JP2009118698A - Power circuit for led driving, and method of driving the same - Google Patents

Power circuit for led driving, and method of driving the same Download PDF

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和彦 横田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power circuit for LED driving that reduces the voltage resistance and size of the circuit by reducing an input voltage to a switch at charging and prevent a current path from going through a step-down regulator at discharging, thus lessening a voltage drop of output caused by the resistance of a transistor of the step-down regulator, and to provide a method of driving the same. <P>SOLUTION: The power circuit includes the step-down regulator 2, and a step-up circuit 3 which charges up with an output voltage VREG from the step-up circuit 3 and supplies a step-up voltage generated by discharging with a power voltage VIN, to an output terminal 4. The step-up circuit 3 has switches SW1 and SW2 connected in series between the output terminal 4 and the step-down regulator 2, switches SW3 and SW4 connected in series between a power supply and the ground, and a capacitor C. The power circuit also includes the current path connecting a power terminal 1 in series to the output terminal 4 via a switch 7 made up of a single MOS transistor (P1). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、降圧レギュレータに含まれる抵抗成分等による電圧降下を少なくする昇圧回路を用いたLED駆動用電源回路に関するものである。   The present invention relates to an LED driving power supply circuit using a booster circuit that reduces a voltage drop due to a resistance component included in a step-down regulator.

従来のLED駆動用電源回路では、特許文献1に回路に流れる突入電流や消費電流を抑えた電源回路が開示されている。このLED駆動用電源回路は、チャージポンプ回路の前段に降圧レギュレータが接続される構成を有しており、昇圧率制御回路が、チャージポンプ回路の昇圧率を1倍に設定し、ショートモードを実現するとき、チャージポンプ回路の内部の経路を短絡するとともに、第1トランジスタを完全にオンさせる。その結果、リチウムイオン電池の電池電圧からチャージポンプ回路へ突入電流が発生する。そこで、第1トランジスタをゆっくりオンさせるよう定電流回路を動作させる。さらに、ショートモードを実現するときに発振回路や演算増幅器の動作を停止させる。   As a conventional LED driving power supply circuit, Patent Document 1 discloses a power supply circuit that suppresses an inrush current and current consumption flowing in the circuit. This LED drive power supply circuit has a configuration in which a step-down regulator is connected in front of the charge pump circuit, and the step-up rate control circuit sets the step-up rate of the charge pump circuit to 1 to realize a short mode. When this is done, the internal path of the charge pump circuit is short-circuited and the first transistor is completely turned on. As a result, an inrush current is generated from the battery voltage of the lithium ion battery to the charge pump circuit. Therefore, the constant current circuit is operated so as to turn on the first transistor slowly. Further, the operation of the oscillation circuit and the operational amplifier is stopped when the short mode is realized.

図8は、従来のLED駆動用の電源回路において、チャージポンプ回路の前段に降圧レギュレータが接続される構成(特許文献1参照)を説明している。電源回路は、電源101から供給される入力電圧VINを設定された昇圧率で昇圧するチャージポンプ回路102、チャージポンプ回路102への入力電圧VINを定電圧化するための降圧レギュレータ103、分圧抵抗R1、R2及び出力電圧を充電するコンデンサCを備える。降圧レギュレータ103は、基準電圧源105からの基準電圧(Vref)105及び出力端子104からの帰還電圧を比較する演算増幅器121と、演算増幅器121の出力がゲートに接続されたMOSトランジスタ122とを備えている。演算増幅器121の第1の入力(+)は、出力端子104と接地(GND)との間に接続された分圧抵抗R1、R2間に接続され、そこから帰還電圧が供給される。演算増幅器121の第2の入力(−)には、基準電圧Vrefが供給される。MOSトランジスタ122の一端には、入力電圧VINが接続され、他端にはチャージポンプ回路部102の入力が接続され、チャージポンプ回路部102の出力が出力端子104に接続される。コンデンサCは、チャージポンプ回路102の出力と出力端子104との接続点に一端が接続され、他端が分圧抵抗R1、R2間と演算増幅器121の第1の入力との間の接続点に接続されている。   FIG. 8 illustrates a configuration in which a step-down regulator is connected to the front stage of a charge pump circuit (see Patent Document 1) in a conventional power supply circuit for driving an LED. The power supply circuit includes a charge pump circuit 102 that boosts the input voltage VIN supplied from the power supply 101 at a set boost rate, a step-down regulator 103 for making the input voltage VIN to the charge pump circuit 102 constant, and a voltage dividing resistor A capacitor C for charging R1, R2 and the output voltage is provided. The step-down regulator 103 includes an operational amplifier 121 that compares the reference voltage (Vref) 105 from the reference voltage source 105 and the feedback voltage from the output terminal 104, and a MOS transistor 122 that has the output of the operational amplifier 121 connected to the gate. ing. A first input (+) of the operational amplifier 121 is connected between voltage dividing resistors R1 and R2 connected between the output terminal 104 and the ground (GND), and a feedback voltage is supplied therefrom. The reference voltage Vref is supplied to the second input (−) of the operational amplifier 121. The input voltage VIN is connected to one end of the MOS transistor 122, the input of the charge pump circuit unit 102 is connected to the other end, and the output of the charge pump circuit unit 102 is connected to the output terminal 104. The capacitor C has one end connected to a connection point between the output of the charge pump circuit 102 and the output terminal 104, and the other end connected to a connection point between the voltage dividing resistors R 1 and R 2 and the first input of the operational amplifier 121. It is connected.

