JP2005110356A - Load driver and portable apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流−直流変換型の電源回路を用いて、電源電圧から変換された出力電圧により負荷を駆動する負荷駆動装置及びそれを用いた携帯機器に関する。 The present invention relates to a load driving device that drives a load with an output voltage converted from a power supply voltage using a DC-DC conversion type power supply circuit, and a portable device using the load driving device.
従来から、電源電圧と異なる電圧を発生する直流−直流変換型の電源回路を用いて負荷を駆動する負荷駆動装置が多く用いられている。この負荷駆動装置は、負荷を駆動するための電源回路から所定の出力電圧、出力電流を発生させるために、負荷に印加される負荷電圧や負荷に流れる負荷電流を検出して、電源回路の制御回路に帰還させる（特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a load driving apparatus that drives a load by using a DC-DC conversion type power supply circuit that generates a voltage different from the power supply voltage has been widely used. In order to generate a predetermined output voltage and output current from a power supply circuit for driving the load, this load driving device detects the load voltage applied to the load and the load current flowing through the load to control the power supply circuit. Return to the circuit (see Patent Document 1).
この従来の駆動装置では、制御電圧は入力電圧や負荷電圧を高抵抗で分圧して検出される。また、負荷電流は負荷に直列に接続された抵抗器の電圧降下によって検出される。この制御電圧や負荷電流を基準値と比較して電源回路からの出力電圧や出力電流を所定値に制御している。
携帯電話などの携帯型電子機器（携帯機器）では、所定の定電流で駆動されるべき負荷と所定電圧以上の電圧で駆動されるべき負荷とを駆動することが要求される場合がある。この場合には、従来はそれぞれの負荷に適した電源回路を個別に備えることが必要であった。したがって、それらの電源回路や負荷を含む電子機器の所要スペースが大きくなり、また、コスト増の要因となっていた。 In a portable electronic device (mobile device) such as a mobile phone, it may be required to drive a load to be driven with a predetermined constant current and a load to be driven with a voltage higher than a predetermined voltage. In this case, conventionally, it has been necessary to individually provide a power supply circuit suitable for each load. Therefore, the required space for the electronic devices including those power supply circuits and loads is increased, and the cost is increased.
そこで、本発明は、電源電圧から変換された出力電圧を発生する直流−直流変換型電源回路等の出力回路を用いて、定電流負荷を駆動する負荷電流を所定範囲に変化させるとともに、他の負荷のための出力電圧を所定値以上に保つようにして、要求される特性の異なる複数の負荷を駆動することができる負荷駆動装置、及びそれを用いた携帯機器を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention uses an output circuit such as a DC-DC conversion type power supply circuit that generates an output voltage converted from a power supply voltage, and changes the load current for driving the constant current load to a predetermined range. An object of the present invention is to provide a load driving device capable of driving a plurality of loads having different required characteristics by maintaining an output voltage for a load at a predetermined value or more, and a portable device using the load driving device. .
請求項１の負荷駆動装置は、電源電圧を変換して出力電圧として負荷に出力する出力回路と、この出力回路の出力電圧点と所定電圧点との間に直列に接続される、外部負荷を接続するための端子と、制御信号によって抵抗値が変化する可変抵抗手段と、前記外部負荷及び前記可変抵抗手段に流れる電流を検出するための電流検出手段とを備え、前記出力回路は、第１基準電圧と、前記電流検出手段からの第１検出電圧とが入力され、前記第１検出電圧が前記第１基準電圧に等しくなるように前記出力電圧を制御するとともに、前記可変抵抗手段は、前記出力電圧に応じた電圧が所定電圧以上では低抵抗であり、前記所定電圧以下になるにしたがって抵抗値が大きくなるように前記制御信号により制御されることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided an output circuit that converts a power supply voltage and outputs an output voltage to a load, and an external load connected in series between an output voltage point of the output circuit and a predetermined voltage point. A terminal for connection; variable resistance means whose resistance value changes according to a control signal; and current detection means for detecting current flowing through the external load and the variable resistance means. A reference voltage and a first detection voltage from the current detection means are input, and the output voltage is controlled so that the first detection voltage becomes equal to the first reference voltage. When the voltage corresponding to the output voltage is equal to or higher than a predetermined voltage, the resistance is low, and the resistance is controlled by the control signal so that the resistance value increases as the voltage becomes lower than the predetermined voltage.
請求項２の負荷駆動装置は、請求項１の負荷駆動装置において、前記出力電圧に応じた第２検出電圧と第２基準電圧とが入力され、前記制御信号を出力する誤差増幅手段を有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the load driving device according to the first aspect, further comprising error amplifying means for inputting the second detection voltage and the second reference voltage corresponding to the output voltage and outputting the control signal. It is characterized by.
