CN103023311A - 电源装置和发光元件驱动装置 - Google Patents

电源装置和发光元件驱动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103023311A
CN103023311A CN2012103594074A CN201210359407A CN103023311A CN 103023311 A CN103023311 A CN 103023311A CN 2012103594074 A CN2012103594074 A CN 2012103594074A CN 201210359407 A CN201210359407 A CN 201210359407A CN 103023311 A CN103023311 A CN 103023311A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
signal
control command
command value
pulse signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012103594074A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103023311B (zh
Inventor
大嶋一则
增冈宏信
辻坂光幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Publication of CN103023311A publication Critical patent/CN103023311A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103023311B publication Critical patent/CN103023311B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/157—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/38—Switched mode power supply [SMPS] using boost topology
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明提供一种不增加来自数字电路的输出信号的线数，通过简单的电路结构，能够以比现有更低的频率的动作时钟生成精细调整了占空比的驱动信号的电源装置和发光元件驱动装置。基于来自ADC（11）的数字值，CPU（14）每一定时间算出控制指令值。基于该控制指令值，PWM单元（15）决定脉冲信号S3的占空比，从而谋求输出电压（Vout）的稳定化。从微处理器（4）出来，可以仅有至少单独的脉冲信号（S3）的输出线。另外，驱动信号（S5）的频率与斜坡信号（S2）相同，与时钟信号（S1）同步。因此，不仅时钟信号（S1）而且驱动信号（S5）的频率可以考虑转换器（2）的规格来决定。另一方面，脉冲信号（S3）的频率可以比斜坡信号（S2）的频率低。

Description

电源装置和发光元件驱动装置
技术领域
本发明涉及一种电源装置和发光元件驱动装置，特别涉及一种使用微处理器进行PWM控制的电源装置和发光元件驱动装置。
背景技术
在专利文献1中，公开了作为数字电路的微处理器算出控制指令值，基于表示该算出值的数字信号，脉冲振荡器生成规定的占空比的驱动信号的发光元件驱动装置。若数字信号是10比特（比特）的信号，则驱动信号的占空比基于该数字值0～1023而发生变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-331017号公报
发明内容
发明所要解决的问题
能够调整占空比的阶段依赖于数字信号的比特数。在想精细地调整占空比的情况下，必须增加数字信号的比特数。若增加数字信号的比特数，则增加来自微处理器的输出信号的线数。若在微型计算机内生成驱动信号，则能够减少微型计算机的输出信号的线数，但在想精细地调整占空比的情况下，必须提高微型计算机的动作时钟的频率。
因此，本发明的目的在于，提供一种不增加来自数字电路的输出信号的线数，通过简单的电路结构，能够以比现有更低的频率的动作时钟生成精细地调整了占空比的驱动信号的电源装置和发光元件驱动装置。
解决问题的技术手段
