CN117616693A - 电平移位器、半导体装置、开关电源和发光装置 - Google Patents

电平移位器、半导体装置、开关电源和发光装置 Download PDF

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Abstract

一种电平移位器(20)包括电流输出放大器(A0)、第一电阻器(A1)和第二电阻器(A2)，所述电流输出放大器(A0)被配置为分别通过其第一输出端子和第二输出端子输出第一输出电流(I1)和第二输出电流(I2)，所述第一电阻器(A1)被配置为连接在所述电流输出放大器(A0)的反相输入端子(‑)和所述第一输出端子中的每一个与接地电位的施加端子(GNDIN)之间，所述第二电阻器(A2)被配置为连接在所述电流输出放大器(A0)的所述第二输出端子与低于所述接地电位的负电位的施加端子(SINN)之间。在所述电流输出放大器(A0)的非反相输入端子(+)处接受以所述接地电位作为参考的第一模拟信号(VDCD1)，并且通过所述第二电阻器(A2)的一个端子输出以所述负电位作为参考的第二模拟信号(VDCD2)。

Description

电平移位器、半导体装置、开关电源和发光装置
技术领域
本说明书中公开的发明涉及一种电平移位器、以及使用该电平移位器的半导体装置、开关电源和发光装置。
背景技术
通常，以负电位作为参考进行操作的半导体装置(诸如LED[发光二极管]、驱动器IC和开关电源IC)已经广泛且普遍地使用。
在专利文献1中可以看到与上述内容相关的常规技术的示例。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP-A-2013-162311
发明内容
技术问题
然而，以负电位作为参考进行操作的半导体装置需要电平移位器，以便处理以接地电位作为参考的信号。
鉴于本申请的发明人发现的上述问题，本说明书中公开的本发明的目的是提供一种能够将以接地电位作为参考的信号转换为以负电位作为参考的信号的电平移位器、以及使用该电平移位器的半导体装置、开关电源和发光装置。
问题的解决方案
例如，本说明书中公开的电平移位器包括电流输出放大器、第一电阻器和第二电阻器，所述电流输出放大器被配置为分别通过其第一输出端子和第二输出端子输出第一输出电流和第二输出电流，所述第一电阻器被配置为连接在所述电流输出放大器的反相输入端子和所述第一输出端子中的每一个与接地电位的施加端子之间，所述第二电阻器被配置为连接在所述电流输出放大器的所述第二输出端子与低于所述接地电位的负电位的施加端子之间。在所述电平移位器中，在所述电流输出放大器的非反相输入端子处接受以所述接地电位作为参考的第一模拟信号，并且通过所述第二电阻器的一个端子输出以所述负电位作为参考的第二模拟信号。
其他特征、元件、步骤、优点和特性将从用于实施本发明的实施例的以下描述和与实施例相关的附图中变得更加明显。
本发明的有益效果
根据本说明书中公开的发明，可以提供一种能够将以接地电位作为参考的信号转换为以负电位作为参考的信号的电平移位器、以及使用该电平移位器的半导体装置、开关电源和发光装置。
附图说明
图1是示出LED发光装置的整体配置的视图。
图2是示出LED驱动器IC的内部配置的视图。
图3是示出电感器平均电流控制的视图。
图4是示出LED驱动器IC的主要部分(模拟调光功能)的视图。
图5是示出模拟调光控制的视图。
图6是示出电平移位器的配置示例的示意图。
具体实施方式
<LED发光装置>
图1是示出LED发光装置的整体配置的视图。该配置示例的LED发光装置1包括开关电源X和LED负载Z(＝在接收到来自开关电源X的输出电流Io的供应时发光的发光元件的示例，在该图中，该发光元件由串联连接的多个LED元件组成)。
