓冲电路11从发光二极管列LED1～LED6和电流驱动电路50之间的连接节点的反馈电压VL1～VL6中，即从相当于输出电压VOUT下降了发光二极管列LED1～LED6的电压后的电压中，输出从作为接地端的外部端子T9看最低的反馈电压来作为缓冲电压VR。然后，缓冲电路11作为控制输出电压VOUT的机构发挥功能以使缓冲电压VR与规定的参考电压V1一致。此外，虽然“缓冲电压”是指从缓冲电路11输出的输出电压，但其实质是指，在发光二极管列LED1～LED6中，电压降最大或者最小的发光二极管列的电压降相当于缓冲电压VR。例如，若假设在发光二极管列LED1～LED6中，发光二极管列LED1的电压降最大，则在反馈电压VL1～VL6中，反馈电压VL1从接地端子T9来看最小，因此，缓冲电压VR表示相当于反馈电压VL1的电压。此外，在想要检测出发光二极管列LED1～LED6中电压降最小的发光二极管列的情况下，改变缓冲电路11的同相输入端(+)和反相输入端(一)的极性即可。即，将反馈电压VL1～VL6分别输入到缓冲电路11的反相输入端(一)，一起连接同相输入端(+)和输出端即可。
信号判定部20是这样的机构：检测对从准备于LED驱动装置200的外部的例如微型计算机3等外部设备输入的第一控制信号SA的高电平进行维持的时间，并基于检测出的时间来判定第一控制信号SA的周期，且基于判定结果来开启/关闭开关脉冲调整电路30的功能。即，信号判定部20基于从振荡器40输出的时钟信号CLK来对第一控制信号SA的高电平区间的时间进行计数，并基于该时间来生成用于开启/关闭开关脉冲调整电路30的功能的第二控制信号SC。
虽然设为信号判定部20对维持第一控制信号SA的高电平的时间进行检测，但检知低电平来判定周期也没有关系。
开关脉冲调整电路30是调整由输出控制电路10生成的开关信号SD的占空比即输出晶体管M1的导通时间的机构，由第一比较器31、第二比较器32和开关脉冲调整部33构成。即，将与在发光二极管列LED1～LED6和电流驱动电路50之间的连接节点的反馈电压VL1～VL6中从作为接地端的外部端子T9来看最低的反馈电压相当的缓冲电压VR在直流电压源E2和直流电压源E3中比较，并基于比较结果来调整开关信号SD的占空比。此外，在希望通过从外部端子T9看最高的反馈电压来使缓冲电路11动作的情况下，如前所述，改变缓冲电路11的同相输入端(+)和反相输入端(-)即可。
电流驱动电路50是基于从微型计算机3等外部设备输入的第一控制信号SA来提供规定的驱动电流给发光二极管列LED1～LED6的机构。
在图2所示的LED驱动装置200中，输出晶体管M1的漏极D经由电感器L1(数十μH)与相当于输入电压VIN的施加端的外部端子T8连接。输出晶体管M1的源极S经由电阻R1(数十mΩ)与接地端子T9连接。在外部端子T8上连接有二极管D1的阳极，二极管D1的阴极与电容C1(数μF)的一端连接，且作为输出电压VOUT的引出端，还与构成液晶显示器4的背光源BL的发光二极管列LED1～LED6的各阳极连接。电容C1的另一端与接地端子T9连接。
在输出控制电路10中，PWM比较器13的同相输入端(+)与振荡器14的输出端连接。PWM比较器13的反相输入端(-)与误差放大器12的输出端连接。误差放大器12的同相输入端(+)与直流电压源E1的施加端连接。此外，直流电压源E1的施加端相当于不依赖周围温度的变化的带隙电源电路的输出端等。误差放大器12的反相输入端(-)与缓冲电路11的输出端连接。缓冲电路11的第一～第六同相输入端(+)分别经由端子T1～T6与发光二极管列LED1～LED6的阴极连接。缓冲电路11的反相输入端(-)与缓冲电路11的输出端连接。对开关控制部15输入来自开关脉冲调整电路30的第三控制信号SB和来自PWM比较器13的PWM信号S1。开关控制部15的输出端与输出晶体管M1的栅极G连接。
从振荡器14的输出端输出的信号波形除了三角波形状，还可以是锯齿波形状。另外，虽然将缓冲电路11设为具有多个同相输入端(+)的构成，但若是只有一个同相输入端(+)的构成也没有关系。在这种情况下，缓冲电路11生成的缓冲电压VR与施加于同相输入端(+)的电压几乎相等。
在信号判定部20中，输入有从微型计算机3等外部设备输入的第一控制信号SA信号、和从振荡器40输出的时钟信号CLK。
在开关脉冲调整电路30中，第一比较器31的反相输入端(-)与缓冲电路11的输出端连接。第一比较器31的同相输入端(+)与直流电压源E2的施加端连接。此外，直流电压源E2的施加端相当于不依赖周围温度的变化的带隙电源电路的输出端等。第二比较器32的反相输入端(-)与缓冲电路11的输出端连接。第二比较器32的同相输入端(+)与直流电压源E3的施加端连接。此外，直流电压源E3的施加端相当于不依赖周围温度的变化的带隙电源电路的输出端等。对开关脉冲调整部33输入有来自第一比较器31的输出信号S3、来自第二比较器32的输出信号S4、从微型计算机3等外部设备输入的第一控制信号SA、和来自信号判定部20的第二控制信号SC。