本发明是具备通过开关元件的开·关动作供给电力的转换器、以及通过数字运算算出控制指令值来控制所述转换器的数字电路的电源装置，其具备：检测所述转换器的输出电压的电压检测单元；将由所述电压检测单元检测出的电压值转换成数字值的转换电路；基于来自所述转换电路的数字值算出所述控制指令值的运算电路；输出基于所述运算电路所算出的所述控制指令值而决定的占空比的脉冲信号的脉冲信号产生电路；输出与基于赋予所述运算电路的动作时钟而生成的时钟信号同步的斜坡信号的斜坡信号产生电路；输入有所述脉冲信号的积分电路；以及基于所述斜坡信号与来自所述积分电路的输出电压的比较结果而生成使所述开关元件进行开·关动作的驱动信号的驱动信号生成电路。
本发明是具备通过开关元件的开·关动作供给电力的转换器、以及通过数字运算算出控制指令值来控制所述转换器的数字电路，并通过从所述转换器供给的电力来驱动发光元件的发光元件驱动装置，其具备：检测所述发光元件中流动的电流的电流检测单元；将由所述电流检测单元检测出的电压值转换成数字值的转换电路；基于来自所述转换电路的数字值而算出所述控制指令值的运算电路；输出基于所述运算电路所算出的所述控制指令值而决定的占空比的脉冲信号的脉冲信号产生电路；输出与基于赋予所述运算电路的动作时钟而生成的时钟信号同步的斜坡信号的斜坡信号产生电路；输入有所述脉冲信号的积分电路；以及基于所述斜坡信号与来自所述积分电路的输出电压的比较结果而生成使所述开关元件进行开·关动作的驱动信号的驱动信号生成电路。
发明的效果
根据本发明的电源装置，基于反映了转换器的输出电压的来自转换电路的数字值，运算电路每一定时间算出控制指令值。基于该控制指令值，脉冲信号产生电路决定脉冲信号的占空比，使来自积分电路的输出电压连续上升或减少，由此谋求转换电路的输出电压的稳定化。因此，自数字电路起，可以仅有至少单独的脉冲信号的输出线。
另外，驱动信号生成电路所生成的驱动信号的频率与斜坡信号相同，该斜坡信号的频率与时钟信号同步。因此，不仅时钟信号而且驱动信号的频率不是用于由运算电路算出控制指令值的处理时间，而可以考虑转换电路的规格来决定。另一方面，基于控制指令值决定占空比的脉冲信号的频率可以比斜坡信号的频率低，在想仔细地调整驱动信号的占空比的情况下，不需要特意地提高动作时钟的频率。
如此，不增加来自数字电路的输出线数，通过仅附加了积分电路的简单结构，能够以比现有更低的频率的动作时钟生成精细地调整了占空比的驱动信号。
根据本发明的发光元件驱动装置，基于反映了向发光元件的输出电流的来自转换电路的数字值，运算电路每一定时间算出控制指令值。基于该控制指令值，脉冲信号产生电路决定脉冲信号的占空比，使来自积分电路的输出电压连续上升或减少，由此谋求向发光元件的输出电流的稳定化。因此，自数字电路起，可以仅有至少单独的脉冲信号的输出线。
另外，驱动信号生成电路所生成的驱动信号的频率与斜坡信号相同，该斜坡信号的频率与时钟信号同步。因此，不仅时钟信号而且驱动信号的频率不是用于由运算电路算出控制指令值的处理时间，而可以考虑转换电路的规格来决定。另一方面，基于控制指令值决定占空比的脉冲信号的频率可以比斜坡信号的频率低，在想仔细地调整驱动信号的占空比的情况下，不需要特意地提高动作时钟的频率。
如此，不增加来自数字电路的输出线数，通过仅附加了积分电路的简单结构，能够以比现有更低的频率的动作时钟生成精细地调整了占空比的驱动信号。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的电源装置的电路图。
图2同上，是斜坡信号生成电路的电路图。
图3同上，是脉冲控制电路的电路图。
图4同上，是各部的时序图。
图5是本发明的第二实施方式所涉及的电源装置的电路图。
具体实施方式
参照附图，说明本发明所涉及的电源装置和发光元件驱动装置。
图1表示本发明所涉及的第一实施方式的电源装置。该实施方式的电源装置具有将输出电压Vout控制为一定的定电压输出电路块1的结构。定电压输出电路块1由成为控制对象的转换器2、形成对转换器2的电压反馈环的电压检测电路3、微处理器4、斜坡信号生成电路5和脉冲控制电路6构成。
转换器2将施加在输入端子+Vi、-Vi间的直流输入电压Vin转换成直流输出电压Vout而供给至输出端子+Vo、-Vo，在输出端子+Vo、-Vo间连接有未图示的负载。这里的转换器2为了转换成比输入电压Vin高的输出电压Vout而构成由扼流线圈L1、开关元件Q1、二极管D1、电容器C1形成的升压斩波电路。更具体而言，在输入端子+Vi、-Vi的两端间连接有扼流线圈L1与开关元件Q1的串联电路，在开关元件Q1的两端间连接有二极管D1与电容器C1的串联电路，在电容器C1的两端连接有输出端子+Vo、-Vo。开关元件Q1是N沟道的MOS型FET（场效应晶体管），也可以利用双极型晶体管等别的带有控制端子的半导体元件。