开关电源X是负升压/降压DC/DC转换器，并且通过使用LED驱动器IC 10和外部地连接到LED驱动器IC 10的各种分立元件(电容器C1至C7、电感器L1、电阻器R1、感测电阻器Rs和热敏电阻THM)来配置。
LED驱动器IC 10是用作向LED负载Z供应输出电流Io的开关电源X的部件的半导体装置。LED驱动器IC 10包括多个外部端子(诸如PINP引脚、DSET引脚、PBUS引脚、DCDIM引脚、VREF5引脚、GNDIN引脚、PINN引脚、SW引脚、BOOT引脚、SNSP引脚、SINN引脚、VDRV5引脚、COMP引脚和后表面焊盘EXP_PAD)作为用于建立与IC外部的电连接的工具。
PINP引脚是DC/DC电源/小信号电源输入端子。DSET引脚是PWM调光占空比设置输入端子(以GNDIN作为参考)。PBUS引脚是异常检测输入/输出端子(以GNDIN作为参考)。DCDIM引脚是DC调光输入端子(以GNDIN作为参考)。VREF5引脚是外部5V参考电压端子(以GNDIN作为参考)。GNDIN引脚是输入GND连接端子。
PINN引脚是DC/DC负参考输入端子。SW引脚是DC/DC开关输出端子。BOOT引脚是DC/DC自举电容连接端子。SNSP引脚是LED电流检测端子(+)。SINN引脚是小信号负参考输入端子/LED电流检测端子(-)。VDRV5引脚是内部5V参考电压端子(以SINN作为参考)。COMP引脚是相位补偿电容连接端子(以SINN作为参考)。
PINP引脚和电容器C1和C2各自的第一端子都连接到电源电压VBB的施加端子。电容器C2的第二端子、电容器C3的第一端子和后表面焊盘EXP_PAD都连接到PINN引脚。SW引脚连接到电感器L1和电容器C4各自的第一端子。电容器C4的第二端子连接到BOOT引脚。电容器C1的第二端子、电容器C3的第二端子、电感器L1的第二端子和LED负载Z的阳极LED+都连接到接地端子(＝接地电位GND的施加端子)。
电阻器R1和热敏电阻器THM各自的第一端子都连接到DCDIM引脚。电阻器R1的第二端子和电容器C5的第一端子都连接到VREF5引脚。热敏电阻器THM的第二端子、电容器C5的第二端子和GNDIN引脚都连接到接地端子。
SNSP引脚和感测电阻器Rs的第一端子都连接到LED负载Z的阴极LED-。感测电阻器Rs的第二端子、电容器C6和C7各自的第一端子以及后表面焊盘EXP_PAD都连接到SINN引脚(＝输出电压Vout的施加端子)。电容器C6的第二端子连接到VDRV5引脚。电容器C7的第二端子连接到COMP引脚。
在上述组成元件中，电感器L1和电容器C3与内置于LED驱动器IC 10中的高侧开关11H和低侧开关11L(其细节稍后将进行描述)一起构成开关电源X的输出级。输出级的驱动控制由LED驱动器IC 10执行，并且输出级从跨电容器C1出现的具有正极性的输入电压Vin(>GND)生成跨电容器C3出现的具有负极性的输出电压Vout(<GND)。
LED负载Z的阳极(LED+)连接到接地电位GND的施加端子。另一方面，LED负载Z的阴极(LED-)经由感测电阻器Rs连接到输出电压Vout的施加端子。以这种方式连接的LED负载Z在接收到来自开关电源X的输出电流Io的供应时发光。感测电阻器Rs用作将输出电流Io转换为感测电压Vsns的电流/电压转换元件。
<LED驱动器IC>
图2是示出LED驱动器IC 10的内部配置的示意图。该配置示例的LED驱动器IC 10在其中包括高侧开关11H、低侧开关11L、高侧驱动器12H、低侧驱动器12L、控制器13、振荡器14、电流检测放大器15、误差放大器16、斜坡信号生成部17、比较器18和自举二极管D1作为用于驱动LED负载Z的工具。不用说，除了上述构成元件之外的构成元件(诸如各种类型的保护电路)也可以集成到LED驱动器IC 10中。