請求項３の負荷駆動装置は、電源電圧を変換して出力電圧として負荷に出力する出力回路と、この出力回路の出力電圧点と所定電圧点との間に、外部負荷を接続するための端子と、前記外部負荷に直列に接続される定電流源とを備え、前記定電流源は、前記外部負荷に流すための電流を調整することができる可変電流型定電流源であり、前記出力回路は、基準電圧と、前記定電流源の降下電圧である第１検出電圧と、前記出力電圧に応じた第２検出電圧とが入力され、前記第１検出電圧と第２検出電圧のうちの低い方の検出電圧が前記基準電圧に等しくなるように前記出力電圧を制御することを特徴とする。 The load driving device according to claim 3 is a terminal for connecting an external load between an output voltage point of the output circuit and a predetermined voltage point, and an output circuit for converting a power supply voltage and outputting the output voltage to the load. And a constant current source connected in series to the external load, the constant current source being a variable current type constant current source capable of adjusting a current to flow to the external load, and the output circuit Is supplied with a reference voltage, a first detection voltage that is a voltage drop of the constant current source, and a second detection voltage corresponding to the output voltage, and the lower of the first detection voltage and the second detection voltage. The output voltage is controlled so that one of the detected voltages is equal to the reference voltage.
請求項４の負荷駆動装置は、請求項１乃至３記載の負荷駆動装置において、前記外部負荷は、少なくとも１つの発光ダイオードを含む発光ダイオード群であることを特徴とする。 A load driving device according to a fourth aspect is the load driving device according to the first to third aspects, wherein the external load is a light emitting diode group including at least one light emitting diode.
請求項５の負荷駆動装置は、請求項１乃至４記載の負荷駆動装置において、前記出力回路は、コイルと、このコイルへの通電をスイッチングするスイッチを有するスイッチング電源回路であることを特徴とする。 The load driving device according to claim 5 is the load driving device according to any of claims 1 to 4, wherein the output circuit is a switching power supply circuit having a coil and a switch for switching energization to the coil. .
請求項６の携帯機器は、請求項１乃至５記載の負荷駆動装置を用いていることを特徴とする。 A portable device according to a sixth aspect uses the load driving device according to the first to fifth aspects.
本発明によれば、電源電圧から変換された出力電圧を発生する直流−直流変換型電源回路等の出力回路を用いて、定電流負荷を駆動する負荷電流を所定範囲に変化させるとともに、他の負荷のために出力電圧を所定値以上に保つようにして、要求される特性の異なる複数の負荷を駆動することができる。 According to the present invention, a load current for driving a constant current load is changed to a predetermined range using an output circuit such as a DC-DC conversion type power supply circuit that generates an output voltage converted from a power supply voltage, and A plurality of loads having different required characteristics can be driven by maintaining the output voltage at a predetermined value or higher for the load.
また、流れる電流で動作点が決まる定電流負荷、例、発光ダイオード群に直列に電流値が調整できる定電流源を接続することにより、その定電流負荷で要求される電流を、安定して負荷に流すことができる。 In addition, by connecting a constant current load whose operating point is determined by the flowing current, for example, a constant current source whose current value can be adjusted in series, to a group of light emitting diodes, the current required for the constant current load can be stably loaded. Can be shed.
また、出力電圧が所定電圧以上のときには、定電流源の降下電圧が、その定電流源が安定して動作できる電圧値に設定された基準電圧に等しくなるように、直流ー直流変換型電源回路の出力電圧が制御される。したがって、定電流負荷である発光ダイオード群に特性のばらつきがあっても予定の発光量のために必要な電流が流れるように、出力回路の出力電圧は、自動調整される。 In addition, when the output voltage is equal to or higher than the predetermined voltage, the DC-DC conversion type power supply circuit so that the voltage drop of the constant current source is equal to the reference voltage set to a voltage value at which the constant current source can operate stably. Output voltage is controlled. Accordingly, the output voltage of the output circuit is automatically adjusted so that a current necessary for a predetermined light emission amount flows even if there is a variation in characteristics among the light emitting diode groups that are constant current loads.
また、定電流源の電流設定値の調整に原因して、出力電圧が所定電圧以下に低下しようとするときにも、出力電圧は所定電圧を維持するように制御されるから、他の負荷の駆動に必要な所定電圧を出力することができる。 In addition, because the output voltage is controlled to maintain the predetermined voltage even when the output voltage is about to fall below the predetermined voltage due to the adjustment of the current set value of the constant current source, the output voltage is controlled to maintain the predetermined voltage. A predetermined voltage required for driving can be output.