电压检测电路3检测来自转换器2的输出电压Vout，并在输出端子+Vo、-Vo间连接分压用的电阻R1、R2的串联电路而构成。在电阻R1、R2的连接点，生成对输出电压Vout进行分压后的电压值的模拟检测电压。
相当于数字电路的微处理器4通过数字运算算出用于使输出电压Vout稳定化的控制指令值，分别内置ADC11、基准电源12、CPU14、PWM单元15、动作时钟16、以及时钟生成电路17。
ADC11相当于将来自电压检测电路3的电压值（模拟检测电压）转换成数字值的模拟数字转换电路。另外，基准电源12生成在ADC11将模拟值转换成数字值时所使用的基准信号作为基准电压。
CPU（中央运算单元）14相当于基于ADC11所得到的数字信号算出数字的控制指令值的运算电路。另外，PWM（脉冲宽度控制）单元15相当于将基于CPU14所算出的控制指令值而决定的占空比的脉冲信号S3输出至微处理器4的外部的脉冲信号产生电路。
动作时钟16输出用于使CPU14以一定的周期进行动作的动作时钟信号。另外，时钟生成电路17设为将对来自动作时钟16的动作时钟信号分频后的时钟信号（同步时钟信号）S1输出至微处理器4的外部的分频器。在本实施方式中，在时钟生成电路17对来自动作时钟16的例如8MHz的动作时钟信号进行16分频，将500kHz的时钟信号S1送出至斜坡信号生成电路5。该时钟信号S1决定后述的驱动信号S5的频率。
微处理器4还内置对来自动作时钟16的动作时钟信号进行分频，并将比时钟信号S1低的频率的时钟信号输出至PWM单元15的别的时钟生成电路（未图示）。在本实施方式中，在别的时钟生成电路对来自动作信号16的例如8MHz的动作时钟信号进行256分频，并将31.25kHz的时钟信号送出至PWM单元15。由此，PWM单元15能够在占空比为0/256～255/256的范围，将频率为31.25kHz的脉冲信号S3输出至脉冲控制电路6。因此，CPU14也每动作时钟信号的256个时钟，决定新的控制指令值。
斜坡信号生成电路5基于从微处理器4输出的时钟信号S1，生成锯齿状的斜坡信号S2。从斜坡信号生成电路5，将与时钟信号S1相同频率的斜坡信号S2输出至脉冲控制电路6。
图2是表示斜坡信号生成电路5的电路例的图。在该图中，斜坡信号生成电路5由开关元件Q2，电容器C2、C3，二极管D2，以及电阻R4、R5、R6构成。具体而言，在时钟信号S1的输入端子21连接电容器C2的一端，在电容器C2的另一端连接二极管D2的负极和电阻R4的一端，在电阻R4的另一端连接电阻R5的一端和由NPN型晶体管构成的开关元件Q2的基极。另外，在来自未图示的内部电源的动作电压Vcc的线上连接电阻R6的一端，在电阻R6的另一端连接开关元件Q2的集电极和电容器C3的一端。于是，将二极管D2的正极、电阻R5的另一端、开关元件Q2的发射极和电容器C3的另一端共同地连接于接地线，在电阻R6与电容器C3的连接点，将开关元件Q2的集电极连接于斜坡信号S2的输出端子22，从而构成斜坡信号生成电路5。
再次回到图1，脉冲控制电路6按照与从斜坡信号生成电路5输出的斜坡信号S2相同的周期，将具有对应于来自微处理器4的脉冲信号S3的占空比的脉冲宽度的驱动信号S5送出至开关元件Q1的控制端子即栅极。
图3是表示脉冲控制电路6的电路例的图。在该图中，脉冲控制电路6由构成积分电路28的电容器C4和电阻R7、以及比较器CMP构成。具体而言，在斜坡信号S2的输入端子24连接比较器CMP的一个输入端子即反向输入端子，在脉冲信号S3的输入端子25连接积分电路28的输入端即电阻R7的一端，在积分电路28的输出端即电阻R7的另一端与电容器C4的一端的连接点，连接比较器CMP的另一个输入端子即非反向输入端子。于是，将电容器C4的另一端连接于接地线，将比较器CMP的输出端子连接于驱动信号S5的输出端子26，从而构成脉冲控制电路6。
接着，对上述结构说明其作用。在该说明中，参照图4所示的各部的时序图。在该图中，位于最上段的表示来自动作时钟16的动作时钟信号，以下分别表示时钟信号S1，斜坡信号S2，CPU14所生成的控制指令值，脉冲信号S3，前述图3所示的电容器C4的两端间电压S4，驱动信号S5。
当脉冲状的驱动信号S5从脉冲控制电路6赋予开关元件Q1的栅极时，开关元件Q1重复开·关动作。开关元件Q1导通时，由于输入电压Vin施加于扼流线圈L1，因此，二极管D1变为截止状态，平滑用的电容器C1的放电电压从输出端子+Vo、-Vo作为输出电压Vout供给至负载。开关元件Q1关断时，由于扼流线圈L1的反电动势重叠于输入电压Vin，因此，二极管D1变为导通状态，通过该二极管D1对电容器C1充电，并且比输入电压Vin高的输出电压Vout从输出端子+Vo、-Vo供给至负载。