高侧开关11H连接在PINP引脚和SW引脚之间，并且根据高侧栅极信号GH接通/关断。作为高侧开关11H，可以适当地使用NMOSFET[N沟道型金属氧化物半导体场效应晶体管]等。在这种情况下，当GH＝H(＝BOOT)时，高侧开关11H接通，并且当GH＝L(＝SW)时，高侧开关11H关断。也可以使用PMOSFET[P沟道型MOSFET]代替NMOSFET作为高侧开关11H。在这种情况下，不再需要自举二极管D1、电容器C4和BOOT引脚。
低侧开关11L连接在SW引脚和PINN引脚之间，并且根据低侧栅极信号GL接通/关断。可以适当地使用NMOSFET等作为低侧开关11L。在这种情况下，当GL＝H(＝VDRV5)时，低侧开关11L接通，并且当GL＝L(＝PINN)时，低侧开关11L关断。
以这种方式连接的高侧开关11H和低侧开关11L构成通过SW引脚输出矩形波形状的开关电压Vsw的半桥输出级(＝开关电源X的输出级的一部分)。也就是说，高侧开关11H对应于输出元件，并且低侧开关11L对应于同步整流元件。先前描述的电感器L1、感测电阻器Rs和LED负载Z串联连接到高侧开关11H。此外，虽然在该图中使用基于同步整流方案的半桥输出级作为示例，但是在采用二极管整流方案的情况下，也可以使用二极管作为低侧开关11L。此外，高侧开关11H和低侧开关11L可以外部地连接到LED驱动器IC 10。
基于从控制器13输入的高侧控制信号SH，高侧驱动器12H生成高侧栅极信号GH。高侧栅极信号GH的高电平充当出现在BOOT引脚处的升压电压Vbst(≈Vsw+VDRV5)。另一方面，高侧栅极信号GH的低电平充当出现在SW引脚处的开关电压Vsw。
基于从控制器13输入的低侧控制信号SL，低侧驱动器12L生成低侧栅极信号GL。低侧栅极信号GL的高电平充当参考电压VDRV5(内部电源电压或单独的外部输入电压)。另一方面，低侧栅极信号GL的低电平充当PINN引脚的端子电压(具有负极性的输出电压Vout)。
控制器13包括例如RS触发器，该RS触发器接受置位信号SET和复位信号RST的输入，并且生成高侧控制信号SH和低侧控制信号SL，使得高侧开关11H和低侧开关11L彼此互补地接通/关断。
更具体地，控制器13生成高侧控制信号SH和低侧控制信号SL，使得在置位信号SET的上升时刻处高侧开关11H接通并且低侧开关11L关断，而在复位信号RST的上升时刻处高侧开关11H关断并且低侧开关11L接通。
然而，在本说明书中使用的术语“互补地”应当被广义地理解为不仅包括高侧开关11H和低侧开关11L的相应的接通/关断状态被完全反转的情况，而且包括提供用于防止出现通过电流的同时关断时段(所谓的死区时间)的情况。
振荡器14以预定的开关频率fsw(例如，几百kHz)生成置位信号SET。
电流感测放大器15是具有能够以轨到轨的方式(rail to rail)放大输入信号的浮置输入级的差分输出放大器。如本文所使用的，术语“浮置”是指从接地电位GND浮置(在电位上分开)的状态。
电流感测放大器15的非反相输入端子(+)连接到SNSP引脚。电流感测放大器15的反相输入端子(-)连接到SINN引脚。以这种方式连接的电流感测放大器15以预定增益A放大以负电位(＝输出电压Vout)作为参考的感测电压Vsns(＝Io×Rsns+Vout)，从而生成电流检测信号VISNS(＝A×Vsns)。因此，流过感测电阻器Rs的输出电流Io的平均值越大，电流检测信号VISNS越高，并且输出电流Io的平均值越小，电流检测信号VISNS越低。可以将任何偏移信号Vofs(例如，几百mV)添加到电流检测信号VISNS。
误差放大器16输出与电流检测信号VISNS和电流设置信号VISET之间的差相对应的电流，并且对外部地连接到COMP引脚的相位补偿用电容器C7进行充电/放电以便生成误差信号VCOMP。电流检测信号VISNS越低，误差信号Vcomp增加得越多，并且相反，电流检测信号VISNS越高，误差信号Vcomp减小得越多。误差放大器16还配备有在PWM调光关断时间期间保持误差信号Vcomp的信号电平的功能。