在电流驱动电路50中，在电流驱动电路50经由外部端子T1～T6(T3～T5未图示)与发光二极管列LED1～LED6的阴极连接。另外，从微型计算机3等外部设备输入第一控制信号SA。
图3是表示图2的LED驱动IC100中的各电路要素间的连接关系的模块图。针对各模块的主要的说明与上述相同，故省略。另外，在图2中，将电阻R1以及输出晶体管M1设为包括在LED驱动IC100中的构成，但在图3中设为未图示。即，表示输出控制电路10、信号判定部20、开关脉冲调整电路30、振荡器40以及电流驱动电路50的各模块。该构成也能够应用于将电阻R1以及输出晶体管M1作为LED驱动IC100的外置的情况。
作为输入到LED驱动IC100的信号或电压，是从微型计算机3等外部设备输入的第一控制信号SA、和从构成液晶显示器4的背光源BL的发光二极管列LED1～LED6侧输入的反馈电压VL1～VL6。而且，所输出的信号或电流是从输出控制电路10输出的开关信号SD、和驱动从电流驱动电路50输出的驱动发光二极管列LED1～LED6的驱动电路ILED。
虽然对电流驱动电路50输入与输入到开关脉冲调整电路30和信号判定部20的信号相同的第一控制信号SA，但利用与第一控制信号SA不同的控制信号也没有关系。
输出晶体管M1是按照从开关控制部15输出的开关信号SD来进行导通/截止控制的输出功率晶体管。虽然输出晶体管M1表示为N沟道型电场效应晶体管，但为P沟道型电场效应晶体管也没有关系。另外，也可以不是电场效应晶体管，置换成NPN双极型晶体管或者PNP双极型晶体管也没有关系。
若将输出晶体管M1设为导通状态，则经由输出晶体管M1在电感器L1中流过向着作为接地端的外部端子T9的线圈电流Icoil，并积蓄该电能。此外，在输出晶体管M1的导通期间，在已经积蓄了电荷于电容C1的情况下，来自电容C1的电流将流过作为负载的发光二极管列LED1～LED6。另外，由于此时二极管D1的阳极电位经由输出晶体管M1下降到大致接地电位为止，因此二极管D1成为逆向偏压状态，从电容C1向着输出晶体管M1将不会有电流流入。
另一方面，若将输出晶体管M1设为截止状态，则因在电感器L1中产生的反电动势(逆起電压)，将释放积蓄在电感器L1中的电能。此时，由于二极管D1成为顺向偏压状态，因此经由二极管D1而流过的电流不仅流入作为负载的发光二极管列LED1～LED6，还经由电容C1流入作为接地端的外部端子T9，从而对电容C1进行充电。通过重复上述动作，由电容C1对作为负载的发光二极管列LED1～LED6进行升压，且提供作为经平滑的直流成分的输出电压VOUT。
这样，本实施方式的LED驱动IC100通过输出晶体管M1的导通/截止控制来驱动作为储能元件的电感器L1，由此，对输入电压VIN进行升压，作为生成输出电压VOUT的斩波型升压电路的一构成要素发挥功能。
在图2的输出控制电路10中，缓冲电路11，从发光二极管列LED1～LED6的阴极端各自引出的反馈电压VL1～VL6相当于从输出电压VOUT下降了发光二极管列LED1～LED6的电压后的电压。而且，对反馈电压VL1～VL6中从作为接地端的外部端子T9看最低的电压进行输出来作为缓冲电压VR。
此外，虽然将上述缓冲电路10设为被输入多个发光二极管列LED1～LED6的阴极端的构成，但为仅连接一个发光二极管列的构成也没有关系。在这种情况下，基于所连接的发光二极管列的阳极端的电压，即相当于从输出电压VOUT减去该发光二极管列的电压降大小后得到的电压的一个反馈电压，来输出缓冲电压VR。
误差放大器12将从缓冲电路11输出的缓冲电压VR与施加于误差放大器12的同相输入端的规定的参照电压V1的差分进行放大，来生成误差电压S2。
PWM比较器13通过比较施加于同相输入端(+)的斜坡电压Vslope和施加于反相输入端子(-)的误差电压S2，来生成与其比较结果对应的占空比的PWM信号S1。即，PWM信号S1的逻辑是，若误差电压S2比斜坡电压Vslope高，则为低电平，若低则为高电平。
开关控制部15基于PWM信号S1和从开关脉冲调整电路30输出的第三控制信号SB来生成开关信号SD，并将开关信号SD提供给输出晶体管M1的栅极G。此外，开关控制部15将所输入的PWM信号S1以及第三控制信号SB分别在高电平时，将开关信号SD保持为高电平。因此，在两者为高电平时，输出晶体管M1成为导通状态。另一方面，在将PWM信号S1或者第三控制信号SB中的任一者设为低电平的期间，开关信号SD保持低电平。因此，输出晶体管M1成为截止状态。
此外，作为开关控制部15的具体的电路构成，能够用例如逻辑“与”电路来构成。