チャージポンプ回路部102は、内部に設けられたスイッチのオン/オフ動作により昇圧用コンデンサを選択的に充放電して、入力電圧VINを設定された昇圧率で昇圧して、出力電圧Voutを出力する昇圧回路である。演算増幅器121は、基準電圧源105からの基準電圧Vrefと出力端子からの帰還電圧とを大小比較し、その誤差電圧に応じてMOSトランジスタ122を制御する。これにより降圧レギュレータ121は、入力電圧VINを調整して、目標電圧値に安定化し、チャージポンプ回路部122に供給する。これにより、出力端子からの帰還電圧と基準電圧Vrefの差が0になるように制御でき、チャージポンプ回路部122は、入力電圧VINを目標電圧値に定電圧化して出力電圧Voutを得る。
この図8に示すLED駆動用電源回路は、充放電用のスイッチング素子のオン抵抗や前段に接続される回路(降圧レギュレータ)のトランジスタ抵抗等のために電圧降下が発生し、設定された昇圧比に対して所望の出力電圧が得られないという問題があった。また、従来の電源回路は、スイッチング素子のサイズが大きくなることによって回路規模が大きくなってしまうという問題があった。
特開2005−318786号公報
The charge pump circuit unit 102 selectively charges and discharges a boosting capacitor by an on / off operation of a switch provided therein, boosts the input voltage VIN at a set boosting rate, and outputs an output voltage Vout This is a booster circuit. The operational amplifier 121 compares the reference voltage Vref from the reference voltage source 105 with the feedback voltage from the output terminal, and controls the MOS transistor 122 according to the error voltage. Thereby, the step-down regulator 121 adjusts the input voltage VIN, stabilizes it to the target voltage value, and supplies it to the charge pump circuit unit 122. Thus, the difference between the feedback voltage from the output terminal and the reference voltage Vref can be controlled to be zero, and the charge pump circuit unit 122 obtains the output voltage Vout by making the input voltage VIN constant to the target voltage value.
In the LED drive power supply circuit shown in FIG. 8, a voltage drop occurs due to the on-resistance of the charging / discharging switching element, the transistor resistance of the circuit (step-down regulator) connected in the previous stage, and the set step-up ratio. However, there is a problem that a desired output voltage cannot be obtained. In addition, the conventional power supply circuit has a problem that the circuit scale increases as the size of the switching element increases.
JP 2005-318786 A

特許文献1に示される公知例では、充電時及び放電時に共に降圧レギュレータを利用し降圧電圧を使用している。また、昇圧率が1倍のときは、電源電圧をそのまま用いるショートモードである。この場合も降圧レギュレータは用いており、降圧電圧を1.0倍にする。昇圧率が1.5倍の時は、電源電圧をレギュレータレートし、その降圧電圧を1.5倍にする。いずれの場合でも回路に流れる突入電流や消費電流を抑えるものの、降圧レギュレータのトランジスタを経由するので、その抑えは十分ではなかった。
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、放電経路に存在するスイッチング素子(スイッチを構成するトランジスタ)を減らして出力インピーダンスを小さくしたLED駆動用電源回路及びその駆動方法を提供するものである。
In the known example shown in Patent Document 1, a step-down voltage is used using a step-down regulator both during charging and discharging. Further, when the boosting rate is 1, it is a short mode in which the power supply voltage is used as it is. In this case, a step-down regulator is used, and the step-down voltage is increased by 1.0 times. When the step-up rate is 1.5 times, the power supply voltage is regulated and the step-down voltage is made 1.5 times. In either case, the inrush current flowing in the circuit and the current consumption are suppressed, but the suppression is not sufficient because it passes through the transistor of the step-down regulator.
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. An LED driving power supply circuit in which output impedance is reduced by reducing switching elements (transistors constituting a switch) existing in a discharge path and driving thereof. A method is provided.