斜坡信号生成部17与置位信号SET同步地生成包括输出电流Io的交流分量(＝电感器电流IL的纹波分量)的斜坡信号Vslope。
比较器18将输入到其反相输入端子(-)的误差信号Vcomp与输入到其非反相输入端子(+)的斜坡信号Vslope进行比较，以生成复位信号RST。当Vcomp<Vslope时，复位信号RST变为高电平，并且当Vcomp>Vslope，复位信号RST变为低电平。因此，误差信号Vcomp越低，复位信号RST的上升时刻(并且因此高侧开关11H的关断时刻)越早，并且误差信号Vcomp越高，复位信号RST的上升时刻越晚。
在上述组成元件中，高侧驱动器12H和低侧驱动器12L、控制器13、振荡器14、电流感测放大器15、误差放大器16、斜坡信号生成部17和比较器18用作在接受与开关电源X的输出电流Io相对应的感测电压Vsns和电流设置信号VISET的输入时执行开关电源X的驱动控制(之后提到的电感器平均电流控制)的输出反馈控制单元。通过输出反馈控制单元，高侧开关11H和低侧开关11L被彼此互补地驱动，使得通过SW引脚供应给LED负载Z的输出电流Io的值与预定目标值一致。
<电感器平均电流控制>
图3是示出由LED驱动器IC 10执行的电感器平均电流控制(恒定电流控制)的视图，其中从上到下依次描绘了电感器电流IL和开关电压Vsw。
在开关电源X的接通时间Ton(＝高侧开关11H接通并且低侧开关11L关断的时段)期间，开关电压Vsw变为高电平(＝比PINP引脚的端子电压VPINP低了高侧开关11H的漏极-源极电压VDSH的正电位)。此时，经由高侧开关11H从PINP引脚流到SW引脚的电感器电流IL的部分(＝高侧开关电流ISWH)在用于用能量对电感器L1充电时连续增加。
此外，当电感器电流IL增加到与误差信号Vcomp相对应的峰值IL_pk时，Vcomp<Vslope，并且因此复位信号RST上升到高电平。因此，开关电源X经历到关断时间Toff(＝高侧开关11H关断并且低侧开关11L接通的时段)的转变。在开关电源X的关断时间Toff期间，开关电压Vsw变为低电平(＝比PINN引脚的端子电压VPINN低了低侧开关11L的漏极-源极电压VDSL的负电压)。此时，经由低侧开关11L从PINN引脚流到SW引脚的电感器电流IL的部分(＝低侧开关电流IswL)在用于将电容器C3充电到负极性时随着电感器L1释放能量而连续减小。
在此之后，当以开关频率fsw的置位信号SET上升到高电平时，开关电源X经历回到接通时间Ton的转变，并且因此已经减小的电感器电流IL开始增加。因此，电感器电流IL在峰值IL_pk和谷值IL_val之间重复地增加和减小以具有纹波波形。
在表现为负升压/降压DC/DC转换器的开关电源X中，与在降压DC/DC转换器中不同，电感器电流IL变得大于流过LED负载Z的输出电流Io。
在本文中，开关电源X的接通占空比Don由下面的公式(1)使用输入电压Vin和输出电压Vout来表示。
Don≈Vout/(Vin+Vout)…(1)
此外，电感器电流IL的平均值IL_ave由以下公式(2)使用输出电流Io和接通占空比Don来定义。
IL_ave≈Io/(1-Don)…(2)
因此，重复执行上述一系列操作，并且因此在LED驱动器IC 10中，执行基于PWM(脉宽调制)控制方案的输出反馈控制(恒定电流控制)，使得电感器电流IL的平均值IL_ave(并且因此输出电流Io)与预定目标值一致。
LED驱动器IC 10中的输出反馈控制的拓扑不必限于上述内容，并且例如，代替PWM控制方案，可以采用谷底检测固定接通时间方案或峰值检测固定关断时间方案。
