JP2006210435A

JP2006210435A - 電源装置、発光装置ならびに表示装置

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Publication number: JP2006210435A
Application number: JP2005017448A
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Inventors: Mitsuaki Miguchi; 満昭美口
Original assignee: Rohm Co Ltd
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Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2006-08-10
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Abstract

【課題】複数の負荷回路を高効率に駆動可能な電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置１００において、昇圧回路１０は、複数の発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂに駆動電圧Ｖｏｕｔを供給する。駆動制御部２０は、複数の発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂそれぞれの駆動状態、すなわち発光輝度を制御する。駆動制御部２０は、複数の負荷回路を時分割的に駆動するとともに、昇圧回路１０は、イネーブル端子を備えており、駆動制御部２０によっていずれの発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂも駆動されない非発光期間に、スイッチング動作を停止する。発光パターン発生器３２は、各発光ダイオード３００の発光を指示する発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ〜ＳＩＧ１０Ｂを生成する。昇圧回路１０は、この発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ〜ＳＩＧ１０Ｂを論理演算することにより、いずれの発光ダイオード３００も発光しない非発光期間においてスイッチング動作を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、特にスイッチング電源を用いた電源装置に関する。

近年の携帯電話、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、等の小型情報端末には、例えば液晶パネルのバックライトに用いられる発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、以下ＬＥＤという）などのように電池の出力電圧よりも高い電圧を必要とするデバイスが用いられる。これらの小型情報端末では、Ｌｉイオン電池が多く用いられ、その出力電圧は通常３．５Ｖ程度であり、満充電時においても４．２Ｖ程度であるが、ＬＥＤはその駆動電圧として電池電圧よりも高い電圧を必要とする。このように、電池電圧よりも高い電圧が必要とされる場合には、スイッチングレギュレータやチャージポンプ回路などを用いた昇圧型のスイッチング電源を用いて電池電圧を昇圧し、ＬＥＤなどの負荷回路を駆動するために必要な電圧を得ている。

このようなスイッチング装置により、ＬＥＤを駆動する際には、ＬＥＤの駆動系路上に定電流回路を接続し、あるいは抵抗を接続してその抵抗の両端の電圧が一定値となるように制御することで、ＬＥＤに流れる電流を一定に保つことによって所望の発光輝度が得られるように電流値の安定化を図っている（特許文献１参照）。

特開２００４−２２９２９号公報

ここで、ＬＥＤを液晶パネルのバックライトとして利用するには、ＲＧＢ各色に対応したＬＥＤをスイッチング電源に接続し、駆動電圧を供給するとともに、各ＬＥＤに流れる電流を制御することによって、ＲＧＢ各色を所定の輝度で発光させて混色し、白色光を得ている。混色する方法としては、ＲＧＢに対応する３つのＬＥＤを時分割して交互に点灯させる方法（以下、フィールドシーケンシャル方式という）がある。

フィールドシーケンシャル方式において、各ＬＥＤを所望の輝度で発光させるためには、複数の負荷回路として接続されるＬＥＤに駆動電圧を供給し、さらに各ＬＥＤに所定の電流を流す必要がある。このように、フィールドシーケンシャル方式によってＬＥＤを駆動する場合のように、複数の負荷回路を時分割して駆動する場合には、駆動効率を向上させるためには、その駆動方法に新たな考察が必要となる。特に、電池駆動される小型情報端末において、低消費電力化は動作時間に影響するため、重要な課題となる。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の負荷回路を高効率に駆動可能な電源装置の提供にある。

本発明のある態様は、電源装置に関する。この電源装置は、複数の負荷回路に駆動電圧を供給するスイッチング電源と、複数の負荷回路それぞれの駆動状態を制御する駆動制御部と、を備える。駆動制御部は、複数の負荷回路を時分割的に駆動するとともに、スイッチング電源は、駆動制御部によっていずれの負荷回路も駆動されない期間に、スイッチング動作を停止する。

この態様によれば、いずれの負荷回路も駆動しない非駆動期間において、駆動制御部によって負荷回路の駆動を停止するとともに、スイッチング電源のスイッチング動作を停止することにより、スイッチング電源でのスイッチング損失による消費電力を抑え、高効率化を図ることができる。