来自转换器2的输出电压Vout受电压检测电路3监视。电压检测电路3将通过电阻R1、R2对输出电压Vout进行分压而得到的模拟检测电压送出至微处理器4的ADC11。在ADC11中，利用来自基准电源12的基准电压，将前述模拟检测电压转换成数字值，并将其送出至CPU14。
CPU14基于电压检测电路3和ADC11所得到的检测电压的值，算出控制指令值。在这种情况下，若输出电压Vout变高，则控制指令值变低，相反若输出电压Vout变低，则控制指令值变高。PWM单元15生成基于CPU14所算出的控制指令值而决定的占空比的脉冲信号S3。在这种情况下，若控制指令值变大，则脉冲信号S3的占空比变大，相反，若控制指令值变小，则脉冲信号S3的占空比变小。
PWM单元15被赋予对来自动作时钟16的动作时钟信号进行256分频后的约30kHz的时钟信号，生成与该时钟信号相同频率的脉冲信号S3。因此，CPU14在每个与脉冲信号S3相同的频率，决定新的控制指令值。在图4所示的例子中，与脉冲信号S3的频率匹配，CPU14依次算出“10”、“50”、“128”、“40”、“30”的各控制指令值，通过PWM单元15生成对应于该控制指令值的占空比的脉冲信号S3，从微处理器4送出至脉冲控制电路6。
微处理器4除了前述脉冲信号S3外，还将来自时钟生成电路17的时钟信号S1送出至斜坡信号生成电路5。斜坡信号生成电路5基于来自微处理器4的时钟信号S1，通过图2所示的电容器C3的充放电动作，生成斜坡信号S2。更具体而言，输入端子21的时钟信号S1通过电容器C2而波形被整形为触发状，通过电阻R4、R5分压后，赋予开关元件Q2的基极。该触发信号的电压电平上升时，通过使开关元件Q2的发射极·集电极间导通，电容器C3放电，而触发信号的电压电平降低时，通过使开关元件Q2的发射极·集电极间截止，动作电压Vcc通过电阻R6赋予电容器C3，对电容器C3充电。也就是说，电容器C3的放电与时钟信号S1的上升沿同步进行，其后，电容器C3的充电开始。因此，斜坡信号S2成为与来自微处理器4的时钟信号S1同步的信号。另外，通过改变时钟信号S1的频率，可以改变斜坡信号S2的频率。
前述的来自PWM单元15的脉冲信号S3输入至脉冲控制电路6的积分电路28。成为积分电路28的输出电压的电容器C4的两端间电压S4基于脉冲信号S3的占空比而上升或下降。在这种情况下，如图4所示，电压S4依赖于构成积分电路28的电阻R7和电容器C4的时间常数，若脉冲信号S3为H（高）电平则上升，若脉冲信号S3为L（低）电平则下降，在固定的脉冲信号S3的一个周期之间经常变动。另外，脉冲信号S3的占空比越大，电压S4持续上升的时间越长，其后的电压S4持续下降的时间越短。这里，由于需要用于使积分电路28的电容器C4充放电的能量，因此，连接于输入端子25的上拉电路或下拉电路等内置于PWM单元15。另外，电容器C4的充放电时间由CPU14所算出的控制指令值决定，但其可变阶跃（step）最大也需要比时钟信号的周期时间短。
来自斜坡信号生成电路5的斜坡信号S2输入至脉冲控制电路6的比较器CMP的反向输入端子，积分电路28的输出电压即电容器C4的两端电压S4输入至比较器CMP的非反向输入端子。比较器CMP将基于斜坡信号S2的电压值与电容器C4的两端间电压S4的比较结果的占空比的脉冲驱动信号S5送出至开关元件Q1的栅极。由此，开关元件Q1进行开·关动作，以使来自转换器2的输出电压Vout成为一定值。
为了通过上述一连串的动作使来自转换器2的输出电压Vout成为一定值，可以以在来自电压检测电路3的电压值降低时数字值上升的方式构成ADC11，以在来自ADC11的数字值上升时控制指令值上升的方式构成CPU14。代替此，也可以以在来自电压检测电路3的电压值降低时数字值降低的方式构成ADC11，以在来自ADC11的数字值降低时控制指令值上升的方式构成CPU14。
前述驱动信号S5的频率与斜坡信号S2的频率相同，该驱动信号S5的脉冲宽度受电容器C4的两端间电压S4调整。在图3所示的电路中，与斜坡信号S2的电压电平相比较，电容器C4的两端间电压S4上升时，生成导通占空长的驱动信号。因此，随着电容器C4的两端间电压S4变高，使开关元件2导通的驱动信号S5的脉冲宽度也变宽。输入至积分电路28的脉冲信号S3的频率也可以比斜坡信号S2的频率低。
在本实施方式中，由于微处理器4以8比特控制，因此，脉冲信号S3的脉冲宽度在（0～255）×动作时钟信号的周期（125nS）的范围变化。由于脉冲信号S3基于来自动作时钟16的动作时钟信号（8MHz）而生成，因此其脉冲宽度以125nS单位阶段性地发生变化。通过脉冲信号S3的脉冲宽度变化，使电容器C4的两端间电压S4不断地上升或减少，该电压S4和斜坡信号S2分别输入至比较器CMP。因此，从比较器CMP输出的驱动信号S5伴随着电容器C4的两端间电压S4的上升或减少，可以在每1个脉冲使其脉冲宽度不断地变化。
