CN103325345A - 发光元件驱动装置、发光元件驱动方法和显示设备 - Google Patents

Abstract

一种发光元件驱动装置，包括：发光部分，具有发光元件；输出电容，能够存储向所述发光部分提供的电力；以及驱动器，连接在所述发光部分和参考电位之间，并且包括开关部分和与所述开关部分串联连接的恒流源部分，其中通过根据负载电流的幅度的脉冲状点亮信号来控制所述开关部分的导通状态；以及电源控制器，作为向所述发光部分提供驱动电力的电源，并且包括调整向所述输出电容提供的输出电流的功能。所述电源控制器基于作为所述发光部分的所需峰值功率的负载电流信息来改变来自该电源控制器的用于所述发光部分的输出电流的提供量。

Description

发光元件驱动装置、发光元件驱动方法和显示设备

技术领域

本技术涉及诸如发光二极管（LED）的、使用依赖于流动的电流的亮度来发光的发光元件的驱动装置、发光元件驱动方法和显示设备，该显示设备使用该驱动装置和驱动方法，并且具有例如不发光的透射型显示部分。

背景技术

对于液晶板的背光，发光二极管（LED）被用作光源以替换使用荧光管的冷阴极荧光灯（CCFL）型。

具体地说，一种单独地使用红色LED、绿色LED和蓝色LED的各个基色并且光学地执行合成相加颜色混和以获得白色的方法被用于电视机使用，因为它容易提供颜色的有益平衡。近些年来，对白色LED的颜色还原（rendition）的改善已经取得进步，并且其正在频繁地用于电视机使用。

LED具有下述特性：亮度一般根据电流改变，并且正向电压根据个体差别和温度的变化来变化。

因此，当LED被用作液晶板（例如，液晶显示器（LCD））的背光时，要求其驱动装置具有恒定的电流特性以获得特定均匀的亮度。

下面的驱动装置是已知的。具体地说，该驱动装置使用脉冲宽度调制（PWM）控制系统，其中，在特定的定时导通/关断向LED流动的电流，并且基于其通/断时间段的比率来调整亮度，以便在宽动态范围中稳定地调整亮度。

作为实现该系统的方法之一，使用下述方法：其中，向LED串联地插入开关元件，并且在特定设置定时导通/关断该开关元件（参考例如日本专利公开No.2001-272938）。

也已知一种系统，其中通过点亮信号来导通/关断与LED串联的开关元件，并且，执行在诸如升压斩波器类型的开关电源部分中的开关晶体管的PWM受控。

在LCD监控器中，通常执行像在图1中所示的控制，以便抑制因为在图像切换时的液晶的低响应速度而出现的图像滞后（串扰）的影响。

具体地说，在LCD监控器中，与图像切换相关联地控制背光的通/断定时，由此保持显示清晰的图像。

该控制中的背光的通/断定时如下。在串扰时间段中，关断背光作为黑色插入。仅在难以出现串扰的时间段中，导通背光以显示图像。

然而，在该情况下，存在整个背光的亮度降低的副作用。为了防止这一情况，对驱动电流量执行激增（峰值电流量增大），以保持图像的亮度。

发明内容

然而，如果激增的量太大，则在向背光提供电力的电源上施加大的负担。为了防止这一点，需要设置能够承受高功率的电源。

这提高了电源的大小和成本。因此，当前由于激增而导致的电流量保持在大约原始电流量的两倍。

如果激增的量太大，则从电源提供的电力变为脉冲方式，并且因此流向电源中包括的线圈和变压器的电流变得急剧，也引起声音（噪声）的出现。

通常，诸如变压器和扼流线圈的磁零件和在电源中使用的电容器在原理上具有在所施加的电流/电压的频率出现振动的属性。

需要本技术来提供发光元件驱动电路、发光元件驱动方法和显示设备，它们允许向背光提供的峰值电流量的平均、对所述电源的大小和成本的增大的抑制、和对产生噪声的抑制，并且能够保证图像的亮度和具有低串扰的清晰监控器显示。

根据本技术的一个实施例，提供了一种发光元件驱动装置，包括：发光部分，其被配置为包括发光元件，所述发光元件发射具有依赖于流动的电流的亮度的光；输出电容，其被配置为能够存储向所述发光部分提供的电力；以及驱动器，其被配置为连接在所述发光部分的另一端和参考电位之间，并且包括开关（switch）部分和与所述开关部分串联连接的恒流源部分，其中，通过根据负载电流的幅度的脉冲状点亮信号来控制所述开关部分的导通状态。所述驱动器与所述点亮信号相关联地执行所述发光部分的脉冲驱动。所述发光元件驱动装置进一步包括电源控制器，所述电源控制器被配置作为向所述发光部分的一端提供驱动电力的电源，并且包括通过根据在所述发光部分的另一端和所述参考电位之间的一个连接节点的连接节点电压的信号来调整向所述输出电容提供的输出电流的功能。所述电源控制器基于负载电流信息来改变来自所述电源控制器的、用于所述发光部分的输出电流的提供量，所述负载电流信息是所述发光部分以预定周期在所述发光部分的脉冲驱动中的所需峰值功率。

根据本技术的另一个实施例，提供了一种在发光元件驱动装置中执行的发光元件驱动方法，所述发光元件驱动装置包括：发光部分，其具有发光元件，所述发光元件发射具有依赖于流动的电流的亮度的光；输出电容，其能够存储向所述发光部分提供的电力；以及驱动器，其连接在所述发光部分的另一端和参考电位之间，并且包括开关部分和与所述开关部分串联连接的恒流源部分，其中通过根据负载电流的幅度的脉冲状点亮信号来控制所述开关部分的导通状态。所述驱动器与所述点亮信号相关联地执行所述发光部分的脉冲驱动。所述发光元件驱动装置进一步包括电源控制器，所述电源控制器作为向所述发光部分的一端提供驱动电力的电源，并且包括通过根据在所述发光部分的另一端和所述参考电位之间的一个连接节点的连接节点电压来调整向所述输出电容提供的输出电流的功能。所述方法包括：基于负载电流信息来改变来自所述电源控制器的、用于所述发光部分的输出电流的提供量，所述负载电流信息是在所述发光元件驱动装置中、所述发光部分以预定周期在所述发光部分的脉冲驱动中的所需峰值功率。