スイッチング電源は、スイッチング動作を停止する際に、その内部回路に対する電力供給を抑制または停止してもよい。スイッチング動作を抑制もしくは停止する間、内部回路への電力供給、すなわち電圧または電流供給を遮断することにより、さらに低消費電力化を図ることができる。「内部回路」とは、スイッチング電源に用いられる定電流源、定電圧源、オシレータやスイッチング素子を駆動するドライバ回路などをいう。

スイッチング電源は、駆動制御部において各負荷回路の駆動を指示する信号を論理演算した結果にもとづき、スイッチング動作を停止してもよい。

駆動制御部は、複数の負荷回路にそれぞれ接続され、電流を制御する複数の定電流回路を含んでもよい。スイッチング電源は、すべての定電流回路が電流生成を停止する期間にスイッチング動作を停止してもよい。

複数の負荷回路は、複数の発光素子であってもよい。

スイッチング電源は、複数の負荷回路の駆動開始に先立ち、スイッチング動作を開始してもよい。これにより、負荷回路の駆動開始時に、スイッチング電源の出力電圧を安定させることができ、より安定に負荷回路を駆動することができる。

複数の負荷回路は、複数の発光素子であって、スイッチング電源は、発光素子に供給する駆動電圧が発光開始時刻に所定の駆動電圧に達するように発光開始時刻に先立ちスイッチング動作を開始してもよい。これにより、発光素子の発光開始時に、発光素子に印加されるスイッチング電源の出力電圧を安定させることができ、より安定に発光させることができる。

駆動制御部は、スイッチング電源のスイッチング動作の開始を指示する信号に所定の遅延時間を与えた信号にもとづいて各負荷回路に駆動開始を指示してもよい。

本発明の別の態様は、発光装置である。この発光装置は、上述の電源装置と、電源装置により駆動される複数の発光素子と、を含む。

この態様によれば、発光装置を低消費電力化することができる。

本発明の別の態様は、表示装置である。この表示装置は、電源装置により駆動される複数の発光素子と、発光素子をバックライトとして動作する液晶パネルを含む表示パネルと、を備える。電源装置のスイッチング電源は、液晶パネルが遮光状態となる際に、スイッチング動作を停止する。
この態様によれば、液晶パネルが黒を表示する遮光状態において、バックライトを消灯することになるため、表示装置を低消費電力化することができる。さらに、バックライトを消灯することにより、より正確な黒を表示することができる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明に係る電源装置により、複数の負荷回路を高効率で駆動することができる。

（第１の実施の形態）
はじめに、本発明の第１の実施の形態に係る電源装置の概要について説明する。この電源装置は、液晶パネルのバックライトとして使用されるＲＧＢ３色に対応したＬＥＤを駆動するためのＬＥＤ駆動回路である。このＬＥＤ駆動回路は、電池から出力される電池電圧を、ＬＥＤを駆動するために必要な電圧に昇圧し、また、各ＬＥＤに流れる電流を制御し、所望の輝度で発光させる。ＬＥＤ駆動回路は、フィールドシーケンシャル方式によって各ＬＥＤを時分割して発光させる。

以下、本実施の形態に係る電源装置の構成について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る発光装置１０００の構成を示す回路図である。この発光装置１０００は、発光素子である発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂと、その発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂを駆動するための電源装置１００を含む。発光装置１０００は、電池２００により駆動される情報端末に搭載され、電源装置１００は、電池２００から出力される電池電圧Ｖｂａｔを昇圧して発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂを駆動するために必要な駆動電圧Ｖｏｕｔを生成する。以下、各色に対応づけて各構成要素に付された添え字Ｒ、Ｇ、Ｂは、特に各色を区別する必要のないときは省略する。

電源装置１００は、入出力端子として、電池電圧Ｖｂａｔが入力される入力端子１０２、発光ダイオード３００のアノード端子に接続され、電池電圧Ｖｂａｔを昇圧して得られる出力電圧Ｖｏｕｔを出力する出力端子１０４、発光ダイオード３００のカソード端子に接続されるＬＥＤ端子１０６を含む。

電源装置１００は、昇圧回路１０および駆動制御部２０を含む。
昇圧回路１０は、入力端子１０２から入力された電池電圧Ｖｂａｔを昇圧し、出力端子１０４から出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。この昇圧回路１０は、スイッチングレギュレータやチャージポンプ回路などのスイッチング素子を含むスイッチング電源として構成される。この昇圧回路１０は、イネーブル端子ＥＮを備えており、イネーブル端子ＥＮに入力されるイネーブル信号ＳＩＧ１２がハイレベルのとき、スイッチング動作を行って電池電圧Ｖｂａｔを昇圧し、ローレベルのときスイッチング動作を停止する。