另外，驱动信号S5的频率（500kHz）考虑扼流线圈L1的尺寸和开关元件Q1的开关损耗两方面来决定。其理由是，若降低频率则扼流线圈L1的尺寸变大，若提高频率则开关元件Q1的开关损耗增加。时钟生成电路17为了确保用于由CPU14算出控制指令值的处理时间，可以不对动作时钟信号进行16分频，而是基于转换器2的规格来决定时钟信号S1的频率。
在本实施方式中，即使动作时钟信号的频率例如是500kHz，通过在动作时钟16兼备时钟生成电路17的功能，也可以实现使驱动信号S5的频率维持为500kHz的电路。在这种情况下，脉冲信号S3的频率为500/256=1.95kHz。另外，CPU14只要能够对动作时钟信号每256个时钟算出新的控制指令值即可，不依赖于动作时钟信号的频率。
如以上那样，本实施方式的电源装置具备通过开关元件Q1的开·关动作将电力供给至负载的转换器2、以及作为通过数字运算算出控制指令值并将来自转换器2的输出电压Vout控制为规定值的数字电路的微处理器4。另外，具备作为检测转换器2的输出电压Vout的电压检测单元的电压检测电路3，微处理器4具备作为将由电压检测电路3检测出的电压值的模拟检测电压转换成数字值的转换电路的ADC11，作为基于来自ADC11的数字值而算出前述控制指令值的运算电路的CPU14，以及输出基于CPU14所算出的控制指令值而决定的占空比的脉冲信号S3的脉冲信号产生电路的PWM单元15。此外，在微处理器4的外部，具备：与基于赋予CPU14的动作时钟信号而生成的时钟信号S1同步地输出锯齿状的斜坡信号S2的斜坡信号产生电路5，输入有脉冲信号S3的积分电路28，以及作为基于斜坡信号S2与来自积分电路28的输出电压即电容器C4的两端间电压S4的比较结果而生成用于使开关元件Q1进行开·关动作的驱动信号S5的驱动信号生成电路的比较器CMP。
在这种情况下，基于反映了转换器2的输出电压Vout的来自ADC11的数字值，CPU14每一定时间算出控制指令值。基于该控制指令值，PWM单元15决定脉冲信号S3的占空比，使来自积分电路28的输出电压即电容器C4的两端间电压S4连续上升或减少，由此谋求转换器2的输出电压Vout的稳定化。因此，从微处理器4向积分电路28，可以仅有至少单独的脉冲信号S3的输出线。
另外，比较器CMP所生成的驱动信号S5的频率与斜坡信号S2相同，该斜坡信号S2的频率与时钟信号S1同步。因此，不仅时钟信号S1而且驱动信号S5的频率不是用于由CPU14算出控制指令值的处理时间，而可以考虑转换器2的规格来决定。另一方面，基于控制指令值而决定占空比的脉冲信号S3的频率可以比斜坡信号S2的频率低，在想仔细地调整驱动信号S5的占空比的情况下，不需要特意地提高动作时钟的频率。
如此，不增加从微处理器4出来的输出线数，通过仅附加了积分电路28的简单结构，能够以比现有更低的频率的动作时钟生成施加了精细的控制的驱动信号S5。
接着，一边参照图5，一边说明本发明所涉及的第二实施方式。本实施方式适用于连接于输出端子+Vo、-Vo间的负载特别是一至多个发光元件30的发光元件驱动装置。该发光元件驱动装置具有将发光元件30中流动的输出电流Iout控制为一定的定电流输出电路块100的结构。定电流输出电路块100由成为控制对象的转换器2、形成相对于转换器2的电流反馈环的电流检测电路31、微处理器4、斜坡信号生成电路5和脉冲控制电路6构成，除电流检测电路13以外的各部的结构与第一实施方式的定电压输出电路块1完全相同。
电流检测电路31检测前述输出电流Iout，在转换器2与发光元件30之间的输出线间插入连接作为电流检测器的电阻R3而构成。在电阻R1的两端间，生成与输出电流Iout成比例的电流值的模拟检测电流。电流检测器不限于电阻R3，也可以用使用了损失更少的霍尔元件等的电流传感器等。
作为发光元件驱动装置的动作，仅是负载特定于发光元件30，且模拟检测电压置换成模拟检测电流，其它与第一实施方式所表示的电源装置相同。因此，这里不进行再次说明。