本発明のLED駆動用電源回路は、外部電源が接続される電源端子と、前記電源端子から入力される電源電圧を降圧する降圧レギュレータと、前記降圧レギュレータの出力電圧から容量素子の充放電を利用してLED駆動用昇圧電圧を生成する昇圧回路と、前記電源端子と前記昇圧回路の出力端子とを直列的に1つのMOSトランジスタで構成されるスイッチを介して接続する電流経路とを具備したことを特徴としている。昇圧率1倍のモード時には、前記スイッチをオンさせることにより前記電流経路を介して前記電源電圧を前記出力端子に供給し、昇圧モード時には、前記容量素子の一端を前記降圧レギュレータの出力端に接続し、他端を低電位側に接続することにより前記容量素子を充電させ、一端を前記電源端子に接続し、他端を前記出力端子に接続することにより前記容量素子を放電させ、この放電によって前記出力端子から昇圧された電圧を出力させるようにしても良い。   The LED drive power supply circuit of the present invention uses a power supply terminal to which an external power supply is connected, a step-down regulator for stepping down a power supply voltage input from the power supply terminal, and charge / discharge of a capacitive element from the output voltage of the step-down regulator And a booster circuit for generating a boost voltage for driving the LED, and a current path for connecting the power supply terminal and the output terminal of the booster circuit in series via a switch composed of one MOS transistor. It is characterized by. In the step-up mode, the power supply voltage is supplied to the output terminal through the current path by turning on the switch. In the step-up mode, one end of the capacitor is connected to the output end of the step-down regulator. And connecting the other end to the low potential side to charge the capacitive element, connecting one end to the power supply terminal and connecting the other end to the output terminal to discharge the capacitive element. A boosted voltage may be output from the output terminal.

また、本発明のLED駆動用電源回路は、外部電源が接続される電源端子と、前記電源端子から入力される電源電圧を降圧する降圧レギュレータと、出力端子と前記降圧レギュレータの出力端との間に直列に接続される第1及び第2のスイッチ、前記外部電源と接地との間に直列に接続された第3及び第4のスイッチ、前記第1のスイッチの接続点と前記第3のスイッチと前記第4のスイッチとの接続点間に接続されるコンデンサを有し、前記降圧レギュレータの降圧出力電圧を昇圧する昇圧回路と、前記電源端子と前記昇圧回路の出力端子とを直列的に1つのMOSトランジスタで構成される第5のスイッチを介して接続する電流経路とを具備したことを特徴としている。昇圧率1倍のモード時には、前記第5のスイッチをオンさせることにより前記電流経路を介して前記電源電圧を前記出力端子に供給し、昇圧モード時には、前記第1及び第4のスイッチをオンさせることにより前記降圧レギュレータ出力によって、前記コンデンサを充電させ、前記第2及び第3のスイッチをオンさせることにより前記コンデンサを放電させ、この放電によって前記出力端子から昇圧された電圧を出力させるようにしても良い。   The LED driving power supply circuit according to the present invention includes a power supply terminal to which an external power supply is connected, a step-down regulator that steps down a power supply voltage input from the power supply terminal, and an output terminal and an output terminal of the step-down regulator. First and second switches connected in series, third and fourth switches connected in series between the external power source and ground, a connection point of the first switch and the third switch A booster circuit for boosting the step-down output voltage of the step-down regulator, the power supply terminal, and the output terminal of the booster circuit in series. And a current path connected via a fifth switch composed of two MOS transistors. In the step-up mode, the power supply voltage is supplied to the output terminal via the current path by turning on the fifth switch. In the step-up mode, the first and fourth switches are turned on. Thus, the capacitor is charged by the step-down regulator output, the capacitor is discharged by turning on the second and third switches, and the boosted voltage is output from the output terminal by this discharge. Also good.