駆動制御部２０は、発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂそれぞれの駆動状態を制御する。駆動制御部２０は、定電流回路２２Ｒ〜２２Ｂ、スイッチ２４Ｒ〜２４Ｂ、ＡＮＤゲート２６Ｒ〜２６Ｂ、輝度調整用ＰＷＭ発振器３０、発光パターン発生器３２、ＯＲゲート３４を含む。
発光パターン発生器３２は、メモリに記憶されたデータまたは外部から入力されたデータにもとづいて、各発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂの発光および停止を制御する。この発光パターン発生器３２は、各色に対応した発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ〜ＳＩＧ１０Ｂを生成する。発光制御信号ＳＩＧ１０がハイレベルのとき、対応する発光ダイオード３００は発光し、ローレベルのとき発光ダイオード３００は発光が停止する。本実施の形態に係る発光装置１０００においては、各発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂを、時分割してＲ、Ｇ、Ｂの順番に交互に発光させるため、発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ、ＳＩＧ１０Ｇ、ＳＩＧ１０Ｂは順番にハイレベルに設定される。各発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ〜ＳＩＧ１０Ｇは、２１０Ｈｚごとにハイレベルとなり、７０Ｈｚの周期で同色の発光ダイオード３００が点灯する。

定電流回路２２は、ＬＥＤ端子１０６を介して発光ダイオード３００のカソード端子と接続され、各発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂの電流経路上に設けられている。定電流回路２２は、各発光ダイオード３００の発光輝度に対応した定電流ＩｃＲ〜ＩｃＢを生成し、各発光ダイオード３００に流れる電流を制御する。すなわち、定電流ＩｃＲ〜ＩｃＢが大きいとき、各発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂは高輝度で発光することになる。各定電流ＩｃＲ〜ＩｃＢの電流値は、図示しない電流制御部によって各色ごとに決定される。

スイッチ２４は、各定電流回路２２による電流生成をオン、オフする。スイッチ２４がオンのとき、定電流回路２２は定電流Ｉｃを生成し、接続される発光ダイオード３００に定電流を流し、スイッチ２４がオフのとき、定電流回路２２は定電流Ｉｃの生成を停止し、接続される発光ダイオード３００の発光を停止する。スイッチ２４のオン、オフは、ＡＮＤゲート２６の出力信号ＳＩＧ１６によって制御され、ハイレベルのときオン、ローレベルのときオフとなる。
図１において、スイッチ２４は発光ダイオード３００の電流経路上に設けられているが、電流生成を停止することができれば他の位置に設けられてもよい。

図２は、定電流回路２２及びスイッチ２４の別の構成を示す回路図である。この定電流回路においては、図１の場合と異なり、スイッチが電流経路上に設けられておらず、定電流回路を構成するトランジスタの制御端子に接続されている。
図２の定電流回路は、各発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂそれぞれに接続されるトランジスタＭ１Ｒ〜Ｍ１Ｂ、抵抗Ｒ１０、演算増幅器５０、基準電圧源５２、スイッチ２４Ｒ〜２４Ｂ、プルダウン抵抗Ｒ１２Ｒ〜Ｒ１２Ｂを含む。この定電流回路２２は、図１の定電流回路２２Ｒ〜２２Ｂが共通の抵抗Ｒ１０、演算増幅器５０を用いて構成される。

トランジスタＭ１は、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴであって、ドレイン端子がＬＥＤ端子１０６に接続され、ソース端子が抵抗Ｒ１０を介して接地されている。トランジスタＭ１のソース端子の電圧は演算増幅器５０の反転入力端子に帰還されている。
基準電圧源５２は、各色ごとに異なる基準電圧Ｖ１０を生成し、演算増幅器５０の非反転入力端子に出力する。演算増幅器５０の出力は、スイッチ２４を介してトランジスタＭ１のゲート端子に印加される。