以下、本発明の負荷駆動装置の実施の形態について、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る負荷駆動装置の構成を示す図である。 Hereinafter, embodiments of a load driving device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a load driving device according to a first embodiment of the present invention.
図１において、スイッチング電源回路１００は、入力される電源電圧Ｖｃｃを昇圧して、昇圧された出力電圧Ｖｏを出力する昇圧型の電源回路である。
In FIG. 1, a switching
電源電圧Ｖｃｃとグランド間にコイルＬ１とＮ型ＭＯＳトランジスタ（以下、Ｎ型トランジスタ）であるスイッチＱ１が直列に接続される。その直列接続点Ａから、整流用ダイオードＤと平滑用コンデンサＣ１とにより、直列接続点Ａの電圧が整流し平滑されて、出力電圧Ｖｏとして出力される。なお、電圧は、特に断らない場合には、グランドに対する電位である。 A coil L1 and a switch Q1, which is an N-type MOS transistor (hereinafter referred to as an N-type transistor), are connected in series between the power supply voltage Vcc and the ground. From the series connection point A, the voltage at the series connection point A is rectified and smoothed by the rectifying diode D and the smoothing capacitor C1, and output as the output voltage Vo. Note that the voltage is a potential with respect to the ground unless otherwise specified.
出力電圧Ｖｏ点とグランドとの間に、所定の定電流で駆動される第１の外部負荷（以下、第１負荷）１０と、制御信号によって抵抗値が変化する可変抵抗手段としてのＮ型トランジスタＱ２と、電流検出手段である抵抗Ｒ１とが直列に接続される。第１負荷１０は流れる電流で動作点が決まる負荷であり、第１負荷１０には設定された所定の駆動電流Ｉｏが流れる。そして、抵抗Ｒ１の降下電圧が第１検出電圧Ｖｄｅｔ１となる。
A first external load (hereinafter referred to as a first load) 10 driven with a predetermined constant current between the output voltage Vo point and the ground, and an N-type transistor as a variable resistance means whose resistance value changes according to a control signal Q2 and a resistor R1, which is a current detection means, are connected in series. The
制御回路Ｃｏｎｔは、第１検出電圧Ｖｄｅｔ１と基準電圧源Ｂ１からの第１基準電圧Ｖｒｅｆ１とが入力され、第１検出電圧Ｖｄｅｔ１が第１基準電圧Ｖｒｅｆ１に等しくなるように、スイッチＱ１をスイッチング制御するためのスイッチング信号を発生する。ここでは、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１と第１検出電圧Ｖｄｅｔ１との差を増幅して出力するエラーアンプＥａｍｐと、このエラーアンプＥａｍｐの出力に基づいてＰＷＭ信号を形成してスイッチング信号として出力するパルス幅変調制御回路Ｐｗｍを含んで構成されている。 The control circuit Cont performs switching control of the switch Q1 so that the first detection voltage Vdet1 and the first reference voltage Vref1 from the reference voltage source B1 are input and the first detection voltage Vdet1 becomes equal to the first reference voltage Vref1. For generating a switching signal. Here, an error amplifier Eamp that amplifies and outputs the difference between the first reference voltage Vref1 and the first detection voltage Vdet1, and a pulse width that forms a PWM signal based on the output of the error amplifier Eamp and outputs it as a switching signal. A modulation control circuit Pwm is included.
第１負荷１０は、端子Ｐ１と端子Ｐ２との間に接続される。本発明は、負荷駆動装置の第１負荷１０及び他の負荷をも含めて、携帯機器などの電子機器として構成することができる。この場合には、端子Ｐ１、Ｐ２は省略されることもある。
The
第１負荷１０としては、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３が用いられる。この発光ダイオードＬＥＤは、例えば白色発光ダイオードであり、ＬＣＤ（液晶表示パネル）のバックライト用等に用いられる。したがって、図１では３個の直列の例を示しているが、異なった数の直列接続、並列接続、或いは直並列接続など、その必要とされる発光エリアや発光量などに応じて、その組み合わせは種々の形態がある。
As the
この発光ダイオードＬＥＤの電流ー電圧特性が図２に示されている。この特性は、白色発光ダイオードＬＥＤの電流Ｉｆ−電圧Ｖｆ特性の例である。この図２は、横軸が対数表示の電流Ｉｆであり、縦軸が電圧Ｖｆである。この発光ダイオードＬＥＤは、電流Ｉｆが２０ｍＡ（図中Ａ点）〜１．５ｍＡ（図中Ｂ点）の範囲で発光する。この電流Ｉｆを変化させることにより、その電流Ｉｆの大きさに応じて発光ダイオードＬＥＤからの発光量が変化する。 The current-voltage characteristics of the light emitting diode LED are shown in FIG. This characteristic is an example of the current If-voltage Vf characteristic of the white light emitting diode LED. In FIG. 2, the horizontal axis represents the logarithmic display current If, and the vertical axis represents the voltage Vf. The light emitting diode LED emits light in a current If range of 20 mA (point A in the figure) to 1.5 mA (point B in the figure). By changing the current If, the amount of light emitted from the light emitting diode LED changes according to the magnitude of the current If.