根据本技术的另一个实施例，提供了一种显示设备，包括：显示部分；照明单元，其被配置为具有发光部分，所述发光部分包括发光元件，所述发光元件发射具有依赖于流动的电流的亮度的光，并且所述照明单元使用发射的光来照射所述显示部分；以及发光元件驱动装置，其被配置为驱动在所述发光部分中的所述发光元件。所述发光元件驱动装置包括：发光部分，其具有发光元件，所述发光元件发射具有依赖于流动的电流的亮度的光；输出电容，其能够存储向所述发光部分提供的电力；以及驱动器，其连接在所述发光部分的另一端和参考电位之间，并且包括开关部分和与所述开关部分串联连接的恒流源部分，其中，通过根据负载电流的幅度的脉冲状点亮信号来控制所述开关部分的导通状态。所述驱动器与所述点亮信号相关联地执行所述发光部分的脉冲驱动。所述发光元件驱动装置进一步包括电源控制器，所述电源控制器作为向所述发光部分的一端提供驱动电力的电源，并且包括通过根据在所述发光部分的另一端和所述参考电位之间的一个连接节点的连接节点电压的信号来调整向所述输出电容提供的输出电流的功能。所述电源控制器基于负载电流信息来改变来自所述电源控制器的、用于所述发光部分的输出电流的提供量，所述负载电流信息是所述发光部分以预定周期在所述发光部分的脉冲驱动中的所需峰值功率。

根据本技术的实施例，可以平均向背光提供的峰值电流的量，并且可以抑制电源的大小和成本的增加。可以抑制噪声的产生，并且能够保证图像的亮度和具有低串扰的清晰监控器显示。

附图说明

图1是说明一般的LCD监控器中的背光的导通/关断的定时控制的图；

图2是示出根据本技术的第一实施例的发光元件（LED）驱动装置的基本配置示例的框图；

图3是说明一种方法的图，在该方法中，来自LED电源控制器的电流继续被提供到输出电容器，以当负载在截止状态中时也将其以一定间隔充电，并且其后，迅速地将输出电容器放电。

图4是说明在图3的方法中出现输出变化的图；

图5是说明一种方法的图，在该方法中，在负载电流的切换（switching）前的阶段（在负载的切换之前的关断时间段），基于下一个负载电流的幅度的信息来改变所提供的电流量。

图6A至图6C是示出当使用图5的方法时负载电流的改变的形式的图；

图7是示出根据本技术的第二实施例的发光元件（LED）驱动装置的配置示例的框图；

图8是示出根据本技术的第三实施例的发光元件（LED）驱动装置的配置示例的框图；

图9是示出根据本技术的第四实施例的液晶显示设备的配置示例的框图；以及

图10是透射型LCD板的配置示例的图。

具体实施方式

下面与附图相关联地描述本技术的实施例。

将以下面的顺序来进行描述。

1．第一实施例（发光元件（LED）驱动装置的第一配置示例）

2．第二实施例（发光元件（LED）驱动装置的第二配置示例）

3．第三实施例（发光元件（LED）驱动装置的第三配置示例）

4．第四实施例（显示设备的配置示例）

<1.第一实施例>

图2是示出根据第一实施例的发光元件（LED）驱动装置的基本配置示例的框图。

在本实施例中，将LED用作发光元件，该发光元件是驱动目标，并且是其亮度根据流动的电流而改变的光电元件。

根据第一实施例的LED驱动装置10具有LED电源控制器20、作为负载的发光部分30和LED驱动器40。

发光部分30被应用到例如LCD板的背光。

LED电源控制器20包括：例如升压类型的开关电源部分21，其包括作为用于电力存储的电容器的输出电容器C21，以及控制部分（DC-DC转换器）22。

虽然在附图中未示出，开关电源部分21除了输出电容器C21之外还包括例如用于电流检测的电阻元件、恒压源、电感器、二极管、开关晶体管。

在具有这样的配置的开关电源部分21中，通过控制部分22的PWM受控脉冲信号来通/断控制开关晶体管。由此，开关电源部分21将恒压源的电压VDD升高，并且将其提供到作为负载的发光部分30的一端部分。

本实施例的LED电源控制器20被提供有负载信息，该负载信息用于允许控制部分22执行作为负载的发光部分30的点亮控制，并且LED电源控制器20以下面的方式控制由开关电源部分21作出的输出驱动电流Iout。

在诸如在LCD电视（LCDTV）等中使用的背光的发光部分30的脉冲驱动中，LED电源控制器20基于关于发光部分30的所需峰值电流（功率、负载电流）的信息来前馈（feed forward）来自开关电源部分21的发光部分30的提供量。

在LED电源控制器20中，使用控制系统，其中，总是相对于例如图像切换周期（垂直（V）周期）来提供平均电流，以由此散布来自LED电源控制器20的所提供的电力，并且允许峰值电流量的抑制。

由于该特征，所以允许电源的成本降低和电感器/变压器部分等的声音的抑制。另外，因为促进了LCDTV等的脉冲驱动，所以使能能够保证图像的亮度和具有低串扰的清晰的监控器显示。

发光部分30具有通过串联连接多个LED31-1至31-n而获得的LED阵列。

在串联连接的多个LED31-1至31-n中，一端上的LED31-1的阳极连接到开关电源部分21的电压输出，并且另一端上的LED31-n的阴极连接到LED驱动器40。