いま、スイッチ２４Ｒがオンしたときの定電流回路２２の動作を説明する。
定電流回路２２がＬＥＤ端子１０６Ｒに接続される発光ダイオード３００Ｒに定電流ＩｃＲを流す電流を生成する定電流回路２２Ｒとして動作するとき、基準電圧源５２は基準電圧Ｖ１０Ｒを生成する。スイッチ２４Ｒがオンすると、演算増幅器５０の出力によってトランジスタＭ１Ｒがオンし、トランジスタＭ１Ｒには電流ＩｃＲが流れる。この電流ＩｃＲが抵抗Ｒ１０に流れることによって抵抗Ｒ１０には電圧Ｖｃ＝ＩｃＲ×Ｒ１０が現れる。演算増幅器５０の出力、すなわちトランジスタＭ１Ｒのゲート電圧は、非反転入力端子に印加される基準電圧Ｖ１０Ｒと、抵抗Ｒ１０から帰還される電圧Ｖｃが等しくなるように帰還がかかる。その結果、Ｖ１０Ｒ＝ＩｃＲ×Ｒ１０が成り立ち、トランジスタＭ１Ｒに流れる電流はＩｃＲ＝Ｖ１０Ｒ／Ｒ１０となり、発光ダイオード３００Ｒが定電流駆動される。
スイッチ２４Ｒがオフするとき、トランジスタＭ１Ｒのゲート端子はプルダウン抵抗Ｒ１２Ｒにより接地され、トランジスタＭ１Ｒはオフするため、定電流ＩｃＲ＝０となり、定電流の生成が停止する。

同様に、スイッチ２４Ｇのオンオフによって定電流ＩｃＧの生成が制御され、トランジスタＭ１Ｂ、スイッチ２４Ｂによって定電流ＩｃＢの生成が制御される。

図１に戻る。輝度調整用ＰＷＭ発振器３０は、スイッチ２４をオンオフさせるためのＰＷＭ信号ＳＩＧ１４を生成する。このＰＷＭ信号ＳＩＧ１４は、電圧比較器４０、発振器４２、基準電圧源４４を含む。基準電圧源４４は、ＲＧＢ各色に対応した基準電圧Ｖｒｅｆを生成する。発振器４２は、三角波もしくはノコギリ波状の周期電圧Ｖｏｓｃを発生する。この発振器４２の発振周波数は、上述の発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ〜ＳＩＧ１０Ｇの周波数よりも十分に高く設定されている。電圧比較器４０は、基準電圧源４４から出力される基準電圧Ｖｒｅｆと周期電圧Ｖｏｓｃを比較し、その大小関係に応じてハイレベル、ローレベルの期間が変化するＰＷＭ信号ＳＩＧ１４を出力する。このＰＷＭ信号ＳＩＧ１４は、そのデューティ比に応じて発光ダイオード３００の発光輝度を制御する。

ＡＮＤゲート２６には、発光パターン発生器３２から出力される発光制御信号ＳＩＧ１０と、輝度調整用ＰＷＭ発振器３０から出力されるＰＷＭ信号ＳＩＧ１４が入力される。ＡＮＤゲート２６は、２つの入力信号の論理積を出力信号ＳＩＧ１６として出力する。ＡＮＤゲート２６の出力信号ＳＩＧ１６は、発光制御信号ＳＩＧ１０およびＰＷＭ信号ＳＩＧ１４の両方がハイレベルのとき、ハイレベルとなる。

ＯＲゲート３４には、発光パターン発生器３２から出力される３つの発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ〜ＳＩＧ１０Ｂが入力されている。ＯＲゲート３４は、３つの入力信号の論理和を、昇圧回路１０のイネーブル端子ＥＮに出力する。

以上のように構成された発光装置１０００の動作について説明する。
図３は、発光装置１０００の動作状態を示すタイムチャートである。発光パターン発生器３２により生成される発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ、ＳＩＧ１０Ｇ、ＳＩＧ１０Ｂは、それぞれ、７０Ｈｚ周期でハイレベルとローレベルを繰り返す。また、各発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ〜ＳＩＧ１０Ｂは、２１０Ｈｚの周期で順番にハイレベルとなる。

イネーブル信号ＳＩＧ１２は、発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ〜ＳＩＧ１０Ｂのいずれかがハイレベルのとき、ハイレベルとなる。
時刻Ｔ０に赤色の発光ダイオード３００Ｒの発光を指示する発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒがハイレベルとなると、昇圧回路１０のイネーブル端子に入力されるイネーブル信号ＳＩＧ１２もハイレベルとなるため、昇圧回路１０はスイッチング動作、すなわち電池電圧Ｖｂａｔの昇圧を開始し、出力電圧Ｖｏｕｔが上昇する。