同时，在LED驱动器IC 10中，可以根据电流设置信号VISET可变地控制电感器电流IL的平均值IL_ave(并且因此输出电流Io)。在这方面，下面详细描述LED驱动器IC 10的模拟调光功能。
<模拟调光功能>
图4是示出LED驱动器IC 10的主要部分(模拟调光部分)的视图。该配置示例的LED驱动器IC 10包括调节器19、电平移位器1A、缓冲器1B和比较器1C作为用于形成模拟调光部分的电路元件。
调节器19从输入到PINP引脚的电源电压VBB生成以施加到GNDIN引脚的接地电位GND作为参考的参考电压VREF5(例如，5V)作为内部电路电源和模拟调光/PWM调光设置电源。
在接收到参考电压VREF5的供应时，电平移位器1A操作为执行从外部模拟调光信号VDCD1到内部模拟调光信号VDCD2的电平移位，并输出内部模拟调光信号VDCD2。
外部模拟调光信号VDCD1是施加在GNDIN引脚(＝接地电位GND所施加到的接地电位端子)和DCDIM引脚之间的电压信号，并且对应于以接地电位GND作为参考的第一模拟信号。
此外，内部模拟调光信号VDCD2是施加在PINN引脚(＝具有负电位的输出电压Vout施加到的负电位端子)和电平移位器1A的输出端子之间的电压信号，并且对应于以负电位(＝输出电压Vout)作为参考的第二模拟信号。
缓冲器1B向误差放大器16输出内部模拟调光信号VDCD2和箝位电压VH(例如，2.2V)中的更低一个作为电流设置信号VISET。
比较器1C将输入到其非反相输入端子(+)的内部模拟调光信号VDCD2与输入到其反相输入端子(-)的阈值电压VL(具有例如0.13V/0.17V的滞后)进行比较，以便生成内部使能信号EN。当VDCD2<VL时，内部使能信号EN变为低电平(＝执行强制重置时的逻辑电平)，并且当VDCD2>VL时，内部使能信号EN变为高电平(＝释放强制重置时逻辑电平)。当开关电源X被强制重置时，输出电流Io被关断以重置所有状态(异常标志)。
内部模拟调光信号VDCD2可以是与外部模拟调光信号VDCD1成比例的电压信号。特别地，外部模拟调光信号VDCD1和内部模拟调光信号VDCD2的值可以相等。因此，在以下描述中，外部模拟调光信号VDCD1和内部模拟调光信号VDCD2可以在不彼此区分的情况下共同简称为模拟调光信号VDCD。
图5是示出由LED驱动器IC 10执行的模拟调光控制的视图，其中从上到下依次描绘了电感器电流IL、感测电压Vsns和电流设置信号VISET。此外，该图中的水平轴指示模拟调光信号VDCD。
在LED驱动器IC 10中，引起电流设置信号VISET(并且因此感测电压Vsns)根据模拟调光信号VDCD线性地变化，并且因此可以调整电感器电流IL的平均值IL_ave(并且因此输出电流Io)。
参考该图，当输入等于或高于偏移信号Vofs电压的电压作为模拟调光信号VDCD时，感测电压Vsns保持线性地增加。当VDCD≤Vofs时，Vsns＝0V，并且因此LED负载Z的调光程度为0％(熄灭状态)。另一方面，当VDCD≥VH时，Vsns＝(VH-Vofs)/A，并且因此LED负载Z的调光程度为100％(完全点亮状态)。
当感测电压Vsns通过模拟光减少而连续地减小时，电感器电流IL的平均值IL_ave减小，并且因此电感器电流IL的谷值IL_val也减小。这里，当IL_val<0时，开关电源X经历从连续电流模式到不连续电流模式的转变。即使在这种情况下，基于同步整流方案驱动开关电源的输出级也实现先前描述的电感器平均电流控制的稳定实施。
如上所述，根据模拟调光信号VDCD线性地控制要用作误差放大器16的参考的电流设置信号VISET，并且因此可以实现LED负载Z的模拟调光。
然而，应当注意，需要前面描述的电平移位器1A用于将以接地电位GND作为参考的外部模拟调光信号VDCD1输入到以施加到SINN引脚的负电位(＝输出电压Vout)作为参考的小信号电路系统(包括误差放大器16)。