图4是表示信号判定部20的一构成例的模块图。即，信号判定部20具有计数部21、高电平时间判定部22、周期判定部23和第二控制信号生成部24。对计数部21输入从微型计算机3等外部设备提供的第一控制信号SA和从振荡器40输出的时钟信号CLK。计数部21对基于时钟信号CLK而输入的第一控制信号SA进行计数，并输出高电平时间计数信号S5和周期计数信号S6。
计数部21以第一控制信号SA的上升沿为触发来开始计数，并检测上升沿后的下降沿，对它们之间的时间进行计数来生成高电平时间计数信号S5。计数部21以第一控制信号SA的上升沿为触发来开始计数，并检测下一次产生的上升沿，对它们之间的周期进行计数来生成周期计数信号S6。
高电平时间判定部22基于高电平时间计数信号S5来计算第一控制信号SA的高电平时间，并将高电平时间信号S7输出到第二控制信号生成部24。周期判定部23基于周期计数信号S6来计算第一控制信号SA的周期，并将周期信号S8输出到第二控制信号生成部24。
第二控制信号生成部24基于高电平时间信号S7和周期信号S8来输出第二控制信号SC。例如，在高电平时间信号S7是表示高电平时间为比10μS小的值的信号且周期信号S8的周期在0.5ms以下，即若变换成频率则为表示2kHz的值的信号的情况下，能够将第二控制信号SC设为高电平。此外，在不满足该条件的情况下，能够将第二控制信号SC设为低电平。
在图2中，第一比较器31将从缓冲电路11输出的缓冲电压VR输入反相输入端(-)。第一比较器31的同相输入端(+)输入从直流电压源E2输出的参考电压V2，并输出基于缓冲电压VR与参考电压V2的比较结果的输出信号S3。
第二比较器32，在反相输入端(-)输入从缓冲电路11输出的缓冲电压VR。第二比较器32的同相输入端(+)输入从直流电压源E3输出的参考电压V3，并输出基于缓冲电压VR与参考电压V3的比较结果的输出信号S4。
图5是表示开关脉冲调整部33的一构成例的模块图，具有判定部34和加法器35。判定部34输入从第一比较器31输出的输出信号S3、从第二比较器32输出的输出信号S4和从信号判定部20输出的第二控制信号SC。判定部34基于输出信号S4、输出信号S3和第二控制信号SC来输出调整信号S9。对加法器35输入调整信号S9和第一控制信号SA，并输出在第一控制信号SA中加上调整信号S9后的开关调整信号SB。
判定部34基于第二控制信号SC来设定是否输出调整信号S9。例如，在第二控制信号SC为高电平时，输出调整信号S9，在第二控制信号SC为低电平时，设定为不管输出信号S4和输出信号S3的值是多少都不输出调整信号S9。
判定部34按照输出信号S4和输出信号S3的值来设定调整信号S9。即，对于第一控制信号SA的脉冲信号，加上与输出信号S4和输出信号S3的值对应的调整信号S9。
图6表示本发明的开关脉冲调整部33在调整时所用到的逻辑值表。当第一比较器31的输出信号S3为高电平(H)且第二比较器32的输出信号S4为高电平时，判定部34输出设定为增加第一控制信号SA的有效时间的调整信号S9。例如，以第一控制信号SA为PWM信号，其频率在25kHz时的周期为40μS，因此占空比为1％时的有效时间为0.4μS。然后，由于调整信号S9是增加有效时间1μS的信号，因此，从加法器35输出的第三控制信号SB的有效时间相对于一个周期成为1.4μS。
此外，当输出信号S3成为高电平(H)时，例如若将输入到第一比较器31的同相输入端子(+)的参考电压V2设为0.7V，则成为比0.7V小的缓冲电压VR被输入到反相输入端子(-)的情况。在与输出信号S3相同，输出信号S4为高电平时，例如若将输入到第二比较器32的同相输入端子(+)的参考电压V3设为0.9V，则成为比0.9V小的缓冲电压VR被输入到反相输入端子(-)的情况。即，在满足输出信号S3和输出信号S4均成为高电平的条件的、缓冲电压VR比0.7V小的情况下成立。
在第一比较器31的输出信号S3为低电平(L)且第二比较器32的输出信号S4为高电平(H)时，判定部34输出设定为维持对第一控制信号SA的有效时间进行调整的设定的调整信号S9。例如，以第一控制信号SA为PWM信号，其频率在25kHz时的周期为40μS，因此，在将占空比为1％时的有效时间设为0.4μS，上次的调整信号S9是增加有效时间1μS的信号的情况下，由于调整信号S9是对调整有效时间的设定进行维持的信号，因此，从加法器35输出的第三控制信号SB的有效时间相对于一个周期成为1.4μS。
此外，当输出信号S3成为低电平(L)时，例如若将输入到第一比较器31的同相输入端子(+)的参考电压V2设为0.7V，则成为比0.7V大的缓冲电压VR被输入到反相输入端子(-)的情况。在与输出信号S3相同，输出信号S4为高电平时，例如若将输入到第二比较器32的同相输入端子(+)的参考电压V3设为0.9V，则成为比0.9V小的缓冲电压VR被输入到反相输入端子(-)的情况。即，在满足输出信号S3为低电平且输出信号S4为高电平的条件的、缓冲电压VR比0.7V大且比0.9V小的情况下成立。