電流Ｉｆを２０ｍＡで使用すると、同図中のＡ点で示されるように、電流２０ｍＡ、電圧３．４Ｖで動作する。しかし、各々の発光ダイオードＬＥＤの特性は一律でなく、同じ電流２０ｍＡでもその電圧は、例えば３．４Ｖ〜４．０Ｖ程度の範囲でばらつく。 When the current If is used at 20 mA, it operates at a current of 20 mA and a voltage of 3.4 V as indicated by point A in FIG. However, the characteristics of each light emitting diode LED are not uniform, and the voltage varies within a range of, for example, about 3.4 V to 4.0 V even with the same current of 20 mA.
再び、図１に戻って説明する。出力電圧Ｖｏ点とグランドとの間に、所定電圧Ｖｌ以上の電圧で駆動される第２の外部負荷（以下、第２負荷）２０が接続される。 Again, returning to FIG. Between the output voltage Vo point and the ground, a second external load (hereinafter referred to as a second load) 20 driven by a voltage equal to or higher than a predetermined voltage Vl is connected.
この出力電圧Ｖｏを検出するために、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とによる抵抗分圧回路が設けられ、その分圧電圧が第２検出電圧Ｖｄｅｔ２となる。誤差増幅器ＥＡは、非反転入力端子（＋）に第２検出電圧Ｖｄｅｔ２が入力され、反転入力端子（−）に基準電圧源Ｂ２からの第２基準電圧Ｖｒｅｆ２が入力される。これら第２検出電圧Ｖｄｅｔ２と第２基準電圧Ｖｒｅｆ２とが誤差増幅器ＥＡで比較され、その差に応じた制御信号がＮ型トランジスタＱ２のゲートに印加される。 In order to detect the output voltage Vo, a resistance voltage dividing circuit including a resistor R2 and a resistor R3 is provided, and the divided voltage becomes the second detection voltage Vdet2. In the error amplifier EA, the second detection voltage Vdet2 is input to the non-inverting input terminal (+), and the second reference voltage Vref2 from the reference voltage source B2 is input to the inverting input terminal (−). The second detection voltage Vdet2 and the second reference voltage Vref2 are compared by the error amplifier EA, and a control signal corresponding to the difference is applied to the gate of the N-type transistor Q2.
第２基準電圧Ｖｒｅｆ２は、第２負荷２０を所定電圧Ｖｌ以上の電圧で駆動するために、所定電圧Ｖｌを抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧した電圧（＝Ｖｌ×Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３））に設定されている。したがって、Ｎ型トランジスタＱ２は、出力電圧Ｖｏが所定電圧Ｖｌより高いときにはスイッチオン状態に制御され、その抵抗値は極めて小さくなっている。即ち、ショート状態になっている。一方、出力電圧Ｖｏが所定電圧Ｖｌより低くなると、Ｎ型トランジスタＱ２の抵抗値は増加する。このようにして、Ｎ型トランジスタＱ２は、制御信号によって抵抗値が変化する可変抵抗手段として機能する。
The second reference voltage Vref2 is set to a voltage (= Vl × R3 / (R2 + R3)) obtained by dividing the predetermined voltage Vl by the resistors R2 and R3 in order to drive the
このように構成された負荷駆動装置の動作を、駆動電流Ｉｏと出力電圧Ｖｏとの特性を示す図３をも参照して説明する。この負荷駆動装置では、図３のように、駆動電流Ｉｏが所定値Ｉｏｌ以下では、出力電圧Ｖｏは所定電圧Ｖｌに維持されるように動作する。また、駆動電流Ｉｏが所定値Ｉｏｌを越えると、出力電圧Ｖｏは駆動電流Ｉｏの増加とともに大きくなる。 The operation of the thus configured load driving apparatus will be described with reference to FIG. 3 showing the characteristics of the driving current Io and the output voltage Vo. As shown in FIG. 3, the load driving device operates so that the output voltage Vo is maintained at the predetermined voltage Vl when the driving current Io is equal to or less than the predetermined value Iol. When the drive current Io exceeds the predetermined value Iol, the output voltage Vo increases as the drive current Io increases.