輝度調整用ＰＷＭ発振器３０からは、パルス幅変調されたＰＷＭ信号ＳＩＧ１４が出力され、発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒがハイレベルとなることによって、スイッチ２４Ｒは時刻Ｔ０〜Ｔ１の期間、ＰＷＭ信号ＳＩＧ１４のデューティ比にもとづいて発光ダイオード３００Ｒに流れる電流を間欠的にオンオフする。したがって、時刻Ｔ０〜Ｔ１の期間、発光ダイオード３００Ｒは、ＰＷＭ信号ＳＩＧ１４および定電流ＩｃＲにもとづいて所定の輝度で発光する。

時刻Ｔ１に発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒがローレベルとなると、スイッチング信号ＳＩＧ１６Ｒもローレベルとなる。スイッチ２４Ｒがオフ状態のとき、発光ダイオード３００Ｒには電流が流れないため、発光が停止する。
時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間、発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ〜ＳＩＧ１０Ｂはいずれもローレベルであるため、昇圧回路１０に入力されるイネーブル信号ＳＩＧ１２もローレベルとなり、スイッチング動作が停止し、昇圧動作も停止する。この間、昇圧回路１０内部の各回路ブロックは各電流経路を遮断することによって、低消費電流モードとなる。尚、この間の破線は、出力電圧Ｖｏｕｔが不定であることを示している。

時刻Ｔ２に、発光制御信号ＳＩＧ１０Ｇがハイレベルとなると、昇圧回路１０のイネーブル信号ＳＩＧ１２もハイレベルとなり、低消費電流モードとなっていた各回路ブロックが動作状態に復帰し、再び昇圧動作を開始する。その結果、時刻Ｔ２からまもなくして昇圧回路１０の出力電圧Ｖｏｕｔは安定する。時刻Ｔ２緑色の発光ダイオード３００Ｇが発光を開始する。

このように、本実施の形態に係る発光装置１０００では、発光ダイオード３００は時分割的に交互に発光され、また、各発光ダイオード３００の発光期間の間には、いずれの発光ダイオード３００も発光しない、非発光期間が存在が設けられる。昇圧回路１０は、この非発光期間において、内部の回路ブロックに対する電流供給、電圧供給を遮断することにより、昇圧回路１０の消費電力を低減することができ、高効率で発光ダイオード３００を駆動することができる。その結果、電池２００の寿命を延ばすことができる。その結果、発光装置１０００が搭載されるセットの動作時間を延ばすことができる。また、内部の回路ブロックの電流、電圧供給を遮断することにより、発熱を抑えることができる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る発光装置も、第１の実施の形態と同様に、液晶パネルのバックライトとして使用される発光ダイオード３００とその駆動回路である。本実施の形態に係る発光装置は、発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂを所望の輝度でより安定に発光させるものである。

図４は、本実施の形態に係る発光装置２０００の構成を示す回路図である。図４において、図１と同一または同等の構成要素には同一の符号を付し、都度説明を省略する。発光装置２０００は、発光ダイオード３００Ｒ〜３００Ｂ、電源装置４００を含む。

電源装置４００は、図１の電源装置１００に加えて、遅延回路６０Ｒ〜６０Ｂをさらに備える。遅延回路６０は、発光パターン発生器３２によって生成される発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ〜ＳＩＧ１０Ｂをそれぞれ遅延させ、ＡＮＤゲート２６Ｒ〜２６Ｂへと出力する。遅延回路６０での遅延時間をτとする。

以上のように構成された発光装置２０００の動作について説明する。図５は、発光装置２０００の動作状態を示すタイムチャートである。また、図６は、図５のタイムチャートを拡大して示す。
発光パターン発生器３２により生成される発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ、ＳＩＧ１０Ｇ、ＳＩＧ１０Ｂは、それぞれ、７０Ｈｚ周期でハイレベルとローレベルを繰り返す。また、各発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ〜ＳＩＧ１０Ｂは、２１０Ｈｚの周期で順番にハイレベルとなる。各発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒ〜ＳＩＧ１０Ｂがハイレベルとなる期間は、図３のタイムチャートに示される期間より長く設定される。時刻Ｔ０に、発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒがハイレベルとなり、時刻Ｔ０から時間τが経過した時刻Ｔ１に、スイッチ２４Ｒがオンオフ動作を開始し、定電流ＩｃＲの生成が開始される。