在第一比较器31的输出信号S3为低电平(L)且第二比较器32的输出信号S4为低电平(L)时，判定部34输出设定为减小第一控制信号SA的有效时间的调整信号S9。例如，以第一控制信号SA为PWM信号，其频率在25kHz时的周期为40μS，因此，在将占空比为1％时的有效时间设为0.4μS，根据上次的调整信号S9的设定而设定为增加有效时间1μS的信号的情况下，由于本次的调整信号S9是减小有效时间1μS的信号，因此，其结果是，从加法器35输出的第三控制信号SB的有效时间相对于一个周期成为0.4μS。
此外，当输出信号S3成为低电平(L)时，例如若将输入到第一比较器31的同相输入端子(+)的参考电压V2设为0.7V，则成为比0.7V大的缓冲电压VR被输入到反相输入端子(-)的情况。在与输出信号S3相同，输出信号S4为低电平时，例如若将输入到第二比较器32的同相输入端子(+)的参考电压V3设为0.9V，则成为比0.9V大的缓冲电压VR被输入到反相输入端子(-)的情况。即，在满足输出信号S3为低电平且输出信号S4为低电平的条件的、缓冲电压VR比0.9V大的情况下成立。
图7是表示本发明的电流驱动电路50的一构成例的电路图。
如图7所示，本实施方式的电流驱动电路50具有N沟道型电场效应晶体管M2、电阻R2、放大器51和驱动电流设定部52作为发光二极管列LED1～LED6的驱动电流设定机构而构成。
N沟道型电场效应晶体管M2的漏极D与发光二极管列LED1的阴极连接。N沟道型电场效应晶体管M2的源极S经由电阻R2接地。放大器51的同相输入端(+)与驱动电流设定部52连接，其反相输入端(-)与N沟道型电场效应晶体管M2的源极S连接。放大器51的输出端与N沟道型电场效应晶体管M2的栅极G连接。另外，对放大器51提供第一控制信号SA作为控制LED驱动电流ILED的信号。
驱动电流设定部52将与设定的LED驱动电流ILED的值对应的驱动电压V4提供给放大器51。另外，放大器51将控制电压V5提供给N沟道型电场效应晶体管M2的栅极G以使得：N沟道型电场效应晶体管M2的另一端和电阻R2之间的连接点的电压、与驱动电压V4相等。
针对发光二极管列LED2～LED6，设置有与上述相同的电路。
关于与LED驱动装置200的控制有关的时序图进行说明。
图8是与LED驱动装置200的控制有关的时序图。此外，在图8中，按照从上往下的顺序，分别示出了第一控制信号SA、缓冲电压VR、输出信号S3、输出信号S4、第三控制信号SB、开关信号SD、不使用本发明的LED驱动装置的现有技术的开关信号SD。
第一控制信号SA是从微型计算机3等设备提供的脉冲信号。例如，第一控制信号SA到时刻t1为止是低电平L(在图8中记载为L)，在时刻t1从低电平L上升到高电平H(在图8中记载为H)。接下来，在时刻t3，从高电平H下降到低电平L。然后，再次在时刻t6从低电平L上升到高电平H，在时刻t9从高电平H下降到低电平L。另外，再次在时刻t10从低电平L上升到高电平H，在时刻t12从高电平H下降到低电平L，并重复这样的周期。然后，将该脉冲信号设为满足输入到开关脉冲调整电路30的第二控制信号SC成为高电平H的条件的信号。即，设为输入判定部34起作用的信号。另外，在第三控制信号SB以高电平H被输入到开关控制部15的期间，始终将输入到开关控制部15的PWM信号S1也设为高电平H，以此为前提进行说明。
说明到时刻t1为止的期间。第一控制信号SA成为低电平L。随之，由于LED驱动装置200停止升压动作，因此缓冲电压VR缓缓下降。然后，由于缓冲电压VR比参考电压V2、V3小，因此从第一比较器31以及第二比较器输出的输出信号S3、S4分别输出高电平H。由于第一控制信号SA是低电平L，因此第三控制信号SB成为低电平L。此外，将到时刻t1为止的第三控制信号SB设为对第一控制信号SA未做任何调整的信号。即到时刻t1为止的第三控制信号SB等于控制脉冲信号。在第三控制信号SB为低电平L时不生成开关信号SD。由于现有技术的开关信号SD基于第一控制信号SA而生成，因此在第一控制信号SA为低电平L时不被生成。
说明从时刻t1起到时刻t3为止的期间。第一控制信号SA在时刻t1～t3成为高电平H。随之，LED驱动装置200虽然开始升压动作，但为了进行升压动作，输出晶体管M1的导通时间短，因此线圈电流Icoil少，从而充分的电力确保困难，因此，缓冲电压VR在时刻t1～t3缓缓下降。然后，缓冲电压VR在时刻t1～t3比参考电压V2、V3小，因此从第一比较器31以及第二比较器32输出的输出信号S3、S4分别输出高电平H。由于第一控制信号SA为高电平H，因此第三控制信号SB在时刻t1～t3成为高电平H。由于第三控制信号SB在时刻t1～t3为高电平H，因此不生成开关信号SD。现有技术的开关信号SD也在第一控制信号SA为高电平H的区间时生成。