まず、第１負荷１０である発光ダイオードに流す駆動電流Ｉｏに対応する第１基準電圧Ｖｒｅｆ１（Ｖｒｅｆ１＝Ｉｏ×Ｒ１）を設定する。このときの駆動電流Ｉｏは、所定値Ｉｏｌより大きい値に設定されていることを想定する。
First, the first reference voltage Vref1 (Vref1 = Io × R1) corresponding to the drive current Io flowing through the light emitting diode as the
スイッチング電源回路１００は、第１検出電圧Ｖｄｅｔ１が第１基準電圧Ｖｒｅｆ１に等しくなるように、スイッチＱ１のオンオフスイッチング制御が開始される。これにより、出力電圧Ｖｏが徐々に上昇する。
In the switching
出力電圧Ｖｏが所定電圧Ｖｌより小さい間は、第２検出電圧Ｖｄｅｔ２は第２基準電圧Ｖｒｅｆ２より小さい。それ故に、Ｎ型トランジスタＱ２はオン状態にはならず、高抵抗である。したがって、駆動電流Ｉｏは十分には流れないから第１検出電圧Ｖｄｅｔ１は第１基準電圧Ｖｒｅｆ１より小さく、出力電圧Ｖｏは徐々に上昇していく。 While the output voltage Vo is smaller than the predetermined voltage Vl, the second detection voltage Vdet2 is smaller than the second reference voltage Vref2. Therefore, the N-type transistor Q2 is not turned on and has a high resistance. Therefore, since the drive current Io does not flow sufficiently, the first detection voltage Vdet1 is smaller than the first reference voltage Vref1, and the output voltage Vo gradually increases.
出力電圧Ｖｏが上昇して、その結果、第１検出電圧Ｖｄｅｔ１と第１基準電圧Ｖｒｅｆ１とが等しくなる。この状態では、予定された駆動電流Ｉｏが第１負荷１０である発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３に流れる。これにより、発光ダイオードは、所定の発光量で発光する。
The output voltage Vo increases, and as a result, the first detection voltage Vdet1 and the first reference voltage Vref1 become equal. In this state, the planned drive current Io flows through the light emitting diodes LED <b> 1 to LED <b> 3 that are the
このとき、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の特性がばらついていたとしても、出力電圧Ｖｏがそのばらつきに応じて所定値からばらつくだけであり、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３からの発光の制御には格別の影響はない。したがって、出力電圧Ｖｏは、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１と等しい第１検出電圧Ｖｄｅｔ１に、その時点での駆動電流Ｉｏに応じた発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の降下電圧Ｖｌｅｄ（＝３×Ｖｆ）を加えた大きさになる。 At this time, even if the characteristics of the light emitting diodes LED1 to LED3 vary, the output voltage Vo only varies from a predetermined value according to the variation, and there is no particular influence on the control of the light emission from the light emitting diodes LED1 to LED3. Absent. Therefore, the output voltage Vo is a magnitude obtained by adding the drop voltage Vled (= 3 × Vf) of the light emitting diodes LED1 to LED3 corresponding to the drive current Io at that time to the first detection voltage Vdet1 equal to the first reference voltage Vref1. It will be.
このときの出力電圧Ｖｏは、所定電圧Ｖｌよりも大きい。したがって、出力電圧Ｖｏを分圧した第２検出電圧Ｖｄｅｔ２は、第２基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも大きい。これにより、Ｎ型トランジスタＱ２は誤差増幅器ＥＡからの制御信号により、オン状態となっている。その抵抗値は、極めて小さい値であり、Ｎ型トランジスタＱ２はショートされた状態と言って良い。 At this time, the output voltage Vo is larger than the predetermined voltage Vl. Therefore, the second detection voltage Vdet2 obtained by dividing the output voltage Vo is higher than the second reference voltage Vref2. Thus, the N-type transistor Q2 is turned on by the control signal from the error amplifier EA. The resistance value is an extremely small value, and it can be said that the N-type transistor Q2 is short-circuited.
次に、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３からの発光量を大きい方に変更する場合には、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１を大きくすることにより駆動電流Ｉｏを大きくする。駆動電流Ｉｏを大きくすると、それに応じて発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３からの発光量が多くなる。これとともに、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の降下電圧Ｖｌｅｄも、図２の特性に依って大きくなる。なお、図３の出力電圧Ｖｏの傾きは、図２のＩｆ−Ｖｆ特性に従う。 Next, when the light emission amount from the light emitting diodes LED1 to LED3 is changed to a larger one, the drive current Io is increased by increasing the first reference voltage Vref1. When the drive current Io is increased, the amount of light emitted from the light emitting diodes LED1 to LED3 increases accordingly. Along with this, the drop voltage Vled of the light emitting diodes LED1 to LED3 also increases depending on the characteristics of FIG. The slope of the output voltage Vo in FIG. 3 follows the If-Vf characteristic in FIG.