LED31-n的阴极和LED驱动器40之间的连接节点ND11连接到LED电源控制器20，以建立反馈路由。

连接节点ND11的电压Vs基本是通过下述方式获得的电压：从开关电源部分21的电源电压Vout减去发光部分30的所有LED31-1至31-n的正向电压Vf的和∑Vf（=VF）。

发光部分30不限于由多个LED形成的配置，其可以由单个LED形成。

LED驱动器40包括开关部分41和恒流源部分42。

开关部分41的一个端子a连接到发光部分30的LED31-n的阴极。

开关部分41的另一个端子b连接到恒流源部分42，并且恒流源部分42连接到参考电位VSS。

开关部分41在PMW受控的脉冲状LED点亮信号LO活动的时间段期间被保持在接通状态，即，保持在高电平。此时，电流Idim流过被提供有开关电源部分21的电源电压Vout的发光部分30，并且点亮相应的LED31-1至31-n。

开关部分41在LED点亮信号LO不活动的时间段期间被保持在关断状态，即，保持在低电平。此时，电流Idim不流过被提供有开关电源部分21的电源电压Vout的发光部分30，并且关断相应的LED31-1至31-n。

下面将与图2至图6C相关联地进行关于本实施例的LED电源控制器20中的输出驱动电流Iout的控制的更详细的说明。

在图2中，使用LED31-1至31-n来用于作为例如LCD的背光的发光部分30。图2示出LED驱动器40和LED电源控制器20，LED驱动器40使得流过LED31（-1至n）的电流作为脉冲状负载，LED电源控制器20向LED31提供电流。

图3是说明一种方法的图，在该方法中，来自LED电源控制器的电流继续被提供到输出电容，以当负载在关断状态中时也以一定间隔来将输出电容充电，并且其后，将输出电容迅速地放电。

图4是说明在图3的方法中出现输出变化的图。

图5是说明一种方法的图，在该方法中，在负载电流的切换前的阶段（在负载的切换之前的关断时间段），基于关于下一个负载电流的幅度的信息来改变所提供的电流数量。

图6A至图6C是示出当使用图5的方法时负载电流的改变形式的图。图6A示出其中每个V周期的有效负荷（duty）改变的情况。图6B示出其中每个V周期的峰值电流改变的情况。图6C示出其中PWM（高频）调光器的有效负荷在每个V周期的点亮时间段中改变的情况。

如上所述，LED驱动器40与PWM脉冲的有效负荷相关联地导通/关断开关部分，并且电流Idim以脉冲的方式流过LED31-1至31-n。

在正常情况下，应当作为驱动电流Iout从LED电源控制器20提供与Idim相同的脉冲电流。

然而，如图3中所示，来自LED电源控制器20的电流继续被提供到输出电容，以当负载在关断状态中时以一定间隔来将输出电容充电，并且其后，将输出电容迅速地放电。

在该操作中，与脉冲状电流Idim相反，作为驱动电流Iout提供恒流，使得每个V周期的平均电流可以相等。这提供了稳定的操作，并且可以抑制驱动电流Iout的峰值电流。

然而，如果在这个状态中在负载的电力上出现改变，则如图4中所示出现输出变化。归因于电流脉冲的长周期的反馈的延迟增大了在输出电压Vout上的变化，并且因此，影响负载电流。

作为相对于此的措施，在本实施例中，如图5中所示，在负载电流的切换之前的阶段（在负载的切换之前的关断时间段），基于关于下一个负载电流的幅度的信息来改变作为所提供的电流的数量的Iout。

因为该特征，仅与输出电容器的充电/放电相关联的纹波电压的改变作为电压Vout的变化而出现。因此，负载电流也变为恒定，并且获得稳定的操作。

存在关于负载电流的改变的各种情况。图6A至图6C示出其示例。

通过对于图6A至图6C的所有情况改变和平均与负载电流的改变相关联的驱动电流Iout来使能稳定的操作。

例如，电流Iout被平均，使得在下述情况下处于步进的方式：如图6A中所示的有效负荷逐渐地变高的情况，如图6B中所示的峰值电流逐渐地变大的情况，如图6C中所示的PWM调光器的有效负荷逐渐地变高的情况。

如上所述，可以根据本第一实施例来实现下面的有益效果。

在现有技术中，如果电源激增（surge）的量太大，则在向背光提供电力的电源上施加了大负担。

相反，在本实施例的LED驱动装置10中，向诸如背光的发光部分30提供的峰值电流的数量被平均以变得更小。这可以实现在电源的成本和面积上的减小。

通常，因为从电源提供的电力变为脉冲方式，所以向电源中包括的线圈和变压器流动的电流变得急剧（steep），这也引起了声音的出现。然而，本系统防止电流急剧地改变，因此提供了作为相对于噪声（声音）的措施的效果。

作为用于实现该配置的配置示例的前馈控制可以对于负载响应立即反应，并且因此可以使能诸如背光的发光部分30的稳定点亮。

考虑到图像，使能具有低串扰的、明亮清晰的监控器显示，因为可以容易地实现至今难以实现的具有大电流激增（surge）的LCD的脉冲驱动。

如上，为了实现本技术的实施例，使用LED电源控制器，该LED电源控制器基于关于负载电流的幅度的信息来预先改变要提供的输出电流Iout。作为其具体示例，可以例示包括作为前馈功能的内置乘法器的DC-DC转换器。

该乘法器用作根据负载电流信息改变误差电压的前馈部分（电压变换器）。

<2.第二实施例>

图7是示出根据第二实施例的发光元件（LED）驱动装置的配置示例的电路图。

图7示出LED驱动装置10A的具体示例，该LED驱动装置10A包括DC-DC转换器，该DC-DC转换器具有内置乘法器作为前馈部分。

在图7中，通过相同的符号来表示与在图2的配置中的构成部分相同的构成部分。

图7的LED驱动装置10A具有LED电源控制器20A，LED电源控制器20A包括升压斩波类型的开关电源部分21A和作为控制部分的DC-DC转换器22A。LED驱动装置10A还具有作为负载的发光部分30和包括开关部分41和恒流源部分42的LED驱动器40。