说明从时刻t3起到时刻t4为止的期间。第一控制信号SA在时刻t3～t4成为低电平L。随之，现有技术的开关信号SD在时刻t3～t4不被生成。但是，由于在本发明的LED驱动装置200中具有开关脉冲调整电路30，因此在时刻t2的输出信号S3、S4分别为高电平H时，判定部34针对第一控制信号SA，输出使第一控制信号SA的有效时间(高电平H区间)增加的调整信号S9。即，由于第三控制信号SB在时刻t3～t4也输出高电平H，因此开关信号SD在时刻t3～t4也被生成，从而LED驱动装置200进行升压动作。即，缓冲电压VR在时刻t3～t4缓缓上升。此外，图8的第三控制信号SB增加的1μS的区间，在时刻上相当于时刻t3～t5。
说明从时刻t4起到时刻t5为止的期间。第一控制信号SA在时刻t4～t5成为低电平L。随之，现有技术的开关信号SD在时刻t4～t5不被生成。但是，由于在本发明的LED驱动装置200中具有开关脉冲调整电路30，因此在时刻t2的输出信号S3、S4分别为高电平H时，判定部34输出针对第一控制信号SA，使第一控制信号SA的有效时间(高电平H区间)增加的调整信号S9。即，由于第三控制信号SB在时刻t4～t5也输出高电平H，因此开关信号SD在时刻t4～t5也被生成，从而LED驱动装置200进行升压动作。即，缓冲电压VR在时刻t4～t5也缓缓上升。然后，由于缓冲电压VR在时刻t4～t5比参考电压V2大且比参考电压V3小，因此输出信号S3成为低电平，输出信号S4输出高电平H。
说明从时刻t5起到时刻t6为止的期间。第一控制信号SA在时刻t5～t6成为低电平L。由于第三控制信号SB在时刻t5经过了增加部分的时间(1μS)，因此下降至低电平L，且直到时刻t6为止都维持在低电平。开关信号SD由于第三控制信号SB在时刻t5～t6为低电平L，因此不生成脉冲信号。随之，LED驱动装置200停止升压动作，因此缓冲电压缓缓下降。然后，由于缓冲电压VR在时刻t5～t6比参考电压V2大且比参考电压V3小，因此输出信号S3成为低电平，输出信号S4输出高电平H。由于现有技术的开关信号SD基于第一控制信号SA而生成，因此在第一控制信号SA为低电平L时不被生成。
说明从时刻t6起到时刻t8为止的期间。第一控制信号SA在时刻t6～t8成为高电平H。随之，LED驱动装置200虽然开始升压动作，但为了进行升压动作，输出晶体管M1的导通时间短，因此线圈电流Icoil少，从而充分的电力确保困难，因此，缓冲电压在时刻t6～t8缓缓下降。然后，缓冲电压VR在时刻t6～t8比参考电压V2大且比参考电压V3小，因此输出信号S3成为低电平L，输出信号S4输出高电平H。由于第一控制信号SA在时刻t6～t8为高电平H，因此第三控制信号SB成为高电平H。由于第三控制信号SB在时刻t6～t8为高电平H，因此生成开关信号SD。现有技术的开关信号SD也在第一控制信号SA为高电平H时生成。
说明从时刻t8起到时刻t9为止的期间。第一控制信号SA在时刻t8～t9成为低电平L。随之，现有技术的开关信号SD在时刻t8～t9不被生成。但是，由于在本发明的LED驱动装置200中具有开关脉冲调整电路30，因此基于从时刻t7的输出信号S3、S4输出的电平，判定部34发挥功能以使得针对第一控制信号SA，使第一控制信号SA的有效时间(高电平H区间)维持当前的条件。即，判定部34在时刻t2设定了针对第一控制信号SA，输出使第一控制信号SA的有效时间增加1μS的调整信号S9的条件，因此接下来输出维持该条件的调整信号S。因此，由于第三控制信号SB在时刻t8～t9也输出高电平H，因此开关信号SD在时刻t8～t9也被生成，从而LED驱动装置200进行升压动作。即，缓冲电压VR在时刻t8～t9缓缓上升。此外，图8的第三控制信号SB增加的1μS的区间，在时刻上相当于时刻t8～t10。
说明从时刻t9起到时刻t10为止的期间。第一控制信号SA在时刻t9～t10成为低电平L。随之，现有技术的开关信号SD在时刻t9～t10不被生成。但是，由于在本发明的LED驱动装置200中具有开关脉冲调整电路30，因此在时刻t7的输出信号S3为低电平L、输出S4为高电平H时，判定部34输出输出信号S9，其针对第一控制信号SA，使第一控制信号SA的有效时间维持上次的设定(在时刻t2上的设定)。即，由于第三控制信号SB在时刻t9～t10也输出高电平H，因此开关信号SD在时刻t9～t10也被生成，从而LED驱动装置200进行升压动作。即，缓冲电压VR在时刻t9～t10缓缓上升。而且，由于缓冲电压VR在时刻t9～t10比参考电压V3大，因此输出信号S3、S4均输出低电平L。