したがって、駆動電流Ｉｏの増加に応じて発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の降下電圧Ｖｌｅｄが大きくなるから、出力電圧Ｖｏは図３のような特性で大きくなる。 Therefore, the drop voltage Vled of the light emitting diodes LED1 to LED3 increases as the drive current Io increases, and the output voltage Vo increases with the characteristics shown in FIG.
逆に、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３からの発光量を小さく変更する場合には、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１を小さくすることにより駆動電流Ｉｏを小さくする。駆動電流Ｉｏを小さくすると、それに応じて発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３からの発光量が少なくなる。これとともに、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の降下電圧Ｖｌｅｄも、図２の特性に依って小さくなっていく。 Conversely, when the light emission amount from the light emitting diodes LED1 to LED3 is changed to be small, the drive current Io is reduced by reducing the first reference voltage Vref1. When the drive current Io is reduced, the amount of light emitted from the light emitting diodes LED1 to LED3 decreases accordingly. Along with this, the drop voltage Vled of the light emitting diodes LED1 to LED3 also decreases according to the characteristics of FIG.
このときの駆動電流Ｉｏが所定値Ｉｏｌより小さい値に設定されると、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の降下電圧Ｖｌｅｄが少なくなるから、出力電圧Ｖｏは所定電圧Ｖｌより低くなろうとする。 If the drive current Io at this time is set to a value smaller than the predetermined value Iol, the drop voltage Vled of the light emitting diodes LED1 to LED3 decreases, so the output voltage Vo tends to be lower than the predetermined voltage Vl.
しかし、このときには、第２検出電圧Ｖｄｅｔ２が、第２基準電圧Ｖｒｅｆ２と等しく、或いはそれより低くなる。したがって、誤差増幅器ＥＡからのＮ型トランジスタＱ２への制御信号により、Ｎ型トランジスタＱ２の抵抗値Ｒｓは増加する。 However, at this time, the second detection voltage Vdet2 is equal to or lower than the second reference voltage Vref2. Therefore, the resistance value Rs of the N-type transistor Q2 is increased by the control signal from the error amplifier EA to the N-type transistor Q2.
このＮ型トランジスタＱ２の抵抗値Ｒｓの増加によって、駆動電流Ｉｏは減少し、第１検出電圧Ｖｄｅｔ１は減少する。電源回路１００は、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１に第１検出電圧Ｖｄｅｔ１が等しくなるように動作する。したがって、出力電圧Ｖｏは、駆動電流ＩｏとＮ型トランジスタＱ２の抵抗値Ｒｓとの積である電圧降下分だけ上昇する。
As the resistance value Rs of the N-type transistor Q2 increases, the drive current Io decreases and the first detection voltage Vdet1 decreases. The
この結果、駆動電流Ｉｏが所定値Ｉｏｌよりも小さく設定される場合には、Ｎ型トランジスタＱ２が可変抵抗手段として機能して、出力電圧Ｖｏは所定電圧Ｖｌに維持される。 As a result, when the drive current Io is set smaller than the predetermined value Iol, the N-type transistor Q2 functions as variable resistance means, and the output voltage Vo is maintained at the predetermined voltage Vl.
Ｎ型トランジスタＱ２では、その電圧降下分Ｉｏ×Ｒｓの損失は発生するが、第２負荷２０には所定電圧Ｖｌ以上の出力電圧Ｖｏが供給される。
In the N-type transistor Q2, a loss of the voltage drop Io × Rs occurs, but the output voltage Vo equal to or higher than the predetermined voltage Vl is supplied to the
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る負荷駆動装置の構成を示す図である。図４においては、可変抵抗手段としてのＮ型トランジスタＱ２及びこれを制御するための誤差増幅器ＥＡ、基準電圧源Ｂ２を削除している。この削除に伴い、制御回路ＣｏｎｔのエラーアンプＥａｍｐを３入力型のものとしている。 FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the load driving device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the N-type transistor Q2 serving as variable resistance means, the error amplifier EA for controlling this, and the reference voltage source B2 are omitted. Along with this deletion, the error amplifier Eamp of the control circuit Cont is a three-input type.
エラーアンプＥａｍｐの第１の非反転入力端子（＋）には第１検出電圧Ｖｄｅｔ１が入力され、その第２の非反転入力端子（＋）には第２検出電圧Ｖｄｅｔ１が入力される。エラーアンプＥａｍｐの反転入力端子（−）には第１基準電圧Ｖｒｅｆ１が入力される。 The first detection voltage Vdet1 is input to the first non-inverting input terminal (+) of the error amplifier Eamp, and the second detection voltage Vdet1 is input to the second non-inverting input terminal (+). The first reference voltage Vref1 is input to the inverting input terminal (−) of the error amplifier Eamp.