前記MOSトランジスタと前記電源端子との間に第1の制御スイッチ及び前記MOSトランジスタと前記出力端子との間に第2の制御スイッチを設け、当該第1及び第2の制御スイッチにより、前記MOSトランジスタの基板電圧を制御するようにしても良い。
本発明のLED駆動用電源回路の駆動方法は、前述のLED駆動用電源回路を駆動する際に、前記電源端子から前記昇圧回路を経由して前記出力端子に流れる電流を流してから、所定の時間経過後に前記電流経路に電流を流すことを特徴としている。
A first control switch is provided between the MOS transistor and the power supply terminal, and a second control switch is provided between the MOS transistor and the output terminal, and the MOS transistor is provided by the first and second control switches. The substrate voltage may be controlled.
In the driving method of the LED drive power supply circuit according to the present invention, when the LED drive power supply circuit is driven, a current flowing from the power supply terminal to the output terminal via the booster circuit is passed, It is characterized in that a current flows through the current path after a lapse of time.

本発明は、1.0倍モード時には、降圧レギュレータを通らない電源端子、1つのMOSトランジスタスイッチ及び出力端子を通る電流経路を利用するので、介在するスイッチング素子の数が少なく出力インピーダンスを低くすることが出来、また、昇圧回路を通る電流回路をも用いるので、更に出力インピーダンスを下げることが出来る。昇圧モード時には、前記電源端子、MOSトランジスタスイッチ及び出力端子を通る電流経路を通らず、充電時に従来と比べてスイッチング素子の入力電圧を小さくして耐圧及びサイズを小さくすることにより回路規模を小さく出来、放電時には電流経路が降圧レギュレータを通らないようにして、降圧レギュレータに含まれるスイッチング素子の抵抗等による出力の電圧降下を少なくすることが可能になる。   Since the present invention uses the current path that passes through the power supply terminal, one MOS transistor switch, and the output terminal that do not pass through the step-down regulator in the 1.0 times mode, the number of intervening switching elements is small and the output impedance is lowered. In addition, since the current circuit passing through the booster circuit is also used, the output impedance can be further reduced. In the boost mode, the circuit scale can be reduced by not passing the current path through the power supply terminal, MOS transistor switch and output terminal, and by reducing the input voltage of the switching element and reducing the withstand voltage and size compared to the conventional case during charging. During discharging, the current path does not pass through the step-down regulator, and the output voltage drop due to the resistance of the switching element included in the step-down regulator can be reduced.

本発明は、昇圧回路の前段に降圧レギュレータが接続される構成を基本的構成であり、LED駆動用電源回路は、電源端子から供給される入力電圧を設定された昇圧率で昇圧する昇圧回路、昇圧回路への入力電圧を定電圧化するための降圧レギュレータ、分圧抵抗及び出力電圧を充電するコンデンサを備え、更にこれらの構成に加えて、電源端子と昇圧回路の出力端子とを直列的に1つのMOSトランジスタで構成されるスイッチを介して接続する電流経路を付加したことを特徴としている。本発明は、このような構成により、放電経路に存在するスイッチング素子を減らして出力インピーダンスを小さくすることを可能にする。
以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。
The present invention has a basic configuration in which a step-down regulator is connected in front of the booster circuit, and the LED drive power supply circuit boosts the input voltage supplied from the power supply terminal at a set boosting rate, A step-down regulator for making the input voltage to the step-up circuit constant, a voltage dividing resistor, and a capacitor for charging the output voltage are provided. In addition to these components, the power supply terminal and the output terminal of the step-up circuit are connected in series. It is characterized in that a current path connected through a switch composed of one MOS transistor is added. With such a configuration, the present invention makes it possible to reduce the output impedance by reducing the switching elements present in the discharge path.
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to examples.