本实施方式的发光元件驱动装置，具备通过开关元件Q1的开·关动作供给电力的转换器2、以及作为通过数字运算算出控制指令值并将来自转换器2的输出电压Vout控制为规定值的数字电路的微处理器4，并具有通过从转换器2供给的电力来驱动发光元件30的结构。另外，具备作为检测向发光元件30的输出电流Iout的电流检测单元的电流检测电路31，微处理器4具备作为将由电流检测电路31检测出的电压值的模拟检测电流转换成数字值的转换电路的ADC11，作为基于来自ADC11的数字值而算出前述控制指令值的运算电路的CPU14，以及作为输出基于CPU14所算出的控制指令值而决定的占空比的脉冲信号S3的脉冲信号产生电路的PWM单元15。此外，在微处理器4的外部，具备：与基于赋予CPU14的动作时钟信号而生成的时钟信号S1同步地输出锯齿状的斜坡信号S2的斜坡信号产生电路5；输入有脉冲信号S3的积分电路28；以及作为基于斜坡信号S2与来自积分电路28的输出电压即电容器C4的两端间电压S4的比较结果而生成用于使开关元件Q1进行开·关动作的驱动信号S5的驱动信号生成电路的比较器CMP。
在这种情况下，基于反映了向发光元件30的输出电流Iout的来自ADC11的数字值，CPU14每一定时间算出控制指令值。基于该控制指令值，PWM单元15决定脉冲信号S3的占空比，使来自积分电路28的输出电压即电容器C4的两端间电压S4连续上升或减少，由此谋求向发光元件30的输出电流Iout的稳定化。因此，从微处理器4向积分电路28，可以仅有至少单独的脉冲信号S3的输出线。
另外，比较器CMP所生成的驱动信号S5的频率与斜坡信号S2相同，该斜坡信号S2的频率与时钟信号S1同步。因此，不仅时钟信号S1而且驱动信号S5的频率不是用于由CPU14算出控制指令值的处理时间，而可以考虑转换器2的规格来决定。另一方面，基于控制指令值决定占空比的脉冲信号S3的频率可以比斜坡信号S2的频率低，在想仔细地调整驱动信号S5的占空比的情况下，不需要特意地提高动作时钟的频率。
如此，不增加从微处理器4出来的输出线数，通过仅附加了积分电路28的简单结构，能够以比现有更低的频率的动作时钟生成精细地调整了占空比的驱动信号S5。
以上，说明了本发明的实施方式，但这是用于说明本发明的例子，不是旨在将本发明的范围限定为该实施方式。不言而喻，在不偏离本发明的主旨的范围内能够添加各种变更。例如，转换器2不限于图示的升压斩波电路，能够适用具备一至多个开关元件的所有的电路结构的转换器。另外，为了最终使输出电压Vout或输出电流Iout稳定化，也可以将各部的信号电平或逻辑结构变更为上述各实施方式所表示的结构。
符号的说明：
2转换器
3电压检测电路（电压检测单元）
4微处理器（数字电路）
5斜坡信号产生电路
11ADC（转换电路）
14CPU（运算电路）
15PWM单元（脉冲信号产生电路）
28积分电路
31电流检测电路（电流检测单元）
CMP比较器（驱动信号生成电路）
Q1开关元件

Claims (2)

1.一种电源装置，其特征在于，
是具备通过开关元件的开·关动作供给电力的转换器、以及通过数字运算算出控制指令值来控制所述转换器的数字电路的电源装置，
所述电源装置具备：
电压检测单元，检测所述转换器的输出电压；
转换电路，将由所述电压检测单元检测出的电压值转换成数字值；
运算电路，基于来自所述转换电路的数字值算出所述控制指令值；
脉冲信号产生电路，输出基于所述运算电路所算出的所述控制指令值而决定的占空比的脉冲信号；
斜坡信号产生电路，输出与基于赋予所述运算电路的动作时钟而生成的时钟信号同步的斜坡信号；
积分电路，输入有所述脉冲信号；以及
驱动信号生成电路，基于所述斜坡信号与来自所述积分电路的输出电压的比较结果，生成使所述开关元件进行开·关动作的驱动信号。
2.一种发光元件驱动装置，其特征在于，
是具备通过开关元件的开·关动作供给电力的转换器、以及通过数字运算算出控制指令值来控制所述转换器的数字电路，并通过从所述转换器供给的电力来驱动发光元件的发光元件驱动装置，
所述发光元件驱动装置具备：
电流检测单元，检测所述发光元件中流动的电流；
转换电路，将由所述电流检测单元检测出的电流值转换成数字值；
运算电路，基于来自所述转换电路的数字值而算出所述控制指令值；
脉冲信号产生电路，输出基于所述运算电路所算出的所述控制指令值而决定的占空比的脉冲信号；
斜坡信号产生电路，输出与基于赋予所述运算电路的动作时钟而生成的时钟信号同步的斜坡信号；
积分电路，输入有所述脉冲信号；以及
驱动信号生成电路，基于所述斜坡信号与来自所述积分电路的输出电压的比较结果，生成使所述开关元件进行开·关动作的驱动信号。
CN201210359407.4A 2011-09-22 2012-09-24 电源装置和发光元件驱动装置 Active CN103023311B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011207211A JP5366029B2 (ja) 2011-09-22 2011-09-22 電源装置及び発光素子駆動装置
JP2011-207211 2011-09-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103023311A true CN103023311A (zh) 2013-04-03