开关电源部分21A具有恒压源V21、电感器L21、二极管D21、作为用于电力存储的电容器的输出电容C21、开关晶体管SW21、用于电流检测的电阻元件R21、和节点ND21至ND23。

电感器L21的一端连接到电压VDDF的恒压源V21，另一端连接到节点ND21。二极管D21的阳极连接到节点ND21，阴极连接到节点ND22。输出电容（电容器）C21的一个端子（电极）连接到节点ND22，另一个端子（电极）连接到参考电位VSS（例如，地电位）。

节点ND22作为开关电源部分21A的电压输出节点连接到作为负载的发光部分30的一个端部。

开关晶体管SW21由例如作为n沟道场效应晶体管的负沟道金属氧化物半导体（NMOS）晶体管形成。开关晶体管SW21的漏极连接到节点ND21，源极连接到电阻元件R21的一端。通过源极和电阻元件R21的一端之间的这个连接节点来形成节点ND23。电阻元件R21的另一端连接到参考电位VSS。

在这样的开关电源部分21A中，通过DC-DC转换器（控制部分）22A的PWM受控脉冲信号来通/断控制开关晶体管SW21。由此，开关电源部分21A将恒压源V21的电压VDD升压，并且将其提供到作为负载的发光部分30的一个端部。

DC-DC转换器（控制部分）22A具有反馈放大器221、保持开关（SWhold）222、和作为前馈功能部分的乘法器（算术部分）223。

DC-DC转换器22A具有比较器224、用于脉冲输出的触发器（FF）225、时钟发生器226、驱动器227、参考电压源V221、电容器C221、电阻元件R221和端子T221至T225。

通过比较器224、FF225和时钟发生器226来形成脉冲转换器。

端子T221每个V周期连接到发光部分30的负载数量数据DLD的提供线（supply line），并且连接到用于负载数量数据DLD的乘法器223的输入部分。

端子T222连接到在发光部分30的LED31-n的阴极和LED驱动器40的开关部分41之间的连接节点ND11，端子T223连接到开关电源部分21A中的节点ND23。

端子T224连接到开关晶体管SW21的栅极。

电阻元件R221和电容器C221串联连接在端子T225和参考电位VSS之间。

反馈放大器221的同相输入端（+）连接到参考电压源V221，反相输入端（-）连接到端子T222，节点ND11的电压Vs被提供到端子T222。

反馈放大器221放大节点ND11的电压Vs和参考电压Vref之间的电压差，并且向保持开关222输出误差电压Verr。该误差电压Verr被电容器C221在保持开关222的关断时间段中保持。

保持开关222的端子a连接到反馈放大器221的输出，端子b连接到端子T225和乘法器223的一个输入。

在保持开关222中，当作为PWM脉冲信号的LED点亮信号LO活动（active）时，在端子a和端子b之间建立电传导，当LED点亮信号LO不活动时，不建立电传导。

当在导通状态中时，保持开关222使通过反馈放大器221的误差电压Verr被输入到乘法器223。

作为反馈放大器221的输出的误差电压Verr被输入到乘法器223，乘法器223与经由端子T221输入的用于前馈的负载数量数据DLD相关联地改变这个误差电压Verr。

本实施例的DC-DC转换器22A处于峰值电流模式中，并且向输出电容C21提供的电流Iout根据在DC-DC转换器22A的切换时刻处的峰值电流Idcdc的幅度来改变。

在本实施例中，基于乘法器223的输出值来控制DC-DC转换器22A的峰值电流Idcdc。这使得能够通过前馈输入来改变向输出电容C21提供的电流Iout的电流量。

比较器224的同相输入端（+）连接到与开关电源部分21A的节点ND23连接的端子T223，反相输入端（-）连接到乘法器223的输出。

比较器224将作为乘法器223的输出并根据负载数量数据DLD改变的误差电压Verr与节点ND23的电压VN23（源自通过电阻元件R21的电流Idcdc的转换的电压）作比较，并且向FF225输出比较结果。

当节点ND23的电压VN23低于误差电压Verr时，比较器224输出低电平信号，当电压VN23更大时，输出高电平信号。

通过置位-复位（RS）FF来配置FF225。

FF225根据向置位端子S提供的时钟CLK和向复位端子R提供的比较器224的输出的电平，从端子Q输出脉冲。

FF225作为结果向驱动器227输出信号PLS，该信号PLS具有依赖于节点ND11的电压Vs和参考电压Vref之间的差的脉冲宽度。

该脉冲信号PLS经由驱动器227被提供到开关晶体管SW21的栅极。在开关电源部分21A中，通过这个开关晶体管SW21的通/断控制来执行升压（boost）操作。

本实施例的DC-DC转换器22A的反馈部分从发光部分30的LED的阴极侧采样和保持当LED在导通状态时的电压Vs。应当通过其响应相对于PWM周期（采样周期）足够低的放大器来配置反馈放大器221。

该反馈放大器221的输出经由保持开关222被输入到乘法器223，并且与作为用于前馈的输入信号的负载数量数据DLD相关联地改变乘法器223的输出。

DC-DC转换器22A处于峰值电流模式中，向输出电容C21提供的电流Iout根据在DC-DC转换器22A的切换时刻的峰值电流Idcdc的幅度来改变。

在本实施例中，基于乘法器223的输出值来控制DC-DC转换器22A的峰值电流Idcdc。因此，可以通过前馈输入来改变向输出电容C21提供的电流Iout的电流量。

作为在LED电流处于关断状态的时间段中输入的这个前馈，输入关于下一个LED电流的幅度的信息，以改变乘法器223的输出。由此，预先改变作为向输出电容C21提供的电力的电流Iout。