<电平移位器>
图6是示出电平移位器1A的配置示例的视图。该配置示例的电平移位器1A包括电流输出放大器A0以及电阻器A1和A2(电阻值：RA1和RA2)。此外，该图示出了作为先前描述的调节器19的组成元件的第一内部电源191和第二内部电源192。
第一内部电源191从输入到PINP引脚的电源电压VBB生成以施加到GNDIN引脚的接地电位GND作为参考的参考电压VREF5(例如，5V)作为内部电路电源和模拟调光/PWM调光设置电源。参考电压VREF5被供应给例如电流输出放大器A0。
第二内部电源192从输入到PINP引脚的电源电压VBB生成以施加到SINN引脚的负电位(＝输出电压Vout)作为参考的参考电压VDRV5(例如，5V)作为内部电路电源和内置MOSFET驱动电源。参考电压VDRV5被供应给例如误差放大器16。
电流输出放大器A0的非反相输入端子(+)连接到DCDIM引脚(＝外部模拟调光信号VDCD1的施加端子)。电流输出放大器A0的反相输入端子(-)和第一输出端子都连接到电阻器A1的第一端子。电流输出放大器A0的第二输出端子连接到电阻器A2的第一端子(＝内部模拟调光信号VDCD2的施加端子)。电阻器A1的第二端子连接到GNDIN引脚(＝接地电位GND的施加端子)。电阻器A2的第二端子连接到SINN引脚(＝低于接地电位GND的负电位的施加端子)。SINN引脚电连接到作为用于形成LED驱动器IC 10的部件的p型半导体衬底。
虽然该图为了便于解释而示出了其中电阻器A2的第一端子直接连接到误差放大器16的非反相输入端子(+)的示例，但是缓冲器1B可以如先前参考的示意图4中所示的那样置于电阻器A2的第一端子与误差放大器16的非反相输入端子(+)之间。
以这种方式连接的电流输出放大器A0分别通过其第一输出端子和第二输出端子输出第一输出电流I1和第二输出电流I2。电流输出放大器A0操作为使得其非反相输入端子(+)和反相输入端子(-)假想地短路，并且因此建立I1＝VDCD1/RA1。
此外，电流输出放大器A0通过使用电流镜复制第一输出电流I1，以便生成第二输出电流I2。也就是说，第二输出电流I2与第一输出电流I1成比例。特别地，第二输出电流I2的值可以等于第一输出电流I1的值。
第二输出电流I2经由电阻器A2流入SINN引脚。因此，通过电阻器A2的第一端子导出的内部模拟调光信号VDCD2是与第二输出电流I2相对应的电压信号(＝I2×RA2)，因此，当I1＝I2并且RA1＝RA2时，VDCD1＝VDCD2。
然而，内部模拟调光信号VDCD2与外部模拟调光信号VDCD1成比例就足够了。也就是说，可能存在I1≠I2或RA1≠RA2的情况。
如上所述，在该配置示例的电平移位器1A中，在电流输出放大器A0的非反相输入端子(+)处接受以GNDIN作为参考的外部模拟调光信号VDCD1，并且生成第一输出电流I1和第二输出电流I2，使得跨电阻器A2的电压与外部模拟调光信号VDCD1的电压一致，因此通过电阻器A2的第一端子输出以SINN作为参考的内部模拟调光信号VDCD2。
根据这样的配置，可以非常准确地执行从以GNDIN作为参考的外部模拟调光信号VDCD1到以SINN作为参考的内部模拟调光信号VDCD2的电平移位。因此，根据外部模拟调光信号VDCD1线性地控制要用作误差放大器16的参考的电流设置信号VISET，并且因此可以准确地执行LED负载Z的模拟调光。
<概述>
以下是到目前为止描述的各种实施例的概述。
例如，本说明书中公开的电平移位器具有如下配置，包括电流输出放大器、第一电阻器和第二电阻器，所述电流输出放大器被配置为分别通过其第一输出端子和第二输出端子输出第一输出电流和第二输出电流，所述第一电阻器被配置为连接在所述电流输出放大器的反相输入端子和所述第一输出端子中的每一个与接地电位的施加端子之间，所述第二电阻器被配置为连接在所述电流输出放大器的所述第二输出端子与低于所述接地电位的负电位的施加端子之间。在所述电平移位器中，在所述电流输出放大器的非反相输入端子处接受以所述接地电位作为参考的第一模拟信号，并且通过所述第二电阻器的一个端子输出以所述负电位作为参考的第二模拟信号(第一配置)。