まず、図1を参照して実施例1を説明する。
図1は、LED駆動用電源回路の回路図である。この実施例のLED駆動用電源回路は、基準電圧Vrefと出力端子4からの帰還電圧に応じて電源1から供給された入力電圧VINを降圧する降圧レギュレータ2と、降圧レギュレータ2の出力電圧VREGによって充電し、入力電圧VINによって放電することで生ずる昇圧電圧VOUTを出力端子4に供給する昇圧回路部3と、電源1と出力端子4とを直列に1つのMOSトランジスタで構成されるスイッチ7を介して接続された電流経路とを具備している。即ち、LED駆動用電源回路は、電源1から供給された入力電圧VINを設定された昇圧率で昇圧する昇圧回路(チャージポンプ回路)部3、昇圧回路部3への入力電圧VINを定電圧化するための降圧レギュレータ2、分圧抵抗R1、R2及び出力電圧VOUTを充電するコンデンサC及び電源1と出力端子4間に形成された電流経路を遮断するスイッチ7を備えている。
First, Embodiment 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram of an LED driving power supply circuit. The LED drive power supply circuit of this embodiment uses a step-down regulator 2 that steps down the input voltage VIN supplied from the power supply 1 according to the reference voltage Vref and the feedback voltage from the output terminal 4, and the output voltage VREG of the step-down regulator 2. The booster circuit unit 3 supplies the boosted voltage VOUT generated by charging and discharging by the input voltage VIN to the output terminal 4, and the power source 1 and the output terminal 4 are connected in series via a switch 7 constituted by one MOS transistor. And a current path connected to each other. That is, the LED driving power supply circuit boosts the input voltage VIN supplied from the power supply 1 at a set boosting rate, and makes the input voltage VIN to the boosting circuit section 3 constant. Are provided with a step-down regulator 2, a voltage dividing resistor R1, R2, a capacitor C for charging the output voltage VOUT, and a switch 7 for cutting off a current path formed between the power source 1 and the output terminal 4.

降圧レギュレータ2は、演算増幅器21と、演算増幅器21の出力がゲートに接続されたMOSトランジスタ22とを備えている。演算増幅器21は、基準電圧源5からの基準電圧Vref及び出力端子4からの帰還電圧を大小比較し、その誤差電圧に応じてMOSトランジスタ22を制御する。演算増幅器21の第1の入力(+)は、出力端子4と接地(GND)との間に直列接続された分圧抵抗R1とR2との接続点に接続され、そこから帰還電圧が供給される。演算増幅器21の第2の入力(−)には、基準電圧Vrefが供給される。MOSトランジスタ22の一端には、入力電圧VINが接続され、他端には昇圧回路2の第1の入力が接続される。昇圧回路部3の出力は、電源回路の出力端子4に接続される。
コンデンサCは、昇圧回路部3の出力と出力端子4との間の接続点に一端が接続され、他端が直列接続された分圧抵抗R1と分圧抵抗R2との接続点及び演算増幅器21の第1の入力(+)間にある接続点に接続されている。昇圧回路部3は、内部に設けられたスイッチのオン/オフ動作により昇圧用コンデンサを選択的に充放電して、入力電圧VINを設定された昇圧率で昇圧して出力電圧VOUTを出力する昇圧回路である。
The step-down regulator 2 includes an operational amplifier 21 and a MOS transistor 22 whose output is connected to the gate. The operational amplifier 21 compares the reference voltage Vref from the reference voltage source 5 with the feedback voltage from the output terminal 4 and controls the MOS transistor 22 according to the error voltage. The first input (+) of the operational amplifier 21 is connected to a connection point between the voltage dividing resistors R1 and R2 connected in series between the output terminal 4 and the ground (GND), from which a feedback voltage is supplied. The A reference voltage Vref is supplied to the second input (−) of the operational amplifier 21. One end of the MOS transistor 22 is connected to the input voltage VIN, and the other end is connected to the first input of the booster circuit 2. The output of the booster circuit unit 3 is connected to the output terminal 4 of the power supply circuit.
The capacitor C has one end connected to a connection point between the output of the booster circuit unit 3 and the output terminal 4 and the other end connected in series to the connection point between the voltage dividing resistor R1 and the voltage dividing resistor R2 and the operational amplifier 21. Connected to a connection point between the first inputs (+) of the two. The step-up circuit unit 3 selectively charges and discharges a step-up capacitor by an on / off operation of a switch provided therein, and steps up the input voltage VIN at a set step-up rate to output the output voltage VOUT. Circuit.