其后，从输出电容C21迅速放电用于LED的电流。这允许稳定的供电（supply），而与LED的负载变化无关。

下面描述上述配置的操作，主要关注于DC-DC转换器（控制部分）22A的控制操作。

当LED点亮信号LO不活动时，即在低电平时，LED驱动器40的开关部分41被保持在关断状态。此时，电流Idim不流过被提供有开关电源部分21A的电源电压Vout的发光部分30，并且不点亮相应的LED31-1至31-n。

当LED点亮信号LO在低电平时，DC-DC转换器（控制部分）22A的保持开关222被保持在关断状态。

如果LED点亮信号LO变为活动，即升高到高电平，则LED驱动器40的开关部分41导通。在脉冲状LED点亮信号LO活动，即在高电平时的时间段期间，开关部分41被保持在导通状态。

此时，电流Idim流过被提供有开关电源部分21A的电源电压Vout的发光部分30，并且点亮相应的LED31-1至31-n。

在开关部分41处于导通状态的时间段期间，发光部分30和开关部分41之间的连接节点ND11的电压Vs被提供到DC-DC转换器22A的反馈放大器221。该电压Vs一般是通过下述方式获得的电压：从开关电源部分21A的电源电压Vout减去发光部分30的所有LED31-1至31-n的正向电压Vf的和∑Vf（=VF）。

当将LED点亮信号转换到高电平时，DC-DC转换器22A的保持开关222被接通。

在反馈放大器221中，向保持开关222输出通过放大节点ND11的电压Vs和参考电压Vref之间的电压差而获得的电压Verr。

此时，保持开关222处于导通状态中，并且因此，向乘法器223提供通过反馈放大器221的电压Verr。

作为反馈放大器221的输出的误差电压Verr被输入到乘法器223。在乘法器223中，与经由端子T221输入的用于前馈的负载数量数据DLD相关联地改变该误差电压Verr，并且向比较器224提供这个误差电压Verr。

在比较器224中，将误差电压Verr与节点ND23的电压VN23作比较，并且向FF225输出比较结果。在比较器224中，当节点ND23的电压VN23低于误差电压Verr时，输出低电平信号，当电压VN23更高时，输出高电平信号。

在FF225中，从端子Q向驱动器227输出依赖于向置位端子S提供的时钟CLK的脉冲和向复位端子R提供的比较器224的输出的电平。在FF225中，作为结果向驱动器227输出信号PLS，该信号PLS具有依赖于节点ND11的电压Vs和参考电压Vref之间的差的脉冲宽度。

该脉冲信号PLS经由驱动器227被提供到开关晶体管SW21的栅极。在开关电源部分21A中，通过该开关晶体管SW21的通/断控制来执行稳定的升压操作。

本实施例的DC-DC转换器22A处于峰值电流模式中，并且向输出电容C21提供的电流Iout根据在DC-DC转换器22A的开关时刻的峰值电流Idcdc的幅度而改变。

在本实施例中，基于乘法器223的输出值来控制DC-DC转换器22A的峰值电流Idcdc。因此，可以通过前馈输入来改变向输出电容C21提供的电流Iout的电流量。

以这种方式，在开关电源部分21A中，通过DC-DC转换器22A的PWM受控的脉冲信号来通/断控制开关晶体管SW21，以将恒压源V21的电压VDD升压，并且将其提供到作为负载的发光部分30的一个端部。

根据第二实施例，可以实现与上述第一实施例的有益效果相同的有益效果。

在第二实施例的LED驱动装置10A中，向诸如背光的发光部分30提供的峰值电流的数量被平均以变得更小。这可以实现在电源的成本和面积上的减小。

通常，因为从电源提供的电力变为脉冲方式，所以向电源中包括的线圈和变压器流动的电流变得急剧，这也引起声音的出现。然而，本系统防止电流急剧地改变，并且因此提供了作为克服噪声（声音）的措施的效果。

作为用于实现该配置的配置示例的前馈控制可以对负载响应立即反应，并且因此可以使能诸如背光的发光部分30的稳定点亮。

考虑到图像，使能具有低串扰的明亮、清晰的监控器显示，因为可以容易地实现至今难以实现的具有大电流激增（surge）的LCD的脉冲驱动。

<3.第三实施例>

图8是示出根据第三实施例的发光元件（LED）驱动装置的配置示例的框图。

根据第三实施例的LED驱动装置10B与根据第二实施例的LED驱动装置10A的差别如下。

根据本第三实施例的LED驱动装置10B是下述情况的配置示例：其中，根据V周期点亮诸如背光的发光部分30的信号（闪烁信号）BLINK与用于亮度调整的背光的PWM点亮信号LO分离。

当从作为高频PWM信号的点亮信号LO分离低频闪烁信号BLINK时，如图8中所示，可以以下面的方式进行配置。

作为高频PWM信号的点亮信号LO被平滑处理，并且，其模拟值作为前馈输入被输入到乘法器223。由此，可以容易地实现前馈电路。

在图8的配置中，作为PMW脉冲信号的点亮信号LO经由滤波器228并且通过端子T221被输入到乘法器223。

在图8中的DC-DC转换器22B中，通过低频闪烁信号BLINK接通/关断保持开关222。

通过经由下述方式获得的信号来执行LED驱动器40的开关部分41的通/断控制：由与门229在点亮信号LO和闪烁信号BLINK之间执行逻辑与（AND）。

第三实施例的LED驱动装置10B的另一种配置与第二实施例相同。

根据第三实施例，可以实现与上述第一实施例和第二实施例的有益效果相同的有益效果。

这些实施例的LED驱动装置10、10A和10B适合于例如具有背光装置的透射型液晶显示设备。

<4.第四实施例>

作为本技术的第四实施例，在下面描述使用图2、图7和图8的LED驱动装置可以被应用到的LED背光的液晶显示设备。

图9是示出根据第四实施例的液晶显示设备的配置示例的框图。

如图9中所示，液晶显示设备100具有透射型液晶显示板（LCD板）110、在LCD板110的背侧上设置的作为照明单元的背光装置120、LED驱动装置130、和液晶驱动器（板驱动电路）140。