このエラーアンプＥａｍｐは、第１及び第２の非反転入力端子（＋）に入力される第１及び第２検出電圧Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２のうちの低い方の電圧が自動的に選択されて、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較される。 The error amplifier Eamp automatically selects the lower one of the first and second detection voltages Vdet1 and Vdet2 input to the first and second non-inverting input terminals (+), and It is compared with the reference voltage Vref1.
また、図４では、駆動電流検出手段として、図１の抵抗Ｒ１に代えて、電流値が可変型の定電流源Ｉ１が設けられている。 In FIG. 4, a constant current source I1 having a variable current value is provided as a drive current detecting means instead of the resistor R1 in FIG.
図５は、定電流源Ｉ１の回路構成の例を示す図である。この図５において、電源電圧Ｖｃｃとグランド間に定電流回路Ｉ１１とＮ型トランジスタＱ３とが直列に接続されている。このＮ型トランジスタＱ３のドレインとゲートが直接接続されている。また、駆動電流Ｉｏを流すためのＮ型トランジスタＱ４が設けられている。このＮ型トランジスタＱ４のゲートがＮ型トランジスタＱ３のゲートに接続されて、カレントミラー回路を構成している。Ｎ型トランジスタＱ４のドレインは、端子Ｐ２及びエラーアンプＥａｍｐの第２非反転入力端子（＋）に接続される。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the constant current source I1. In FIG. 5, a constant current circuit I11 and an N-type transistor Q3 are connected in series between a power supply voltage Vcc and the ground. The drain and gate of this N-type transistor Q3 are directly connected. In addition, an N-type transistor Q4 for allowing the drive current Io to flow is provided. The gate of the N-type transistor Q4 is connected to the gate of the N-type transistor Q3 to constitute a current mirror circuit. The drain of the N-type transistor Q4 is connected to the terminal P2 and the second non-inverting input terminal (+) of the error amplifier Eamp.
この図５で、定電流回路Ｉ１１の電流を調整することにより、Ｎ型トランジスタＱ４を流れる駆動電流Ｉｏの大きさを所望の値に設定する。 In FIG. 5, by adjusting the current of the constant current circuit I11, the magnitude of the drive current Io flowing through the N-type transistor Q4 is set to a desired value.
定電流源Ｉ１は、それに使用しているトランジスタの飽和電圧（約０．３Ｖ）以上の電圧があれば定電流動作できる。その飽和電圧（約０．３Ｖ）を越える部分の電圧は、定電流源Ｉ１の内部での損失分（即ち、損失は、電圧×電流）になる。定電流源Ｉ１の降下電圧である第１基準電圧Ｖｄｅｔ１が第１基準電圧Ｖｒｅｆになるように、電源回路の出力電圧Ｖｏが制御される。したがって、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１は、定電流源Ｉ１に使用しているトランジスタの飽和電圧（約０．３Ｖ）に若干の余裕分の電圧を見込んだ値に設定される。 The constant current source I1 can operate at a constant current if there is a voltage equal to or higher than the saturation voltage (about 0.3 V) of the transistor used in the constant current source I1. The portion of the voltage exceeding the saturation voltage (about 0.3 V) is a loss in the constant current source I1 (that is, the loss is voltage × current). The output voltage Vo of the power supply circuit is controlled so that the first reference voltage Vdet1 that is the voltage drop of the constant current source I1 becomes the first reference voltage Vref. Therefore, the first reference voltage Vref1 is set to a value that allows a slight margin of voltage to the saturation voltage (about 0.3 V) of the transistor used for the constant current source I1.
一方、第２検出電圧Ｖｄｅｔ２は、出力電圧Ｖｏが所定電圧Ｖｌのときに、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１に見合うように、抵抗Ｒ２、Ｒ３の分圧比を設定する。即ち、Ｖｌ×Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）＝Ｖｒｅｆ１。 On the other hand, the second detection voltage Vdet2 sets the voltage division ratio of the resistors R2 and R3 so as to match the first reference voltage Vref1 when the output voltage Vo is the predetermined voltage Vl. That is, Vl × R3 / (R2 + R3) = Vref1.
図４のその他の構成は、図１の第１の実施の形態におけるものと同様である。 The other configurations in FIG. 4 are the same as those in the first embodiment in FIG.