根据上述第一配置的电平移位器可以具有如下配置，其中所述第二输出电流与所述第一输出电流成比例(第二配置)。
此外，根据上述第一或第二配置的电平移位器可以具有如下配置，其中所述第一电阻器和所述第二电阻器都具有相等的电阻值(第三配置)。
此外，本说明书中公开的半导体装置具有如下配置，包括接地电位端子、负电位端子和根据上述第一至第三配置中的任一个的电平移位器，所述接地电位端子被配置为接收施加到其的接地电位，所述负电位端子被配置为接收施加到其的负电位，其中所述半导体装置用作开关电源的部件(第四配置)。
根据上述第四配置的半导体装置可以具有如下配置，还包括输出反馈控制单元，所述输出反馈控制单元被配置为在接受与所述开关电源的输出电流相对应的感测电压和与所述第二模拟信号相对应的电流设置信号的输入时执行所述开关电源的驱动控制(第五配置)。
此外，根据上述第五配置的半导体装置可以具有如下配置，其中所述输出反馈控制单元包括电流感测放大器、误差放大器、振荡器、斜坡信号生成部、比较器、控制器和驱动器，所述电流感测放大器被配置为放大以所述负电位作为参考的所述感测电压以生成电流检测信号，所述误差放大器被配置为生成与所述电流检测信号和所述电流设置信号之间的差相对应的误差信号，所述振荡器被配置为以预定开关频率生成置位信号，所述斜坡信号生成部被配置为与所述置位信号同步地生成包括所述输出电流的交流分量的斜坡信号，所述比较器被配置为将所述误差信号与所述斜坡信号进行比较以便生成复位信号，所述控制器被配置为根据所述置位信号和所述复位信号生成控制信号，所述驱动器被配置为根据所述控制信号驱动所述开关电源的输出级(第六配置)。
此外，本说明书中公开的开关电源具有如下配置，包括输出级、感测电阻器和根据上述第四至第六配置中的任一个的半导体装置，所述输出级被配置为从具有正极性的输入电压生成具有负极性的输出电压，所述感测电阻器被配置为将所述输出电流转换为所述感测电压(第七配置)。
根据上述第七配置的开关电源可以具有如下配置，其中所述输出级包括高侧开关和低侧开关、电感器和电容器，所述高侧开关和所述低侧开关被配置为串联连接在所述输入电压的施加端子与所述输出电压的施加端子之间，并且生成矩形波形状的开关电压，所述电感器被配置为连接在所述开关电压的施加端子和所述接地电位的所述施加端子之间，所述电容器被配置为连接在所述输出电压的所述施加端子与所述接地电位的所述施加端子之间(第八配置)。
此外，本说明书中公开的发光装置具有如下配置，包括根据上述第七或第八配置的开关电源和发光元件，所述发光元件被配置为在接收到所述输出电流的供应时发光(第九配置)。
根据上述第九配置的发光装置可以具有如下配置，其中所述发光元件包括发光二极管，所述发光二极管被配置为具有连接到所述接地电位的所述施加端子的阳极和连接到所述输出电压的所述施加端子的阴极(第十配置)。
<其他变型例>
除了上述实施例之外，本说明书中公开的各种技术特征可以在不脱离其技术创造的主旨的情况下以各种方式进行修改。也就是说，上述实施例在所有方面都应被解释为说明性的而非限制性的。应当理解，本发明的技术范围不限于上述实施例，并且包括在与权利要求的意义和范围等同的意义和范围内的所有修改。
附图标记列表
1LED发光装置
10LED驱动器IC(半导体装置)
11H高侧开关(NMOSFET)
11L低侧开关(NMOSFET)
12H 高侧驱动器
12L 低侧驱动器
13控制器(RS触发器)
14 振荡器
15 电流感测放大器
16 误差放大器
17 斜坡信号生成部
18 比较器
19 调节器