昇圧回路部3は、出力端子4と降圧レギュレータ2を構成するPチャネルMOSトランジスタ22の出力端との間に直列に接続された第1のスイッチSW1及び第2のスイッチSW2と、電源1と接地端との間に直列に接続された第3のスイッチSW3及び第4のスイッチSW4と、一端が第1のスイッチSW1と第2のスイッチSW2の接続点に接続されると共に他端が第3のスイッチSW3と第4のスイッチSW4との接続点に接続される昇圧用コンデンサC1とから構成されている。実施例では、これら第1乃至第4のスイッチSW1〜SW4は、MOSトランジスタから構成されている。降圧レギュレータ2の出力電圧VREGが入力される昇圧回路部3の第1の入力端は、第1のスイッチSW1に接続され、電源1から供給される入力電圧VINが入力される第2の入力端は、第3のスイッチSW3に接続される。降圧レギュレータ2を構成する演算増幅器21は、基準電圧源5からの基準電圧Vrefと出力端子4からの帰還電圧とを大小比較し、その差電圧に応じてMOSトランジスタ22を制御する。これにより降圧レギュレータ2は、入力電圧VINを調整して、目標電圧値に安定化し、昇圧回路部3に供給する。これにより、出力端子4からの帰還電圧と基準電圧Vrefの差が0になるように制御でき、昇圧回路部3は、入力電圧VINを目標電圧値に定電圧化して出力電圧VOUTを得る。   The step-up circuit unit 3 includes a first switch SW1 and a second switch SW2 connected in series between the output terminal 4 and the output terminal of the P-channel MOS transistor 22 constituting the step-down regulator 2, the power supply 1, and the ground. The third switch SW3 and the fourth switch SW4 connected in series with the end, one end is connected to the connection point of the first switch SW1 and the second switch SW2, and the other end is the third switch The boosting capacitor C1 is connected to the connection point between the switch SW3 and the fourth switch SW4. In the embodiment, the first to fourth switches SW1 to SW4 are composed of MOS transistors. The first input terminal of the booster circuit unit 3 to which the output voltage VREG of the step-down regulator 2 is input is connected to the first switch SW1, and the second input terminal to which the input voltage VIN supplied from the power supply 1 is input. Is connected to the third switch SW3. The operational amplifier 21 constituting the step-down regulator 2 compares the reference voltage Vref from the reference voltage source 5 with the feedback voltage from the output terminal 4 and controls the MOS transistor 22 according to the difference voltage. Thereby, the step-down regulator 2 adjusts the input voltage VIN, stabilizes it to the target voltage value, and supplies it to the step-up circuit unit 3. As a result, the difference between the feedback voltage from the output terminal 4 and the reference voltage Vref can be controlled to be zero, and the booster circuit unit 3 obtains the output voltage VOUT by making the input voltage VIN constant to the target voltage value.

このように、昇圧回路部3の前段に出力端子4からの帰還電圧に応じて電源1から供給された入力電圧VINを降圧する降圧レギュレータ2が接続され、充電時のみ降圧レギュレータ2の出力電圧VREGが昇圧回路部3の昇圧用コンデンサC1に供給されるように構成されている。
昇圧回路部3に含まれるコンデンサC1は、降圧レギュレータ2の出力電圧VREGが一端に印加されることによって充電され、電源1からの入力電圧VINが他端に印加されることによって放電される。充電時には、降圧レギュレータ2を構成するMOSトランジスタ22の出力端からの出力電圧VREGは、第1の入力端からオン状態の第1のスイッチSW1を通って昇圧用コンデンサC1に充電される。この時、第2のスイッチSW2及び第3のスイッチSW3は、オフ状態であり、第4のスイッチSW4は、オン状態である。放電時には、電源1から供給される入力電圧VINは、第2の入力端からオン状態の第3のスイッチSW3を通り、昇圧用コンデンサC1の充電電圧VREGを付加しオン状態の第2のスイッチSW2を通って出力端子4から出力電圧VOUTとして出力する。この出力は、例えば、白色LEDを発光させる電源として用いられる。この時、第1のスイッチSW1及び第4のスイッチSW4は、オフ状態にある。
In this way, the step-down regulator 2 for stepping down the input voltage VIN supplied from the power supply 1 according to the feedback voltage from the output terminal 4 is connected to the previous stage of the step-up circuit unit 3, and the output voltage VREG of the step-down regulator 2 is only charged. Is supplied to the boosting capacitor C1 of the boosting circuit unit 3.
The capacitor C1 included in the step-up circuit unit 3 is charged when the output voltage VREG of the step-down regulator 2 is applied to one end, and is discharged when the input voltage VIN from the power supply 1 is applied to the other end. At the time of charging, the output voltage VREG from the output terminal of the MOS transistor 22 constituting the step-down regulator 2 is charged from the first input terminal to the boosting capacitor C1 through the first switch SW1 in the ON state. At this time, the second switch SW2 and the third switch SW3 are in an off state, and the fourth switch SW4 is in an on state. At the time of discharging, the input voltage VIN supplied from the power source 1 passes through the third switch SW3 in the on state from the second input terminal, and the charging voltage VREG of the boosting capacitor C1 is added to turn on the second switch SW2 in the on state. And output from the output terminal 4 as an output voltage VOUT. This output is used, for example, as a power source for causing a white LED to emit light. At this time, the first switch SW1 and the fourth switch SW4 are in the off state.