CN103023311B CN103023311B (zh) 2016-04-13

Family

ID=47910548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210359407.4A Active CN103023311B (zh) 2011-09-22 2012-09-24 电源装置和发光元件驱动装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8686657B2 (zh)
JP (1) JP5366029B2 (zh)
CN (1) CN103023311B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104333955A (zh) * 2014-11-11 2015-02-04 电子科技大学 一种数字控制的led驱动电路
CN106374925A (zh) * 2015-07-20 2017-02-01 英飞凌科技股份有限公司 供测量数据采集之用的方法和装置
CN107027224A (zh) * 2017-06-09 2017-08-08 厦门奇力微电子有限公司 一种led调光电路和led驱动电路

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8686656B2 (en) * 2011-09-22 2014-04-01 Tdk Corporation Power supply device and light-emitting element drive device
KR102576765B1 (ko) * 2016-11-28 2023-09-11 에스케이하이닉스 주식회사 내부전압생성회로
JP6932347B2 (ja) 2017-05-31 2021-09-08 株式会社リコー 駆動回路及び発光装置
TWI826135B (zh) * 2022-11-22 2023-12-11 宏碁股份有限公司 高轉換效率之升壓轉換器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090102446A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Hitachi Computer Peripherals, Co., Ltd. Digital Controlled Power Supply
US20100181977A1 (en) * 2007-07-27 2010-07-22 Shohtaroh Sohma Switching regulator and method for controlling operation thereof
CN102027662A (zh) * 2008-05-13 2011-04-20 株式会社理光 电流型控制开关稳压器及其操作控制方法
CN102163948A (zh) * 2010-02-23 2011-08-24 上海奉天电子有限公司 闭环控制电机驱动电路

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09331017A (ja) * 1996-06-07 1997-12-22 Sony Corp 過電流保護装置
CN101133553B (zh) * 2005-09-13 2011-06-22 丰田自动车株式会社 Pwm信号发生电路
US7902771B2 (en) * 2006-11-21 2011-03-08 Exclara, Inc. Time division modulation with average current regulation for independent control of arrays of light emitting diodes
JP5211523B2 (ja) * 2007-03-27 2013-06-12 富士通セミコンダクター株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ、電源供給方法および電源供給システム
JP4885031B2 (ja) * 2007-03-30 2012-02-29 Ｔｄｋラムダ株式会社 電源装置