191 第一内部电源
192 第二内部电源
1A 电平移位器
1B 缓冲器
1C 比较器
A0 电流输出放大器
A1、A2电阻器
C1至C7电容器
D1二极管
L1电感器
R1电阻器
Rs感测电阻器
THM热敏电阻器
X 开关电源
Z LED负载。

Claims (10)

1.一种电平移位器，包括：
电流输出放大器，所述电流输出放大器被配置为分别通过其第一输出端子和第二输出端子输出第一输出电流和第二输出电流；
第一电阻器，所述第一电阻器被配置为连接在所述电流输出放大器的反相输入端子和所述第一输出端子中的每一个与接地电位的施加端子之间；以及
第二电阻器，所述第二电阻器被配置为连接在所述电流输出放大器的所述第二输出端子与低于所述接地电位的负电位的施加端子之间，
其中，在所述电流输出放大器的非反相输入端子处接受以所述接地电位作为参考的第一模拟信号，并且通过所述第二电阻器的一个端子输出以所述负电位作为参考的第二模拟信号。
2.根据权利要求1所述的电平移位器，其中
所述第二输出电流与所述第一输出电流成比例。
3.根据权利要求1或2所述的电平移位器，其中
所述第一电阻器和所述第二电阻器都具有相等的电阻值。
4.一种半导体装置，包括：
接地电位端子，所述接地电位端子被配置为接收施加到所述接地电位端子的接地电位；
负电位端子，所述负电位端子被配置为接收施加到所述负电位端子的负电位；以及
根据权利要求1至3中任一项所述的电平移位器，
其中，所述半导体装置被配置为用作开关电源的部件。
5.根据权利要求4所述的半导体装置，还包括：
输出反馈控制单元，所述输出反馈控制单元被配置为在接受与所述开关电源的输出电流相对应的感测电压和与所述第二模拟信号相对应的电流设置信号的输入时执行所述开关电源的驱动控制。
6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中
所述输出反馈控制单元包括：
电流感测放大器，所述电流感测放大器被配置为放大以所述负电位作为参考的所述感测电压以生成电流检测信号；
误差放大器，所述误差放大器被配置为生成与所述电流检测信号和所述电流设置信号之间的差相对应的误差信号；
振荡器，所述振荡器被配置为以预定开关频率生成置位信号；
斜坡信号生成部，所述斜坡信号生成部被配置为与所述置位信号同步地生成包括所述输出电流的交流分量的斜坡信号；
比较器，所述比较器被配置为将所述误差信号与所述斜坡信号进行比较以便生成复位信号；
控制器，所述控制器被配置为根据所述置位信号和所述复位信号生成控制信号；以及
驱动器，所述驱动器被配置为根据所述控制信号驱动所述开关电源的输出级。
7.一种开关电源，包括：
输出级，所述输出级被配置为从具有正极性的输入电压生成具有负极性的输出电压；
感测电阻器，所述感测电阻器被配置为将所述输出电流转换为所述感测电压；以及
根据权利要求4至6中任一项所述的半导体装置。
8.根据权利要求7所述的开关电源，其中
所述输出级包括：
高侧开关和低侧开关，所述高侧开关和所述低侧开关被配置为串联连接在所述输入电压的施加端子与所述输出电压的施加端子之间，并且生成矩形波形状的开关电压；
电感器，所述电感器被配置为连接在所述开关电压的施加端子和所述接地电位的所述施加端子之间；以及
电容器，所述电容器被配置为连接在所述输出电压的所述施加端子与所述接地电位的所述施加端子之间。
9.一种发光装置，包括：
根据权利要求7或8所述的开关电源；以及
发光元件，所述发光元件被配置为在接收到输出电流的供应时发光。
10.根据权利要求9所述的发光装置，其中
所述发光元件包括发光二极管，所述发光二极管被配置为具有连接到所述接地电位的所述施加端子的阳极和连接到所述输出电压的所述施加端子的阴极。
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