図６に示すように、時刻Ｔ０に発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒがハイレベルとなると、昇圧回路１０のイネーブル信号ＳＩＧ１２もハイレベルとなり、昇圧動作が開始される。昇圧回路１０が開始されると、出力電圧Ｖｏｕｔは上昇し、時間τ経過後の時刻Ｔ１に、出力電圧Ｖｏｕｔは安定した値となる。
出力電圧Ｖｏｕｔが安定した時刻Ｔ１にＡＮＤゲート２６Ｒに入力される信号ＳＩＧ１０Ｒ’がハイレベルとなり、定電流回路２２Ｒによる定電流ＩｃＲの生成が開始される。このとき、発光ダイオード３００Ｒのアノード端子には出力電圧Ｖｏｕｔが安定して印加されているため、所望の輝度で発光させることができる。時刻Ｔ２に発光制御信号ＳＩＧ１０Ｒがローレベルとなると、昇圧回路１０の出力電圧Ｖｏｕｔが低下するため、発光ダイオード３００Ｒに駆動電圧が印加されず、定電流ＩｃＲが流れなくなり、発光ダイオード３００Ｒの発光が停止する。その後、時刻Ｔ３に遅延回路６０の出力信号ＳＩＧ１０Ｒ’がローレベルとなる。

図３に示すように、第１の実施の形態に係る発光装置では、昇圧回路１０の昇圧動作開始と同時に定電流ＩｃＲの生成が開始されていたため、出力電圧Ｖｏｕｔの安定に時間がかかる場合や、発光ダイオード３００の切り替え周期が短い場合には、所望の発光輝度が得られない場合がある。
第２の実施の形態に係る発光装置２０００では、この問題を解決するために、定電流回路２２による定電流の生成に先立って、昇圧回路１０の昇圧動作を開始し、出力電圧Ｖｏｕｔが安定してから発光ダイオード３００を定電流駆動するため、より正確な輝度で発光させることができる。

このように、本実施の形態に係る電源装置４００によれば、第１の実施の形態と同様に、発光ダイオード３００の非発光期間に昇圧回路１０のスイッチング動作を停止するため効率を改善することができる。さらに、発光ダイオード３００の発光動作開始に先立って昇圧動作を開始することによって、発光ダイオード３００の発光期間中、発光ダイオード３００の駆動に必要な電圧に安定に供給することができるため、より安定した輝度で発光させることができる。

上記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合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。

実施の形態では、輝度調整用ＰＷＭ発振器３０をアナログ回路を用いて構成する場合について説明したが、図７に示すように構成してもよい。図７は、輝度調整用ＰＷＭ発振器の変形例を示す図である。
輝度調整用ＰＷＭ発振器３０は、発振器４２、カウンタ回路６２、セレクタ５４、セレクタ制御回路５６、ラッチ回路５８を含む。
発振器４２はクロック信号ＣＬＫを生成し、カウンタ回路６２に出力する。カウンタ回路６２は、発振器４２から出力されるクロック信号ＣＬＫをカウントし、カウント値ＣＮＴをセレクタ制御回路５６に出力する。

セレクタ５４は、Ａ〜Ｃ３つの入力端子を備え、セレクタ制御回路５６によっていずれかの入力信号を選択して出力する。セレクタ５４からの出力信号はラッチ回路５８に入力される。ラッチ回路５８の出力は、ＰＷＭ信号ＳＩＧ１４として出力される。
セレクタ５４の入力端子には、デジタル値の０，１とともに、ＰＷＭ信号ＳＩＧ１４が入力される。

セレクタ制御回路５６には外部から輝度調節信号ｘが入力される。この輝度調節信号ｘは、０〜２５５の値を有する。セレクタ制御回路５６は、カウント値ＣＮＴと輝度調節信号ｘを比較する。比較の結果、セレクタ制御回路５６は、ＣＮＴ＝０のとき、セレクタ５４のＡ端子を選択し、ＣＮＴ＝ｘのときセレクタ５４のＢ端子を出力し、それ以外のとき、Ｃ端子を選択する。その結果、セレクタ５４の出力は、カウンタ値が０〜ｘまでの間、ハイレベルとなり、カウンタ値がｘ〜２５５までの間ローレベルとなる。
このように輝度調整用ＰＷＭ発振器３０をデジタル回路により構成した場合、パルス幅変調の精度、特にリニアリティを向上することができる。