液晶显示设备100具有信号处理器150、调谐器部分160、控制部分170、包括扬声器181的音频部分180、和电源部分190。

图10是示出透射型LCD板110的配置示例的图。

该透射型LCD板110具有彼此相对布置的TFT基板111和计数器电极基板112，并且也具有在基板之间设置的、通过封闭例如扭曲向列型（TN）液晶而获得的液晶层113。

在TFT基板111上，形成以矩阵方式布置的信号线114和扫描线115，以及在这些线的相交处布置的作为开关元件的薄膜晶体管116和像素电极117。

薄膜晶体管116被扫描线115依序选择，并且向对应的像素电极117写入从信号线114提供的视频信号。在计数器电极基板112的内表面上形成计数器电极118和滤色器119。

在液晶显示设备100中，通过两个偏振板来夹着具有这样配置的透射型LCD板110，并且在其中背光装置120从背侧发光的状态中通过主动矩阵系统来执行驱动。由此，获得期望的全色视频显示。

背光装置120包括光源121和波长选择滤波器122。

光源121包括排列的多个LED阵列。LED阵列形成作为第一、第二和第三实施例的驱动目标的发光部分30。

背光装置120经由波长选择滤波器122从背侧使用来自光源121的光来照射LCD板110。

作为在图10中所示的背光装置120，作为一个示例示出了在透射型LCD板110的背侧上布置、并且直接地从LCD板110的背表面下面照明LCD板110的直接点亮背光装置，

如上所述，背光装置120的光源（发光部分）121使用串联连接的多个LED来作为发光源。

在背光装置120的光源121中，沿着屏幕水平方向排列的LED串联连接，并且形成沿着水平方向串联连接的多个LED阵列（LED组）。

通过LED驱动装置130驱动具有这样配置的背光装置120。

作为LED驱动装置130，可以使用上述的图2、7和8的LED驱动装置。

在图9中，配置被示出为使得通过LED驱动装置130来驱动光源121的整体。然而，也可以使用下述配置：其中，对于沿着水平方向串联连接的LED阵列的每一个，设置单独的LED驱动装置。

液晶驱动器140包括X驱动器电路和Y驱动器电路等，并且通过例如由信号处理器150向X驱动器电路和Y驱动器电路提供的红绿蓝（RGB）分离信号来驱动LCD板110。

由此，显示根据RGB分离信号的视频。

信号处理器150对于从调谐器部分160或外部输入的视频信号执行诸如色度处理的信号处理，并且将信号从复合信号转换为适合于驱动LCD板110的RGB分离信号，以将其提供到板驱动电路140。

信号处理器150从输入信号提取音频信号，并且通过音频部分180使扬声器181输出声音。

向具有这样配置的液晶显示设备100应用图2、7和8的LED驱动装置10、10A和10B。

因为向背光装置120提供的峰值电流的数量被平均以变小，所以可以实现在电源的成本和面积上的减小。

在背光装置120的LED点亮后的定时和在LED关断时，流过电感器L21的电流IL的改变量小。

由于该特征，因为流过电感器L21等的电流IL的改变量被抑制到小值，所以可以阻止人耳可从这些部分听到的噪声（声音）的产生。

前馈控制可以立即对负载响应作出反应，并且因此可以使能背光装置120的稳定点亮。

考虑到图像，使能具有低串扰的明亮、清晰的监控器显示，因为可以容易地实现至今难以实现的具有大电流激增（surge）的LCD的脉冲驱动。

本技术可以使用下面的配置。

（1）一种发光元件驱动装置，包括：

发光部分，被配置为包括发光元件，所述发光元件发射具有依赖于流动的电流的亮度的光；

输出电容，被配置为能够存储向所述发光部分提供的电力；

驱动器，被配置为连接在所述发光部分的另一端和参考电位之间，并且包括开关部分和与所述开关部分串联连接的恒流源部分，其中，通过根据负载电流的幅度的脉冲状点亮信号来控制所述开关部分的导通状态，所述驱动器与所述点亮信号相关联地执行所述发光部分的脉冲驱动；以及

电源控制器，被配置为作为向所述发光部分的一端提供驱动电力的电源，并且包括通过根据在所述发光部分的另一端和所述参考电位之间的一个连接节点的连接节点电压的信号、来调整向所述输出电容提供的输出电流的功能，

其中，所述电源控制器基于负载电流信息来改变来自所述电源控制器的用于所述发光部分的输出电流的提供量，所述负载电流信息是所述发光部分以预定周期在所述发光部分的脉冲驱动中的所需峰值功率。

（2）根据上述（1）所述的发光元件驱动装置，其中，所述电源控制器在所述负载电流的切换之前的阶段，基于关于下一个负载电流的幅度的信息，来改变要提供的输出电流。

（3）根据上述（1）或（2）所述的发光元件驱动装置，其中，所述电源控制器提供相对于图像切换周期而平均的输出电流。

（4）根据上述（3）所述的发光元件驱动装置，其中，当每一个图像切换周期的有效负荷（duty）在所述负载电流中改变时，所述电源控制器提供相对于所述图像切换周期而平均的输出电流。

（5）根据上述（3）所述的发光元件驱动装置，其中，当每一个图像切换周期的峰值电流在所述负载电流中改变时，所述电源控制器提供相对于所述图像切换周期而平均的输出电流。

（6）根据上述（3）所述的发光元件驱动装置，其中，当每一个图像切换周期在发光时间段中的高频调光器的有效负荷在所述负载电流中改变时，所述电源控制器提供相对于所述图像切换周期而平均的输出电流。