US8030910B2 (en) * 2008-01-04 2011-10-04 Synopsys, Inc. DC-DC converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100181977A1 (en) * 2007-07-27 2010-07-22 Shohtaroh Sohma Switching regulator and method for controlling operation thereof
US20090102446A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Hitachi Computer Peripherals, Co., Ltd. Digital Controlled Power Supply
CN102027662A (zh) * 2008-05-13 2011-04-20 株式会社理光 电流型控制开关稳压器及其操作控制方法
CN102163948A (zh) * 2010-02-23 2011-08-24 上海奉天电子有限公司 闭环控制电机驱动电路

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104333955A (zh) * 2014-11-11 2015-02-04 电子科技大学 一种数字控制的led驱动电路
CN106374925A (zh) * 2015-07-20 2017-02-01 英飞凌科技股份有限公司 供测量数据采集之用的方法和装置
US10575071B2 (en) 2015-07-20 2020-02-25 Infineon Technologies Ag Method and apparatus for use in measurement data acquisition
CN107027224A (zh) * 2017-06-09 2017-08-08 厦门奇力微电子有限公司 一种led调光电路和led驱动电路

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013070509A (ja) 2013-04-18
US8686657B2 (en) 2014-04-01
US20130076259A1 (en) 2013-03-28
JP5366029B2 (ja) 2013-12-11
CN103023311B (zh) 2016-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103023311B (zh) 电源装置和发光元件驱动装置
JP4638856B2 (ja) コンパレータ方式ｄｃ−ｄｃコンバータ
CN105305818B (zh) 用于开关电源电流采样的系统和方法
CN102460927B (zh) 开关调节器以及其操作控制方法
TWI404309B (zh) 切換式升降壓轉換器控制電路及方法
JP5195182B2 (ja) 電流モード制御型スイッチングレギュレータ
JP4926625B2 (ja) スイッチングレギュレータ及びそのスイッチングレギュレータを有する半導体装置
CN103066954B (zh) 斜坡信号生成电路和斜坡信号调整电路
KR100702932B1 (ko) Ｄｃ－ｄｃ 변환 방법 및 ｄｃ－ｄｃ 변환 장치
TWI463778B (zh) 電流模式直流轉換器及其直流轉換方法
TWI462452B (zh) 多輸出電源裝置
CN101682256B (zh) 电流模式控制型切换调节器
TWI396956B (zh) 平均電流調節器及其驅動電路與平均電流調節方法
JP2008131747A (ja) 昇降圧型スイッチングレギュレータ及びその動作制御方法
TWI435519B (zh) 電源轉換器與其控制方法
TW201442404A (zh) 電源轉換電路的控制電路及相關的控制方法
US8928297B2 (en) Ćuk based current source
JP5727189B2 (ja) 同期整流型電源回路
JP2013247574A (ja) Ｐｗｍ信号生成回路および半導体装置
JP7185609B2 (ja) 矩形波信号生成回路、及びスイッチング電源
CN102629826A (zh) 开关调节器控制电路以及开关调节器
CN103023309B (zh) 电源装置和发光元件驱动装置
JP2014128110A (ja) スイッチング電源装置
TWI513153B (zh) 直流轉直流控制器及其控制方法
JP5246251B2 (ja) 昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant