JP2005318787A - 昇圧制御装置およびそれを用いた電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バッテリ電圧を昇圧して負荷に供給する装置において、バッテリ寿命を延ばす。
【解決手段】 チャージポンプ回路１２は、バッテリ１１の電圧を昇圧して、ＬＥＤ１３の駆動電圧を生成する。定電流回路１４は、ＬＥＤ１３に流すための定電流を生成する。監視回路１１０は、ＬＥＤ１３のカソード側の電位、即ち定電流回路１４の両端電圧を監視する。制御回路１００は、監視回路１１０から監視結果を受け、定電流回路１４の両端電圧が定電流を保証する最低電圧を下回った場合、チャージポンプ回路１２の昇圧率を上げる。また制御回路１００は、外部から指定される定電流値を定電流回路１４に設定する。指定される定電流値が大きい値から小さい値に変更されたとき、チャージポンプ回路の昇圧率を１．０倍に戻す。
【選択図】 図１

Description

この発明は、バッテリ電源を昇圧して負荷に供給するための昇圧回路を制御する昇圧制御装置、およびそれを含む電子装置に関する。

携帯電話機やＰＤＡ（Personal Data Assistant）などの電池駆動型の携帯機器には、各種のＬＥＤ（Light-Emitting Diode）素子が使用されている。このＬＥＤ素子は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）のバックライトなどに使用されている。上記携帯機器に搭載される電池は、リチウムイオン電池を用いることが一般的である。このリチウムイオン電池は、３．１〜４．２Ｖ程度の電池電圧を生成する。白色のＬＥＤは、３．３〜４．０Ｖ程度の駆動電圧を必要とする。そこで、電池電圧を昇圧するチャージポンプ回路が必要となる。特許文献１は、チャージポンプ型のＤＣ−ＤＣコンバータの制御方式について開示する。
特開平１０−２１５５６４号公報

上記特許文献１の段落番号００２９には、出力電流の大小を検知することにより自動的に制御すると記載されている。しかしながら、単に出力電流をモニタし昇圧率を可変する場合、例えばＬＥＤといった負荷の電圧降下量に関係なく昇圧率が変更されるため、バッテリの損失が大きかった。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたもので、その目的は、バッテリ電圧を昇圧して負荷に供給する装置において、バッテリ寿命を延ばす点にある。

本発明のある態様は昇圧制御装置に関する。この昇圧制御装置は、所定の電圧を昇圧して、目的の負荷を駆動する電圧を生成する昇圧回路と、負荷に流すための定電流を生成する定電流回路と、定電流回路の両端電圧を監視する監視回路と、昇圧回路の昇圧率を制御する制御回路と、を備える。制御回路は、監視回路による監視の結果、定電流回路の両端電圧が定電流を保証する最低電圧に満たないとき、昇圧回路の昇圧率を上げる。

この昇圧制御装置によれば、バッテリ電圧や昇圧回路の出力電圧を監視するのではなく、定電流回路の両端電圧を監視することにより、ＬＥＤ等の負荷の電圧降下量に関係なく、負荷の定電流駆動が行われていない場合に昇圧率を上げる。よって、バッテリ電源を効率よく使用することができ、バッテリ寿命を延ばすことができる。例えば、昇圧回路の出力電圧が低下した場合でも、負荷の電圧降下量が低いときは昇圧率を変更しない。また、所定の電圧には、バッテリ電圧に限らず、定電圧回路の出力電圧を含む。昇圧回路には、負の昇圧回路も含む。

制御回路は、定電流回路の生成する定電流値を外部から指示され、定電流値を定電流回路に設定し、指定される定電流値が大きい値から小さい値に変更されたとき、昇圧回路の昇圧率を下げてもよい。外部から指定される定電流値が大きい値から小さい値に変更されたとき、即ち負荷の駆動電流による電圧降下量が下がる場合に、昇圧率を下げることにより、本装置を比較的安定動作させることができる。

監視回路は、定電流回路の監視に先立ち、負荷が接続されているか否かを判定し、負荷が接続されていない場合、負荷に対応する定電流回路の監視を行わないとよい。負荷が接続されていない場合に、監視回路が常に異常を検出し、昇圧率が上がってしまう事態を事前に防止することができる。この判定を監視回路により兼用して行うことにより回路を簡素化することができる。

監視回路は、昇圧回路の起動時の所定の期間において、定電流回路の両端の電圧が最低電圧に満たないとき、当該定電流回路の電圧監視を停止してもよい。

本発明の別の態様も昇圧制御装置に関する。この昇圧制御装置は、バッテリ電圧を昇圧して、目的の負荷を駆動する電圧を生成する昇圧回路と、負荷に流すための定電流を生成する定電流回路と、定電流回路の両端電圧を監視する監視回路と、昇圧回路の昇圧率を制御する制御回路と、昇圧回路の出力電圧を監視する保護回路と、を有し、制御回路は、監視回路による監視の結果、定電流回路の両端電圧が最低動作電圧に満たないとき、昇圧回路の昇圧率を上げ、保護回路は、監視回路、および制御回路による昇圧率制御期間において、昇圧回路の出力電圧の監視結果から、本装置および負荷を含む系の異常を検出する。

これによれば、昇圧回路の出力電圧が所定の電圧を下回ったことを検出すると、例えば負荷の破壊、昇圧回路の出力が地絡している等の異常と判断し、昇圧率を１倍に戻したり、本装置をスタンバイさせたりすることができる。よって、本装置を保護することができる。

昇圧制御装置は、昇圧回路の出力電圧が所定の基準電圧に近づくように、当該昇圧回路の入力電圧を調節する電圧調節部をさらに備えてもよい。
電圧調節部は、昇圧回路の出力電圧と基準電圧の誤差を増幅する誤差増幅器と、誤差増幅器の出力電圧によりオン抵抗が制御されるトランジスタと、を含んでもよい。
すなわち、昇圧回路は、出力をフィードバックして出力電圧を固定するとよい。出力電圧を固定すると最大電圧が決まり、その電圧を超える高耐圧の設計プロセスを用いなくてよく、回路を簡素化することができる。また、負荷に印加される電圧が一定となり、負荷の耐久性を向上させることができる。

本発明のさらに別の態様は電子装置に関する。上述した態様の昇圧制御装置と、昇圧制御装置により駆動される発光素子と、を含む。これによれば、バッテリを効率よく使用して、発光素子を点灯させることができる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、バッテリ電圧を効率よく使用することにより、バッテリ寿命を延ばすことができる。

図１は、実施形態における昇圧制御装置の基本構成を示すブロック図である。本昇圧制御装置１０００は、携帯電話端末やＰＤＡなどのバッテリ駆動される電子装置に搭載される。昇圧制御装置は、リチウムイオン電池などのバッテリ電圧Ｖｂａｔを昇圧して、ＬＥＤ１３などの負荷に供給する際のその昇圧率を制御する装置である。

昇圧制御装置１０００は、チャージポンプ回路１２、制御回路１００、監視回路１１０、定電流回路１４、保護回路１５を含む。
バッテリ１１は、リチウムイオン電池を用いる場合、３．１〜４．２Ｖのバッテリ電圧Ｖｂａｔを生成する。チャージポンプ回路１２は、複数のスイッチ素子と、昇圧用コンデンサおよび出力用コンデンサを備え、バッテリ電圧Ｖｂａｔを所定の昇圧率で昇圧する。本実施形態において、チャージポンプ回路１２は、２つの外付けコンデンサを備え、制御回路１００からの指示信号ＳＩＧ１０により１．０倍，１．５倍，２．０倍の３モードのいずれかで動作する。そして、昇圧した電圧をＬＥＤ１３に供給する。

ＬＥＤ１３は、チャージポンプ回路１２から供給される電圧により発光する。このＬＥＤ１３は、図示しない液晶パネルのバックライトとして使用される。白色のＬＥＤの場合、３．３〜４．０Ｖの電圧降下が生じる。駆動電流や雰囲気温度により電圧降下量が異なる。ＬＥＤは、ちらつきを防止し、輝度を一定に保つために、定電流駆動される。そのため、定電流回路１４により定電流制御がなされている。このように、定電流制御がなされると、ＬＥＤ１３の長時間発光が可能となり、寿命も延びる。図１には、１つのＬＥＤしか記載されていないが、複数のＬＥＤを設けてもよい。また白色に限ることなく各種の有色発光のＬＥＤを用いてもよい。その場合、チャージポンプ回路１２の設定昇圧率も異なるものになる。

定電流回路１４は、ＬＥＤ１３を流れる電流が定電流になるように制御する。定電流回路１４は、制御回路１００からの指示信号ＳＩＧ１２により定電流値を切り替える。例えば、１ｍＡ、１０ｍＡ、１５ｍＡ、２０ｍＡといった定電流値が指示される。所望の輝度を指示する電流設定信号ＳＩＧ１４が外部から制御回路１００に入力され、輝度の変更が要求されると、定電流回路１４は定電流値を変更する。本実施形態において、定電流回路１４は、０．３Ｖ以上の電圧が供給されている場合に正常に動作する。即ち、０．３Ｖが定電流を保証する最低電圧である。０．３Ｖ未満の電圧しか供給されていない場合、定電流制御を行うことができない。この最低電圧は、定電流回路１４の内部に使用されるトランジスタが飽和しない電圧に相当する。

監視回路１１０は、ＬＥＤ１３のカソード−ＧＮＤ間の電圧、即ち定電流回路１４の両端電圧を監視し、監視結果を監視信号ＳＩＧ１６によって制御回路１００に通知する。ＬＥＤ１３のカソード側の電圧は、チャージポンプ回路１２の出力電圧から、ＬＥＤ１３の電圧降下分を差し引いた残電圧である。本実施形態において、監視回路１１０は、当該残電圧が０．３Ｖ未満に落ちていないか否かを監視する。そして、０．３Ｖ未満に落ちた場合に、制御回路１００に電圧不足を通知する。０．３Ｖ未満に落ちると、定電流回路１４が正常動作できず、ＬＥＤ１３を定電流駆動させることができないからである。即ち、ちらつきや輝度不足が発生してしまう。

保護回路１５は、チャージポンプ回路１２の出力電圧を監視する。保護回路１５は、監視回路１１０、および制御回路１００による昇圧率制御期間において、出力電圧の監視結果から、昇圧制御装置１０００および負荷であるＬＥＤ１３を含む系の異常を検出する。
保護回路１５は、チャージポンプ回路１２の出力電圧が１０ｍｓ間継続して１．０Ｖを下回った場合、異常通知信号ＳＩＧ１８により制御回路１００に通知する。

制御回路１００は、監視回路１１０からの通知と、外部から入力される輝度調整のための電流設定信号とを基にチャージポンプ回路１２の昇圧率を制御する。まず、チャージポンプ回路１２の昇圧率を１．０倍に設定する。そして、監視回路１１０からの通知により、ＬＥＤ１３のカソード側の電位が０．３Ｖ未満に落ちたことを認識すると、チャージポンプ回路１２の昇圧率を１．５倍に変更する。チャージポンプ回路１２の昇圧率が１．５倍モードの状態において、監視回路１１０からの通知により、ＬＥＤ１３のカソード側の電圧が０．３Ｖ未満状態のままであることを認識すると、当該昇圧率を２．０倍に変更する。また、１．５倍モードの状態において、１度カソード側の電位が０．３Ｖ以上に戻ったが、再度０．３Ｖ未満に落ちた場合も同様である。

また、制御回路１００は、定電流回路１４に変更後の定電流値を指示して、ＬＥＤ１３を流れる電流を変更する。制御回路１００は、電流設定信号ＳＩＧ１４により、大電流から小電流への定電流の変更の指示を受け、かつ、チャージポンプ回路１２が１．５倍モードまたは２．０倍モードの場合に、チャージポンプ回路１２の昇圧率を１．０倍に変更する。このように、チャージポンプ回路１２の昇圧率を１．０倍に戻す条件をＬＥＤ１３の駆動電流が大電流から小電流に変わるときのみにしたことにより、安定動作を行うことができる。即ち、チャージポンプ回路１２の昇圧率を仮に１．５倍または２．０倍モードにして、ＬＥＤ１３のカソード側の電位が０．３Ｖ以上になって一定時間が経ったとしても、すぐにチャージポンプ回路１２の昇圧率を１．０倍に戻さない。すぐに、ＬＥＤ１３のカソード側の電位が０．３Ｖ未満になる可能性があるからである。この可能性が低くなるのは、ＬＥＤ１３の駆動電流が大電流から小電流に変わるときである。

さらに、制御回路１００は、異常通知信号ＳＩＧ１８によって保護回路１５から異常状態である通知を受けると、後述のショートサーキットプロテクトエラーモードに移行する。

次に、上述した昇圧制御装置１０００をＩＣチップで構成した例を説明する。図２は、昇圧制御装置１０００をＩＣチップで構成した場合のブロック図である。当該ＩＣチップは、図１に示した外付けのコンデンサを除いたチャージポンプ回路１２、定電流回路１４、制御回路１００および監視回路１１０を集積化したものである。図２において、制御回路１００、監視回路１１０、および保護回路１５は簡略化のため省略している。

電圧調整回路１２ｂは、差動アンプにより構成された反転アンプを含み、図示しない内蔵されたトランジスタとともにレギュレータ回路を構成する。この電圧調整回路１２ｂは、ＩＣチップのＶＢＡＴ端子を介して、バッテリ１１から電源供給を受けて動作し、図示しない内蔵されたトランジスタにより、バッテリ電圧Ｖｂａｔを降圧してチャージポンプ回路１２ａに出力する。
電圧調整回路１２ｂは、チャージポンプ回路１２ａの出力電圧を分圧した電圧と、基準電圧ＶＲＥＦとを比較し、両者の差がなくなるようにチャージポンプ回路１２ａの入力電圧を制御する。本実施形態において、基準電圧ＶＲＥＦは、１．２Ｖに設定される。電圧調整回路１２ｂとチャージポンプ回路１２ａとの間には、ＣＰＩＮ端子を介しての位相補償用コンデンサＣ３が接続されている。ＡＧＮＤ端子は、本ＩＣチップの接地用端子である。

チャージポンプ回路１２ａには、Ｃ１Ｐ端子、Ｃ１Ｍ端子、Ｃ２Ｐ端子、およびＣ２Ｍ端子の４つの端子を介して、２つの昇圧用コンデンサＣ１，Ｃ２が接続されている。昇圧用コンデンサＣ１、Ｃ２および位相補償用コンデンサＣ３、出力用コンデンサＣ４間には、スイッチング素子が設けられている。チャージポンプ回路１２ａは、発振回路１２ｃから供給されるパルスを用いて、各スイッチング素子のオン、オフ状態を制御し、昇圧用コンデンサＣ１，Ｃ２の充放電状態を所定のパターンで制御し、昇圧率を１．５倍または２．０倍に設定する。発振回路１２ｃは、設定された周波数のパルスを生成し、チャージポンプ回路１２ａに供給している。本実施形態において、チャージポンプ回路１２ａの出力電圧は、４．５Ｖに固定される。この出力電圧は、電圧調整回路１２ｂに帰還されるため、４．５Ｖを上回ると電圧調整回路１２ｂの出力電圧が下がり、４．５Ｖを下回るとその出力電圧が上がるように制御され、一定に保たれる。チャージポンプ回路１２ａの出力は、ＣＰＯＵＴ端子を介して、出力用コンデンサＣ４にチャージされ、ＬＥＤ１３群に供給される。ＣＧＮＤ端子は、チャージポンプ回路１２ａの接地用の端子である。なお、本発明は、帰還形のチャージポンプに限られるものではなく、帰還しないチャージポンプにも適用可能である。

チャージポンプ回路１２ａの昇圧率は以下のようにして切り替えられる。昇圧率１．０倍のときには、チャージポンプ回路１２ａの入力端子と出力端子間に設けられたスイッチング素子がオンする。
昇圧率２倍のときには、第１状態において、昇圧用コンデンサＣ１、Ｃ２を並列に接続し、チャージポンプ回路１２ａの入力電圧により充電する。第２状態において、チャージポンプ回路１２ａの入出力端子間に、入力電圧で充電された昇圧用コンデンサＣ１、Ｃ２を接続する。第１状態、第２状態を交互に繰り返すことにより、チャージポンプ回路１２の出力端子には、入力電圧の２倍の電圧が出力される。

昇圧率１．５倍のとき、第１状態において、昇圧用コンデンサＣ１、Ｃ２を直列に接続し、チャージポンプ回路１２ａの入力電圧により充電する。このとき、各コンデンサＣ１、Ｃ２はそれぞれチャージポンプ回路１２ａの入力電圧の１／２倍の電圧で充電される。次に第２状態において、チャージポンプ回路１２ａの入出力端子間に、充電された昇圧用コンデンサＣ１、Ｃ２を並列に接続する。第１状態、第２状態を交互に繰り返すことにより、チャージポンプ回路１２の出力端子には、入力電圧の１．５倍の電圧が出力される。

ＬＥＤ１３は、複数設けられる。本実施形態においては、メインＬＥＤとして４つのＬＥＤ１３ａ〜ｄ、サブＬＥＤとして２つのＬＥＤ１３ｅ〜ｆが設けられている。これらのＬＥＤ１３ａ〜ｆのアノード側には、４．５Ｖが供給される。また、ＬＥＤ１３ａ〜ｆには、各々のスイッチ１２１を介して、定電流回路１４が接続されている。ＬＥＤ１３ａ〜ｆは、定電流駆動され、一定輝度で発光する。各ＬＥＤ１３ａ〜ｆで降下する電圧量は、駆動電流や雰囲気温度等の影響により一定ではない。

各ＬＥＤａ〜ｆ端子は、各ＬＥＤ１３ａ〜ｆで降下された後のカソード側の電位をモニタするための端子である。図２において図示されない監視回路１１０は、ＬＥＤａ〜ｆ端子のいずれかの端子が０．３Ｖ未満に落ちていないかをモニタする。定電流回路１４は、各ＬＥＤ１３ａ〜ｆごとに設けられる。電流制御部１２０の制御により、各ＬＥＤ１３ａ〜ｆを流れる電流が所定の定電流になるように制御する。いずれのＬＥＤを発光させるかは、スイッチ１２１によるオン、オフにより制御する。メインＬＥＤ、サブＬＥＤにそれぞれ流れる電流は、定電流回路１４によって１ｍＡ、１０ｍＡ、１５ｍＡ、２０ｍＡのいずれかに設定することができる。なお、これより細かい電流設定も可能であり、各チャンネルのＬＥＤごとの独立した電流設定も可能である。

ＬＥＤ＿ＳＥＬ端子、ＣＣ１端子、およびＣＣ２端子は、外部からの電流制御命令を受け入れる電流制御端子である。これらの端子からデジタル値が入力され、電流制御部１２０に入力される。電流制御部１２０は、これらの端子から入力されるデジタル値の組み合わせにより、定電流回路１４を制御し、定電流を生成する。

図３は、電流制御部１２０による電流制御の例を示すテーブルである。ＬＥＤ＿ＳＥＬ端子、ＣＣ１端子、およびＣＣ２端子がオールローの場合、すべてのＬＥＤ１３ａ〜ｆは、オールオフでスタンバイ状態である。例えば、ＣＣ２端子がハイになると、サブＬＥＤであるＬＥＤ１３ｅ〜ｆに１ｍＡの定電流を流し始める。このように、３つの端子に入力される外部からのデジタル信号の組み合わせにより、電流制御が行われる。

次に、図２に示した昇圧制御装置１０００の動作について説明する。図４は、昇圧制御装置１０００の動作を説明するためのフローチャートである。ＬＥＤ＿ＳＥＬ端子、ＣＣ１端子、およびＣＣ２端子の３つの電流制御端子がオールローの状態のとき、スタンバイモードである（Ｓ１）。３つの電流制御端子の１本以上の端子がハイになると（Ｓ２のＹ）、ソフトスタートモードに遷移する（Ｓ３）。

ソフトスタートモードは、ＣＰＩＮ端子の位相補償用コンデンサＣ３への突入電流を防ぐために２ｍｓの経過を待つ。２ｍｓは、予め設定された時間である。このモード中のチャージポンプ回路１２ａの昇圧率は、１．０倍に設定される。この期間の間に、ＬＥＤａ〜ｆ端子の電圧をモニタする（Ｓ４）。各ＬＥＤａ〜ｆ端子の内、１本以上の０．３Ｖ未満の端子を検出した場合（Ｓ４のＹ）、その端子は、不使用チャンネルと判断する。以降のモード切替処理において、不使用チャンネルは監視対象としない（Ｓ５）。その端子は、その状態のままラッチされる。この処理を行わないと、以降の処理において常に自動で昇圧率が上がってしまう。ユーザが不使用チャンネルをグランド電位に端子処理しておけば、Ｓ５でその端子は、監視対象から除外される。

２ｍｓ経過後、自動的にソフトスタートモードからノーマル１．０倍モードに遷移する（Ｓ６）。このモード中のチャージポンプ回路１２ａの昇圧率は、１．０倍に設定される。集積化されている昇圧制御装置１０００の保護回路１５は、チャージポンプ回路１２ａの出力電圧が表れるＣＰＯＵＴ端子の電圧をモニタする（Ｓ７）。１０ｍｓ間継続して、ＣＰＯＵＴ端子の電圧が１．０Ｖを下回った場合（Ｓ７のＹ）、ショートサーキットプロテクトエラーモードＳＣＰＥＲＲに遷移する（Ｓ１６）。

それと共に昇圧制御装置１０００の監視回路１１０は、すべてのＬＥＤａ〜ｆ端子の電圧をモニタする（Ｓ８）。ＬＥＤａ〜ｆ端子の内に２ｍｓ間継続して、０．３Ｖ未満の端子が存在する場合（Ｓ８のＹ）、自動的にノーマル１．０倍モードからノーマル１．５倍モードに遷移する（Ｓ９）。２ｍｓの期間は、デジタルフィルタをかけている期間であり、電流が一瞬アンダーシュートを起こし、端子電圧が０．３Ｖ未満になるような場合を排除するための期間である。アンダーシュートによるＬＥＤ１３ａ〜ｆの瞬時停止は、人間の目には認識されないため、わざわざそれを拾う必要がないからである。ＣＰＯＵＴ端子の電圧が１．０Ｖを下回らず（Ｓ７のＮ）、かつすべてのＬＥＤａ〜ｆ端子の電圧が０．３Ｖ以上の場合（Ｓ８のＮ）、ノーマル１．０倍モードを維持する（Ｓ６）。

ノーマル１．５倍モード中のチャージポンプ回路１２ａの昇圧率は、１．５倍に設定される。昇圧制御装置１０００の保護回路１５は、チャージポンプ回路１２ａの出力電圧が表れるＣＰＯＵＴ端子の電圧をモニタする（Ｓ１０）。１０ｍｓ間継続して、ＣＰＯＵＴ端子の電圧が１．０Ｖを下回った場合（Ｓ１０のＹ）、ショートサーキットプロテクトエラーモードに遷移する（Ｓ１６）。同時に昇圧制御装置１０００の制御回路１００は、電流制御端子をモニタする（Ｓ１１）。大電流から小電流に変わった場合（Ｓ１１のＹ）、ノーマル１．０倍モードに遷移する（Ｓ６）。ここで、制御回路１００は、ＬＥＤ＿ＳＥＬ端子またはＣＣ１端子がハイからローに変わった場合に、大電流から小電流に変わったと判断するとよい。

それと共に昇圧制御装置１０００の監視回路１１０は、すべてのＬＥＤａ〜ｆ端子の電圧をモニタする（Ｓ１２）。ＬＥＤａ〜ｆ端子の内に２ｍｓ間継続して、０．３Ｖ未満の端子が存在する場合（Ｓ１２のＹ）、自動的にノーマル１．５倍モードからノーマル２．０倍モードに遷移する（Ｓ１３）。ＣＰＯＵＴ端子の電圧が１．０Ｖを下回らず（Ｓ１０のＮ）、大電流から小電流に変わらず（Ｓ１１のＮ）、かつすべてのＬＥＤａ〜ｆ端子の電圧が０．３Ｖ以上の場合（Ｓ１２のＮ）、ノーマル１．５倍モードを維持する（Ｓ９）。

ノーマル２．０倍モード中のチャージポンプ回路１２ａの昇圧率は、２．０倍に設定される。制御回路１００は、チャージポンプ回路１２ａの出力電圧が表れるＣＰＯＵＴ端子の電圧をモニタする（Ｓ１４）。１０ｍｓ間継続して、ＣＰＯＵＴ端子の電圧が１．０Ｖを下回った場合（Ｓ１４のＹ）、ショートサーキットプロテクトエラーモードに遷移する（Ｓ１６）。それと共に昇圧制御装置１０００の制御回路１００は、電流制御端子をモニタする（Ｓ１５）。大電流から小電流に変わった場合（Ｓ１５のＹ）、ノーマル１．０倍モードに遷移する（Ｓ６）。ＣＰＯＵＴ端子の電圧が１．０Ｖを下回らず（Ｓ１４のＮ）、かつ大電流から小電流に変わらない場合（Ｓ１５のＮ）、ノーマル２．０倍モードを維持する（Ｓ１３）。

ショートサーキットプロテクトエラーモードは、例えばＬＥＤの端子間ショート状態等の機械的な異常や、ＣＰＯＵＴ端子が地絡した等のエラーが発生したと判断した場合のモードである（Ｓ１６）。このモード中は、チャージポンプ回路１２ａの動作を停止する。チャージポンプ回路１２ａは、電流能力が大きいため、ショートすると大電流が流れてしまう。ソフトスタートモードにおいては、ＣＰＯＵＴ端子の電圧が落ちていても異常ではないのでＣＰＯＵＴ端子の電圧をモニタせず、ノーマル１．０倍モードに移行した後、モニタを開始する。ショートサーキットプロテクトエラーモードは、１００ｍｓ経過後、スタンバイモードに遷移する（Ｓ１）。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

図５は、第１変形例の昇圧制御装置の構成を示す図である。第１変形例は、定電流回路１４とＬＥＤ１３の順番を入れ替えたものである。監視回路１１０は、定電流回路１４の両端電圧をモニタし、この両端電圧が定電流を保証する最低電圧未満に落ちていないか否かを検出する。その他の点は、上述した実施形態と同様である。

図６は、第２変形例の昇圧制御装置の構成を示す図である。第２変形例は、バッテリ１１とＬＥＤ１３との間にチャージポンプ回路１２を設けるのではなく、定電流回路１４の後段に負昇圧のチャージポンプ回路１２ｄを設けたものである。監視回路１１０は、定電流回路１４の両端電圧をモニタし、この両端電圧が定電流を保証する最低電圧未満に落ちていないか否かを検出し、最低電圧を下回った場合は制御回路１００に通知する。制御回路１００は、負昇圧のチャージポンプ回路１２ｄを制御し、定電流回路１４の出力電圧を落としていく。このようにして、定電流回路１４の両端電圧を、定電流を保証する電圧範囲に制御していく。その他の点は、昇圧率の制御が反転しているだけであり、上述した実施形態と同様である。

また、ＬＥＤ１３をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する場合、監視回路１１０は、オン期間のみモニタする。

実施形態における昇圧制御装置の基本構成を示すブロック図である。 集積化した昇圧制御装置の構成を示すブロック図である。 電流制御部の処理を説明するためのテーブルである。 昇圧制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 第１変形例における昇圧制御装置の構成を示すブロック図である。 第２変形例における昇圧制御装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１ バッテリ、 １２ チャージポンプ回路、 １３ ＬＥＤ、 １４ 定電流回路、 １５ 保護回路、 １００ 制御回路、 １１０ 監視回路、 １２０ 電流制御部、 １２１ スイッチ。

Claims (9)

1. 所定の電圧を昇圧して、目的の負荷を駆動する電圧を生成する昇圧回路と、
   前記負荷に流すための定電流を生成する定電流回路と、
   前記定電流回路の両端電圧を監視する監視回路と、
   前記昇圧回路の昇圧率を制御する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、前記監視回路による監視の結果、前記定電流回路の両端電圧が定電流を保証する最低電圧に満たないとき、前記昇圧回路の昇圧率を上げることを特徴とする昇圧制御装置。
2. 前記制御回路は、前記定電流回路の生成する定電流値を外部から指示され、該定電流値を前記定電流回路に設定し、指定される定電流値が大きい値から小さい値に変更されたとき、前記昇圧回路の昇圧率を下げることを特徴とする請求項１に記載の昇圧制御装置。
3. 前記監視回路は、前記定電流回路の監視に先立ち、前記負荷が接続されているか否かを判定し、前記負荷が接続されていない場合、該負荷に対応する定電流回路の監視を行わないことを特徴とする請求項１または２に記載の昇圧制御装置。
4. 前記監視回路は、前記昇圧回路の起動時の所定の期間において、前記定電流回路の両端の電圧が前記最低電圧に満たないとき、当該定電流回路の電圧監視を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の昇圧制御装置。
5. 前記昇圧回路の出力電圧を監視する保護回路をさらに備え、
   前記保護回路は、前記監視回路、および前記制御回路による昇圧率制御期間において、前記出力電圧の監視結果から、本装置および前記負荷を含む系の異常を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の昇圧制御装置。
6. 前記昇圧回路の出力電圧が所定の基準電圧に近づくように、当該昇圧回路の入力電圧を調節する電圧調節部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の昇圧制御装置。
7. 前記電圧調節部は、
   前記昇圧回路の出力電圧と前記基準電圧の誤差を増幅する誤差増幅器と、
   前記誤差増幅器の出力電圧によりオン抵抗が制御されるトランジスタと、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の昇圧制御装置。
8. 請求項１または２に記載の昇圧制御装置と、
   前記昇圧制御装置により駆動される発光素子と、
   を含むことを特徴とする電子装置。
9. 前記発光素子をバックライトとして動作する液晶パネルを更に備えることを特徴とする請求項８に記載の電子装置。

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