（7）根据上述（1）至（6）的任何一项所述的发光元件驱动装置，其中所述电源控制器包括：

开关电源部分，其包括开关元件，所述开关元件允许根据向控制端子的信号而调整流动的峰值电流，并且所述开关电源部分根据所述峰值电流的幅度来改变所述输出电流，以向所述发光部分的一端提供根据所述调整的输出功率，以及

控制部分，

所述控制部分包括：

反馈放大器，其获得在一个连接节点的连接节点电压和预先设置的参考电压之间的误差电压，所述一个连接节点位于所述发光部分的所述另一端和所述参考电位之间，

前馈部分，其与所述提供的负载电流信息相关联地改变由所述反馈放大器获得的所述误差电压，以及

脉冲转换器，其向所述开关元件的所述控制端子输出具有脉冲宽度的信号，所述脉冲宽度产生流过所述开关元件并且与由所述前馈部分改变的所述误差电压成比例的峰值电流。

（8）根据上述（7）所述的发光元件驱动装置，其中

向所述驱动器的所述开关部分提供的脉冲状点亮信号包括：

闪烁信号，用于根据所述预定周期来点亮所述发光部分，以及

点亮信号，用于调整亮度，以及

所述电源控制器的所述前馈部分根据被提供来调整亮度的所述点亮信号来改变由所述反馈放大器获得的所述误差电压。

（9）一种在发光元件驱动装置中执行的发光元件驱动方法，所述发光元件驱动装置包括：

发光部分，其具有发光元件，所述发光元件发射具有依赖于流动的电流的亮度的光；

输出电容，其能够存储向所述发光部分提供的电力；

驱动器，其连接在所述发光部分的另一端和参考电位之间，并且包括开关部分和与所述开关部分串联连接的恒流源部分，其中，通过根据负载电流的幅度的脉冲状点亮信号来控制所述开关部分的导通状态，所述驱动器与所述点亮信号相关联地执行所述发光部分的脉冲驱动，以及

电源控制器，其作为向所述发光部分的一端提供驱动电力的电源，并且包括通过根据在所述发光部分的另一端和所述参考电位之间的一个连接节点的连接节点电压的信号、来调整向所述输出电容提供的输出电流的功能，

所述方法包括：

基于负载电流信息来改变来自所述电源控制器的用于所述发光部分的输出电流的提供量，所述负载电流信息是所述发光部分在所述发光元件驱动装置中的预定周期上、在所述发光部分的脉冲驱动中的所需峰值功率。

（10）根据上述（9）所述的发光元件驱动方法，其中，在所述负载电流的切换之前的阶段，基于关于下一个负载电流的幅度的信息来改变要提供的输出电流。

（11）根据上述（9）或（10）所述的发光元件驱动方法，其中，提供相对于图像切换周期而平均的输出电流。

（12）根据上述（11）所述的发光元件驱动方法，其中，当每一个图像切换周期的有效负荷（duty）在所述负载电流中改变时，提供相对于所述图像切换周期而平均的输出电流。

（13）根据上述（11）所述的发光元件驱动方法，其中，当每一个图像切换周期的峰值电流在所述负载电流中改变时，提供相对于所述图像切换周期而平均的输出电流。

（14）根据上述（11）所述的发光元件驱动方法，其中，当每一个图像切换周期在发光时间段中的高频调光器的有效负荷在所述负载电流中改变时，提供相对于所述图像切换周期而平均的输出电流。

（15）一种显示设备，包括：

显示部分；

照明单元，被配置为具有发光部分，所述发光部分包括发光元件，所述发光元件发射具有依赖于流动的电流的亮度的光，所述照明单元使用发射的光来照射所述显示部分；以及，

发光元件驱动装置，被配置为驱动所述发光部分中的所述发光元件，

其中，所述发光元件驱动装置包括：

发光部分，具有发光元件，所述发光元件发射具有依赖于流动的电流的亮度的光；

输出电容，能够存储向所述发光部分提供的电力；

驱动器，连接在所述发光部分的另一端和参考电位之间，并且包括开关部分和与所述开关部分串联连接的恒流源部分，其中，通过根据负载电流的幅度的脉冲状点亮信号来控制所述开关部分的导通状态，所述驱动器与所述点亮信号相关联地执行所述发光部分的脉冲驱动；以及

电源控制器，所述电源控制器作为向所述发光部分的一端提供驱动电力的电源，并且包括通过根据在所述发光部分的另一端和所述参考电位之间的一个连接节点的连接节点电压的信号来调整向所述输出电容提供的输出电流的功能，

所述电源控制器基于负载电流信息来改变来自所述电源控制器的用于所述发光部分的输出电流的提供量，所述负载电流信息是所述发光部分在预定周期上在所述发光部分的脉冲驱动中的所需峰值功率。

本公开包含与在2012年3月23日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2012-066793中公开的主题相关的主题，其整体内容通过引用被包含在此。

本领域内的技术人员应当明白，只要在所附的权利要求或其等同内容的范围内，就可以根据设计要求和其他因素来进行各种修改、组合、子组合和改变。

Claims (15)

1.一种发光元件驱动装置，包括：

发光部分，其被配置为包括发光元件，所述发光元件发射具有依赖于流动的电流的亮度的光；

输出电容，其被配置为能够存储向所述发光部分提供的电力；

驱动器，其被配置为连接在所述发光部分的另一端和参考电位之间，并且包括开关部分和与所述开关部分串联连接的恒流源部分，其中，通过根据负载电流的幅度的脉冲状点亮信号来控制所述开关部分的导通状态，所述驱动器与所述点亮信号相关联地执行所述发光部分的脉冲驱动；以及

电源控制器，其被配置作为向所述发光部分的一端提供驱动电力的电源，并且包括通过根据在所述发光部分的另一端和所述参考电位之间的一个连接节点的连接节点电压的信号来调整向所述输出电容提供的输出电流的功能，