実施の形態では、電源装置の負荷回路が発光ダイオードである場合について説明したが、これには限定されず、その他の複数の負荷回路を時分割して駆動する場合にも本発明は適用することができ、いずれの負荷回路も動作しない期間に昇圧回路のスイッチング動作を停止することで高効率化を図ることができる。
また、発光ダイオードはＲＧＢ３色に限られるものではなく、ＲＧＢ３色にエメラルド（ＢｌｕｉｓｈＧｒｅｅｎ）を加えた４色の発光ダイオードであってもよい。

また実施の形態において、スイッチング電源として昇圧回路を用いる場合について説明したが、降圧型のスイッチングレギュレータやチャージポンプ回路、電圧反転型のチャージポンプ回路など、その他のスイッチング電源を用いた場合にも、上述の技術を適用することによって、低消費電力化を図ることができる。スイッチング電源のスイッチング素子を制御するためのクロック信号は、スイッチング電源の内部で生成してもよいし、発振器４２のクロックを用いてもよく、その他外部から入力されるクロックを用いてもよい。

実施の形態においては、使用するトランジスタはＦＥＴとしたがバイポーラトランジスタ等の別のタイプのトランジスタを用いてもよく、これらの選択は、電源装置に要求される設計仕様、使用する半導体製造プロセスなどによって決めればよい。

本実施の形態において、電源装置を構成する素子はすべて一体集積化されていてもよく、あるいは複数の集積回路に分けて構成されていてもよい。さらに、その一部がディスクリート部品で構成されていてもよい。どの部分を集積化するかは、コストや占有面積などによって決めればよい。

第１の実施の形態に係る発光装置の構成を示す回路図である。図１の定電流回路およびスイッチの構成を示す回路図である。図１の発光装置の動作状態を示すタイムチャートである。第２の実施の形態に係る発光装置の構成を示す回路図である。図４の発光装置の動作状態を示すタイムチャートである。図４の発光装置の動作状態を示すタイムチャートである。輝度調整用ＰＷＭ発振器の変形例を示す回路図である。

符号の説明

１昇圧回路、２０駆動制御部、２２定電流回路、２４スイッチ、２６ＡＮＤゲート、３０輝度調整用ＰＷＭ発振器、３２発光パターン発生器、１００電源装置、１０２入力端子、１０４出力端子、１０６ＬＥＤ端子、１０００発光装置、発光装置２０００。

Claims

複数の負荷回路に駆動電圧を供給するスイッチング電源と、
前記複数の負荷回路それぞれの駆動状態を制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、前記複数の負荷回路を時分割的に駆動するとともに、前記スイッチング電源は、前記駆動制御部によっていずれの負荷回路も駆動されない期間に、スイッチング動作を停止することを特徴とする電源装置。
前記スイッチング電源は、前記駆動制御部において各負荷回路の駆動を指示する信号を論理演算した結果にもとづき、スイッチング動作を停止することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記スイッチング電源は、スイッチング動作を停止する際に、その内部回路に対する電力供給を抑制することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記駆動制御部は、前記複数の負荷回路にそれぞれ接続され、電流を制御する複数の定電流回路を含み、
前記スイッチング電源は、すべての定電流回路が電流生成を停止する期間にスイッチング動作を停止することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記複数の負荷回路は、複数の発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記スイッチング電源は、前記複数の負荷回路の駆動開始に先立ち、スイッチング動作を開始することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記複数の負荷回路は、複数の発光素子であって、
前記スイッチング電源は、前記負荷回路である発光素子に供給する駆動電圧が発光開始時刻に所定の駆動電圧に達するように前記発光開始時刻に先立ちスイッチング動作を開始することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
前記駆動制御部は、前記スイッチング電源のスイッチング動作の開始を指示する信号に所定の遅延時間を与えた信号にもとづいて各負荷回路に駆動開始を指示することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
請求項１から８のいずれかに記載の電源装置と、
前記電源装置により駆動される複数の発光素子と、
を含むことを特徴とする発光装置。
請求項１から８のいずれかに記載の電源装置と、
前記電源装置により駆動される複数の発光素子と、
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含む表示パネルと、を備え、
前記液晶パネルが遮光状態となる際に、前記電源装置の前記スイッチング電源は、スイッチング動作を停止することを特徴とする表示装置。