说明从时刻t10起到时刻t11为止的期间。第三控制信号SB在时刻t10经过了增加的部分的时间1μS，因此下降到低电平L，且直到时刻t11为止都维持在低电平L。开关信号SD由于第三控制信号SB在时刻t10～t11为低电平L，因此不生成脉冲信号。随之，LED驱动装置200停止升压动作，因此，缓冲电压VR缓缓下降。然后，缓冲电压VR在时刻t10～t11比参考电压V3大，因此输出信号S3、S4分别输出低电平L。由于现有技术的开关信号SD基于第一控制信号SA而生成，因此，在第一控制信号SA为低电平L时不被生成。
说明从时刻t11起到时刻t13为止的期间。第一控制信号SA在时刻t11～t13成为高电平H。随之，LED驱动装置200虽然开始升压动作，但为了进行升压动作，输出晶体管M1的导通时间短，因此线圈电流Icoil少，从而充分的电力确保困难，因此，缓冲电压在时刻t11～t13缓缓下降。缓冲电压VR在时刻t11～t13比参考电压V3大，因此输出信号S3、S4分别输出低电平L。由于第一控制信号SA在时刻t11～t13为高电平H，因此第三控制信号SB成为高电平H。由于第三控制信号SB在时刻t11～t13为高电平H，因此生成开关信号SD。现有技术的开关信号SD也在第一控制信号SA为高电平H的区间时被生成。
说明从时刻t13起到时刻t14为止的期间。第一控制信号SA在时刻t13～t14成为低电平L。随之，现有技术的开关信号SD在时刻t13～t14不被生成。但是，由于在本发明的LED驱动装置200中具有开关脉冲调整电路30，因此在时刻t12的输出信号S3、S4的电平都成为低电平L的情况下，判定部34针对第一控制信号SA，设定为减小第一控制信号SA的有效时间。但判定部34在时刻t7被设定为针对第一控制信号SA，维持使第一控制信号SA的有效时间增加1μS的设定，因此，将减少该条件的有效时间。即，由于发挥功能使得从增加1μS的有效时间的设定减少1μS，因此，其结果是，输出使有效时间不增减的调整信号S9。由此，由于第三控制信号SB在时刻t13输出低电平，因此开关信号SD在时刻t13也将不被生成。即，LED驱动装置200停止升压动作，缓冲电压VR在时刻t13～t14缓缓下降。此外，图8的第三控制信号SB减少的1μS的区间，在时刻上相当于时刻t13～t14。
这样，本发明的LED驱动装置以及用其的电子设备，即使在为了驱动LED而提供的PWM信号的有效时间短的情况下，也能够不降低输出电压地进行控制。另外，能够在超过可听范围频率的频域内使用PWM信号的频率，从而能够防止在安装有LED驱动装置以及电子设备的安装基板侧产生的噪声。
此外，在说明时序图的方面，虽然判定部34输出的调整信号S9的设定基于时刻t2、t7、t12的定时的输出信号S3、S4而决定，但基于其他定时的输出信号S3、S4来决定也没有关系。
另外，判定部34输出的调整信号S9的设定，是对在上次的设定中决定的有效时间的增减值，加上调整的有效时间的增减值而决定的。即，在时刻t7所设定的有效时间的增减值是对在时刻t2所设定的有效时间的增减值加上增减值而决定的。但是，不依赖于上次的设定而决定调整的有效时间的增减值也没有关系。即，不对上次设定的增减值加上本次决定的增减值，而是将本次决定的增减值直接反映在调整信号S9中，也没有关系。
以下，关于在本说明书中所公开的各种技术特征，进行总结。
在本说明书中所公开的LED驱动装置的第一形态，具备：输出晶体管，其用于将输入电压变换控制成规定的输出电压并提供给LED；信号判定部，其基于作为PWM信号的第一控制信号来生成第二控制信号；开关脉冲调整电路，其根据基于所述LED的电压降的反馈电压和所述第二控制信号，来生成调整了所述第一控制信号的有效时间的第三控制信号；和输出控制电路，其基于所述第三控制信号和所述反馈电压，来生成提供给所述输出晶体管的开关信号。
根据这种构成，即使第一控制信号的有效时间短，也能通过利用开关脉冲调整电路，较容易地在LED驱动装置内部调整有效时间。另外，通过具有信号判定部，能够判定是否应该调整从外部提供的控制信号的有效时间。
第二形态是在上述第一形态的LED驱动装置的基础上，所述输出控制电路具备：缓冲电路，其输出所述反馈电压作为缓冲电压；误差放大器，其基于所述缓冲电压和第一参考电压来生成误差电压；PWM比较器，其比较所述误差电压信号和三角波电压信号，来生成PWM信号；和开关控制部，其基于所述PWM信号和所述第三控制信号来生成所述开关信号。
根据这种构成，开关控制部基于调整了第一控制信号的有效时间的开关脉冲调整信号，能够生成所述开关信号，因此能够较容易地确保输出电压。
第三形态是在上述第二形态的LED驱动装置的基础上，所述开关脉冲调整电路具备：第一比较器，其基于所述缓冲电压和第二参考电压来生成第一输出信号；第二比较器，其基于所述缓冲电压和第二参考电压来生成第二输出信号；和开关脉冲调整部，其基于所述第一输出信号、所述第二输出信号和所述第二控制信号，来生成调整了所述第一控制信号的有效时间的所述第三控制信号。
根据这种构成，能够将缓冲电压与参考电压进行比较，并按照该比较结果来生成使第一控制信号的有效时间增减的开关脉冲调整信号。
第四形态是在上述第三形态的LED驱动装置的基础上，所述开关调整部具备：判定部，其基于所述第一输出信号、所述第二输出信号和所述第二控制信号，来生成用于调整所述第一控制信号的有效时间的调整信号；和加法器，其生成基于所述调整信号来调整了所述第一控制信号的有效时间的所述第三控制信号。
根据这种构成，按照缓冲电压与参考电压的比较结果，能够生成使第一控制信号的有效时间增减的开关脉冲调整信号。
第五形态是一种LED驱动装置，具备：输出晶体管，其用于将输入电压变换控制成规定的输出电压并提供给LED；信号判定部，其基于作为PWM信号的第一控制信号来生成第二控制信号；开关脉冲调整电路，其根据基于所述LED的电压降的反馈电压和所述第二控制信号，来生成调整了所述第一控制信号的有效时间的第三控制信号；输出控制电路，其基于所述第三控制信号和所述反馈电压，来生成提供给所述输出晶体管的开关信号；和电流驱动电路，其基于所述第一控制信号来提供驱动电流给所述LED。
根据这种构成，即使第一控制信号的有效时间短，也能通过利用开关脉冲调整电路，较容易地在LED驱动装置内部调整有效时间。另外，通过具有信号判定部，能够判定是否应该调整从外部提供的控制信号的有效时间。另外，在电流驱动电路的控制中，还能够利用第一控制信号。
第六形态是一种电子设备，具备：电流电压源，其生成输入电压；微型计算机，其输出所述第一控制信号；LED驱动装置，其按照所述第一控制信号和所述输入电压，来输出所述输出电压和所述驱动电流；和液晶显示器，其被输入从所述LED驱动装置输出的提供给LED的所述输出电压和所述驱动电流，
根据这种构成，即使第一控制信号的有效时间短，也能通过利用开关脉冲调整电路，较容易地在LED驱动装置内部调整有效时间。另外，通过具有信号判定部，能够判定是否应该调整从外部提供的控制信号的有效时间。另外，还能够利用从外部供给的控制信号来进行电流驱动电路的控制。
如上所述，若是在本说明书中所公开的LED驱动装置以及用其的电子设备，则即使为了驱动LED而提供的PWM信号的有效时间短，也能够不降低输出电压地进行控制。另外，由于能够在超过可听范围频率的频率区域使用PWM信号的频率，因此，能够防止在安装有LED驱动装置以及电子设备的安装基板侧产生的噪声。
此外，本说明书所公开的LED驱动装置适合例如进行中型LCD面板的LED背光源的驱动控制，因此工业实用性高。
此外，本发明的构成除了上述实施方式以外，还能够在不脱离发明的宗旨的范围内加入各种变更。
例如，在上述实施方式中，以LED驱动装置200中的升压型的开关调节器为例进行了说明，但本发明的构成不限于此，用于降压型、升降压型或者极性反转输出型的开关调节器中也没有关系。
因此，本发明的请求保护范围意在在不脱离本发明的主旨或技术视野的范围内包括技术范围内的本发明的所有变形例。

Claims (9)

1.一种发光二极管驱动装置，具备：
输出晶体管，其用于将输入电压变换控制成规定的输出电压并提供给发光二极管；
信号判定部，其基于作为脉冲宽度调制信号的第一控制信号来生成第二控制信号；
开关脉冲调整电路，其根据基于所述发光二极管的电压降的反馈电压和所述第二控制信号，来生成调整了所述第一控制信号的有效时间的第三控制信号；和
输出控制电路，其基于所述第三控制信号和所述反馈电压，来生成提供给所述输出晶体管的开关信号，
所述输出控制电路包括：
缓冲电路，其输出所述反馈电压作为缓冲电压；
误差放大器，其基于所述缓冲电压和第一参考电压来生成误差电压；
脉冲宽度调制比较器，其比较所述误差电压和三角波电压信号，来生成脉冲宽度调制信号；和
开关控制部，其基于所述脉冲宽度调制信号和所述第三控制信号来生成所述开关信号，
所述开关脉冲调整电路包括：
第一比较器，其基于所述缓冲电压和第二参考电压来生成第一输出信号；
第二比较器，其基于所述缓冲电压和第三参考电压来生成第二输出信号；和
开关脉冲调整部，其基于所述第一输出信号、所述第二输出信号和所述第二控制信号，来生成调整了所述第一控制信号的有效时间的所述第三控制信号。
2.根据权利要求1所述的发光二极管驱动装置，其中，
所述开关脉冲调整部包括：
判定部，其基于所述第一输出信号、所述第二输出信号和所述第二控制信号，来生成用于调整所述第一控制信号的有效时间的调整信号；和
加法器，其生成基于所述调整信号调整了所述第一控制信号的有效时间的所述第三控制信号。
3.一种发光二极管驱动装置，具备：
输出晶体管，其用于将输入电压变换控制成规定的输出电压并提供给发光二极管；
信号判定部，其基于作为脉冲宽度调制信号的第一控制信号来生成第二控制信号；
开关脉冲调整电路，其根据基于所述发光二极管的电压降的反馈电压和所述第二控制信号，来生成调整了所述第一控制信号的有效时间的第三控制信号；
输出控制电路，其基于所述第三控制信号和所述反馈电压，来生成提供给所述输出晶体管的开关信号；和
电流驱动电路，其基于所述第一控制信号来提供驱动电流给所述发光二极管，
所述输出控制电路包括：
缓冲电路，其输出所述反馈电压作为缓冲电压；
误差放大器，其基于所述缓冲电压和第一参考电压来生成误差电压；
脉冲宽度调制比较器，其比较所述误差电压和三角波电压信号，来生成脉冲宽度调制信号；和
开关控制部，其基于所述脉冲宽度调制信号和所述第三控制信号来生成所述开关信号，
所述开关脉冲调整电路包括：
第一比较器，其基于所述缓冲电压和第二参考电压来生成第一输出信号；
第二比较器，其基于所述缓冲电压和第三参考电压来生成第二输出信号；和
开关脉冲调整部，其基于所述第一输出信号、所述第二输出信号、所述第一控制信号和所述第二控制信号，来生成所述第三控制信号。
4.根据权利要求3所述的发光二极管驱动装置，其中，
所述开关脉冲调整部包括：
判定部，其基于所述第一输出信号、所述第二输出信号和所述第二控制信号，来生成调整信号；和
加法器，其生成基于所述调整信号调整了所述第一控制信号的有效时间的所述第三控制信号。
5.一种发光二极管驱动装置，
具备：
输出晶体管，其用于将输入电压变换控制成规定的输出电压并提供给发光二极管；
信号判定部，其基于作为脉冲宽度调制信号的第一控制信号来生成第二控制信号；
开关脉冲调整电路，其根据基于所述发光二极管的电压降的反馈电压和所述第二控制信号，来生成调整了所述第一控制信号的有效时间的第三控制信号；和
输出控制电路，其基于所述第三控制信号和所述反馈电压，来生成提供给所述输出晶体管的开关信号，
所述输出控制电路包括：
缓冲电路，其输出所述反馈电压作为缓冲电压；
误差放大器，其基于所述缓冲电压和第一参考电压来生成误差电压；
脉冲宽度调制比较器，其比较所述误差电压和三角波电压信号，来生成脉冲宽度调制信号；和
开关控制部，其基于所述脉冲宽度调制信号和所述第三控制信号来生成所述开关信号，
所述缓冲电路，当由对多个所述发光二极管进行并联连接的结构构成时，输出所输入的多个反馈电压中的、从接地端来看最低的反馈电压，来作为所述缓冲电压，
所述开关脉冲调整电路包括：
第一比较器，其基于所述缓冲电压和第二参考电压来生成第一输出信号：
第二比较器，其基于所述缓冲电压和第三参考电压来生成第二输出信号；和
开关脉冲调整部，其基于所述第一输出信号、所述第二输出信号和所述第二控制信号，来生成调整了所述第一控制信号的有效时间的所述第三控制信号。
6.根据权利要求5所述的发光二极管驱动装置，其中，
所述开关脉冲调整部包括：
判定部，其基于所述第一输出信号、所述第二输出信号和所述第二控制信号，来生成用于调整所述第一控制信号的有效时间的调整信号；和
加法器，其生成基于所述调整信号调整了所述第一控制信号的有效时间的所述第三控制信号。
7.一种发光二极管驱动装置，具备：
输出晶体管，其用于将输入电压变换控制成规定的输出电压并提供给发光二极管；
信号判定部，其基于作为脉冲宽度调制信号的第一控制信号来生成第二控制信号；
开关脉冲调整电路，其根据基于所述发光二极管的电压降的反馈电压和所述第二控制信号，来生成调整了所述第一控制信号的有效时间的第三控制信号；
输出控制电路，其基于所述第三控制信号和所述反馈电压，来生成提供给所述输出晶体管的开关信号；和
电流驱动电路，其基于所述第一控制信号来提供驱动电流给所述发光二极管，
所述输出控制电路包括：
缓冲电路，其输出所述反馈电压作为缓冲电压；
误差放大器，其基于所述缓冲电压和第一参考电压来生成误差电压；
脉冲宽度调制比较器，其比较所述误差电压和三角波电压信号，来生成脉冲宽度调制信号；和
开关控制部，其基于所述脉冲宽度调制信号和所述第三控制信号来生成所述开关信号，
所述缓冲电路，当由对多个所述发光二极管进行并联连接的结构构成时，输出与所输入的多个反馈电压中的最低的反馈电压对应的所述缓冲电压，
所述开关脉冲调整电路包括：
第一比较器，其基于所述缓冲电压和第二参考电压来生成第一输出信号；
第二比较器，其基于所述缓冲电压和第三参考电压来生成第二输出信号；和
开关脉冲调整部，其基于所述第一输出信号、所述第二输出信号、所述第一控制信号和所述第二控制信号，来生成所述第三控制信号。
8.根据权利要求7所述的发光二极管驱动装置，其中，
所述开关脉冲调整部包括：
判定部，其基于所述第一输出信号、所述第二输出信号和所述第二控制信号，来生成调整信号；和
加法器，其生成基于所述调整信号调整了所述第一控制信号的有效时间的所述第三控制信号。
9.一种电子设备，具备：
直流电压源，其生成输入电压；
微型计算机，其输出第一控制信号；
权利要求1～8中任一项所述的发光二极管驱动装置，其按照所述第一控制信号和所述输入电压，来输出规定的输出电压和驱动电流；和
液晶显示器，其包括发光二极管，该发光二极管被输入从所述发光二极管驱动装置输出的所述输出电压和所述驱动电流。
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