其中，所述电源控制器基于负载电流信息来改变来自所述电源控制器的用于所述发光部分的输出电流的提供量，所述负载电流信息是以预定周期在所述发光部分的脉冲驱动中所述发光部分的所需峰值功率。

2.根据权利要求1所述的发光元件驱动装置，其中，所述电源控制器在所述负载电流的切换之前的阶段，基于关于下一个负载电流的幅度的信息来改变要提供的输出电流。

3.根据权利要求1所述的发光元件驱动装置，其中，所述电源控制器提供相对于图像切换周期而平均的输出电流。

4.根据权利要求3所述的发光元件驱动装置，其中，当每个图像切换周期的有效负荷在所述负载电流中改变时，所述电源控制器提供相对于所述图像切换周期而平均的输出电流。

5.根据权利要求3所述的发光元件驱动装置，其中，当每个图像切换周期的峰值电流在所述负载电流中改变时，所述电源控制器提供相对于所述图像切换周期而平均的输出电流。

6.根据权利要求3所述的发光元件驱动装置，其中，当每个图像切换周期的发光时间段中的高频调光器的有效负荷在所述负载电流中改变时，所述电源控制器提供相对于所述图像切换周期而平均的输出电流。

7.根据权利要求1所述的发光元件驱动装置，其中

所述电源控制器包括：

开关电源部分，其包括开关元件，所述开关元件允许根据向控制端子的信号来调整流动的峰值电流，并且所述开关电源部分根据所述峰值电流的幅度来改变所述输出电流，以向所述发光部分的一端提供根据所述调整的输出功率，以及

控制部分，

所述控制部分包括：

反馈放大器，其获得在一个连接节点的连接节点电压和预先设置的参考电压之间的误差电压，所述一个连接节点位于所述发光部分的所述另一端和所述参考电位之间，

前馈部分，其与所提供的负载电流信息相关联地改变由所述反馈放大器获得的所述误差电压，以及

脉冲转换器，其向所述开关元件的所述控制端子输出具有脉冲宽度的信号，所述脉冲宽度产生流过所述开关元件并且与由所述前馈部分改变的所述误差电压成比例的峰值电流。

8.根据权利要求7所述的发光元件驱动装置，其中

向所述驱动器的所述开关部分提供的脉冲状点亮信号包括：

闪烁信号，用于根据所述预定周期来点亮所述发光部分，以及

点亮信号，用于调整亮度，以及

所述电源控制器的所述前馈部分根据被提供来调整亮度的所述点亮信号来改变由所述反馈放大器获得的所述误差电压。

9.一种在发光元件驱动装置中执行的发光元件驱动方法，所述发光元件驱动装置包括：

发光部分，其具有发光元件，所述发光元件发射具有依赖于流动的电流的亮度的光；

输出电容，其能够存储向所述发光部分提供的电力；

驱动器，其连接在所述发光部分的另一端和参考电位之间，并且包括开关部分和与所述开关部分串联连接的恒流源部分，其中，通过根据负载电流的幅度的脉冲状点亮信号来控制所述开关部分的导通状态，所述驱动器与所述点亮信号相关联地执行所述发光部分的脉冲驱动，以及

电源控制器，其作为向所述发光部分的一端提供驱动电力的电源，并且包括通过根据在所述发光部分的另一端和所述参考电位之间的一个连接节点的连接节点电压的信号来调整向所述输出电容提供的输出电流的功能，

所述方法包括：

基于负载电流信息来改变来自所述电源控制器的用于所述发光部分的输出电流的提供量，所述负载电流信息是在所述发光元件驱动装置中以预定周期在所述发光部分的脉冲驱动中的所述发光部分的所需峰值功率。

10.根据权利要求9所述的发光元件驱动方法，其中，在所述负载电流的切换之前的阶段，基于关于下一个负载电流的幅度的信息来改变要提供的输出电流。

11.根据权利要求9所述的发光元件驱动方法，其中，提供相对于图像切换周期而平均的输出电流。

12.根据权利要求11所述的发光元件驱动方法，其中，当每个图像切换周期的有效负荷在所述负载电流中改变时，提供相对于所述图像切换周期而平均的输出电流。

13.根据权利要求11所述的发光元件驱动方法，其中，当每个图像切换周期的峰值电流在所述负载电流中改变时，提供相对于所述图像切换周期而平均的输出电流。

14.根据权利要求11所述的发光元件驱动方法，其中，当每个图像切换周期的发光时间段中的高频调光器的有效负荷在所述负载电流中改变时，提供相对于所述图像切换周期而平均的输出电流。

15.一种显示设备，包括：

显示部分；

照明单元，其被配置为具有发光部分，所述发光部分包括发光元件，所述发光元件发射具有依赖于流动的电流的亮度的光，所述照明单元使用发射的光来照射所述显示部分；以及，

发光元件驱动装置，其被配置为驱动在所述发光部分中的所述发光元件，

其中，所述发光元件驱动装置包括：

发光部分，其具有发光元件，所述发光元件发射具有依赖于流动的电流的亮度的光；

输出电容，其能够存储向所述发光部分提供的电力；

驱动器，其连接在所述发光部分的另一端和参考电位之间，并且包括开关部分和与所述开关部分串联连接的恒流源部分，其中，通过根据负载电流的幅度的脉冲状点亮信号来控制所述开关部分的导通状态，所述驱动器与所述点亮信号相关联地执行所述发光部分的脉冲驱动；以及

电源控制器，所述电源控制器作为向所述发光部分的一端提供驱动电力的电源，并且包括通过根据在所述发光部分的另一端和所述参考电位之间的一个连接节点的连接节点电压的信号来调整向所述输出电容提供的输出电流的功能，

所述电源控制器基于负载电流信息来改变来自所述电源控制器的用于所述发光部分的输出电流的提供量，所述负载电流信息是所述发光部分以预定周期在所述发光部分的脉冲驱动中的所需峰值功率。

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