この図４の負荷駆動回路では、定電流源Ｉ１の降下電圧である第１検出電圧Ｖｄｅｔ１と、出力電圧Ｖｏを分圧した第２検出電圧Ｖｄｅｔ２のうちの低い方の電圧が自動的に選択されて、電源回路１００のスイッチング制御が行われる。
In the load driving circuit of FIG. 4, the lower one of the first detection voltage Vdet1 which is a voltage drop of the constant current source I1 and the second detection voltage Vdet2 obtained by dividing the output voltage Vo is automatically selected. Thus, switching control of the
この図４の負荷駆動装置においても、図１の第１の実施の形態と同様の出力特性を得ることができる。即ち、駆動電流Ｉｏと出力電圧Ｖｏとの特性を示す図３を参照して、駆動電流Ｉｏが所定値Ｉｏｌ以下では、出力電圧Ｖｏは所定電圧Ｖｌに維持されるように動作する。また、駆動電流Ｉｏが所定値Ｉｏｌを越えると、出力電圧Ｖｏは駆動電流Ｉｏの増加とともに大きくなる。 Also in the load driving device of FIG. 4, the same output characteristics as those of the first embodiment of FIG. 1 can be obtained. That is, referring to FIG. 3 showing the characteristics of drive current Io and output voltage Vo, when drive current Io is equal to or smaller than a predetermined value Iol, operation is performed so that output voltage Vo is maintained at predetermined voltage Vl. When the drive current Io exceeds the predetermined value Iol, the output voltage Vo increases as the drive current Io increases.
なお、図１の電流検出手段である抵抗Ｒ１に代えて、図５の定電流源Ｉ１を用いることができる。この場合には、定電流源Ｉ１を電流設定値が可変できるものとし、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１は固定値でよい。 Note that the constant current source I1 of FIG. 5 can be used in place of the resistor R1 which is the current detection means of FIG. In this case, the constant current source I1 is assumed to have a variable current setting value, and the first reference voltage Vref1 may be a fixed value.
１００ 電源回路
１０、２０ 負荷
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３ 発光ダイオード
Ｌ１ コイル
Ｃ１ 平滑用コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
Ｑ１ スイッチ
Ｃｏｎｔ 制御回路
Ｂ１、Ｂ２ 基準電圧源
Ｉ１ 定電流源
Ｉ１１ 定電流回路
Ｑ２〜Ｑ４ Ｎ型ＭＯＳトランジスタ
ＥＡ 誤差増幅器
Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗
Ｖｃｃ 入力電源電圧
Ｖｏ 出力電圧
Ｉｏ 駆動電流
Ｖｌｅｄ 発光ダイオード降下電圧
Ｖｄｅｔ１、Ｖｄｅｔ２ 検出電圧
Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２ 基準電圧
100
Claims (6)
前記出力回路は、第１基準電圧と、前記電流検出手段からの第１検出電圧とが入力され、前記第１検出電圧が前記第１基準電圧に等しくなるように前記出力電圧を制御するとともに、
前記可変抵抗手段は、前記出力電圧に応じた電圧が所定電圧以上では低抵抗であり、前記所定電圧以下になるにしたがって抵抗値が大きくなるように前記制御信号により制御されることを特徴とする、負荷駆動装置。 An output circuit that converts the power supply voltage and outputs the output voltage to the load, a terminal connected in series between the output voltage point of the output circuit and a predetermined voltage point, and a control signal Variable resistance means whose resistance value changes according to the above, and current detection means for detecting the current flowing through the external load and the variable resistance means,
The output circuit receives a first reference voltage and a first detection voltage from the current detection means, and controls the output voltage so that the first detection voltage becomes equal to the first reference voltage.
The variable resistance means is controlled by the control signal so that a resistance corresponding to the output voltage is low when the voltage is equal to or higher than a predetermined voltage, and a resistance value is increased as the voltage becomes lower than the predetermined voltage. , Load driving device.
前記定電流源は、前記外部負荷に流すための電流を調整することができる可変電流型定電流源であり、
前記出力回路は、基準電圧と、前記定電流源の降下電圧である第１検出電圧と、前記出力電圧に応じた第２検出電圧とが入力され、前記第１検出電圧と第２検出電圧のうちの低い方の検出電圧が前記基準電圧に等しくなるように前記出力電圧を制御することを特徴とする、負荷駆動装置。 An output circuit that converts a power supply voltage and outputs it to a load as an output voltage, a terminal for connecting an external load between the output voltage point of the output circuit and a predetermined voltage point, and a serial connection to the external load A constant current source,
The constant current source is a variable current type constant current source capable of adjusting a current to flow to the external load,
The output circuit receives a reference voltage, a first detection voltage that is a voltage drop of the constant current source, and a second detection voltage corresponding to the output voltage, and the first detection voltage and the second detection voltage The load driving device, wherein the output voltage is controlled so that a lower detection voltage of the two becomes equal to the reference voltage.
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