電源1は、例えば、リチウム電池を用いると、3〜4.2V程度の電力を有する。白色LEDは、4.5〜5V程度で駆動するので、この電源回路は、必要に応じて電源電圧を昇圧して白色LEDを駆動する出力電圧VOUTを生成する。電源が消耗した場合にもこの昇圧回路分を利用して適正な出力電圧VOUTを出力する。昇圧回路部3において、昇圧比が2倍のときの出力は、VREG+VINである。入力電圧VINの上昇に伴って昇圧回路部3の出力が上がると降圧レギュレータ2の出力電圧VREGは減少するため、入力電圧VINにかかわらず出力電圧VOUTは、昇圧比に対して一定である。   For example, when a lithium battery is used, the power source 1 has a power of about 3 to 4.2V. Since the white LED is driven at about 4.5 to 5 V, the power supply circuit boosts the power supply voltage as necessary to generate the output voltage VOUT that drives the white LED. Even when the power supply is consumed, an appropriate output voltage VOUT is output using this booster circuit. In the step-up circuit unit 3, the output when the step-up ratio is double is VREG + VIN. When the output of the booster circuit unit 3 increases as the input voltage VIN increases, the output voltage VREG of the step-down regulator 2 decreases. Therefore, the output voltage VOUT is constant with respect to the boost ratio regardless of the input voltage VIN.

この実施例における昇圧動作では、昇圧回路部の前段に接続される降圧レギュレータの出力電圧VREGで充電するため、従来例と比べてスイッチング素子の入力電圧が小さくなる。そのため、耐圧およびサイズを小さくすることができ、回路規模を小さくすることができる。放電時の電流経路は、降圧レギュレータを通らないため、降圧レギュレータに含まれるスイッチング素子の抵抗による出力の電圧降下を少なくすることが出来る。
次に1.0倍モード時の動作を説明する。この実施例では、電源端子と昇圧回路の出力端子とを直列的に1つのMOSトランジスタで構成されるスイッチを介して接続する電流経路を付加したことを特徴としている。即ち、VIN→P1→VOUTの第1の電流経路により、出力端子に電源電圧が供給される。通常、出力端子に1.0倍モード時の電圧を供給する電流経路には、レギュレータを通るなどして2つ以上のMOSトランジスタが配置されているが、この実施例の第1の電流経路では1つのMOSトランジスタが有るのみである。これにより、出力の低インピーダンスが実現された。また、上述の第1の電流経路に加えてVIN→VREG→SW1→SW2→VOUTの第2の電流経路も設定することが可能であり、これら第1の電流経路と第2の電流経路流回路とを同時に用いることで、更に出力インピーダンスを下げることが出来る。
In the step-up operation in this embodiment, charging is performed with the output voltage VREG of the step-down regulator connected to the previous stage of the step-up circuit section, so that the input voltage of the switching element is smaller than in the conventional example. Therefore, the breakdown voltage and size can be reduced, and the circuit scale can be reduced. Since the current path during discharging does not pass through the step-down regulator, the output voltage drop due to the resistance of the switching element included in the step-down regulator can be reduced.
Next, the operation in the 1.0 times mode will be described. This embodiment is characterized in that a current path for connecting the power supply terminal and the output terminal of the booster circuit in series via a switch composed of one MOS transistor is added. That is, the power supply voltage is supplied to the output terminal through the first current path of VIN → P1 → VOUT. Normally, two or more MOS transistors are arranged in the current path for supplying the voltage in the 1.0 times mode to the output terminal by passing through a regulator, etc. In the first current path of this embodiment, There is only one MOS transistor. As a result, a low output impedance was realized. In addition to the first current path described above, a second current path of VIN → VREG → SW1 → SW2 → VOUT can be set. These first current path and second current path current circuit Can be used at the same time to further reduce the output impedance.

次に、図2乃至図5を参照して実施例2を説明する。
図2は、LED駆動用電源回路の回路図、図3乃至図5は、LED駆動用電源回路の充放電方法を説明する概略回路図及びこの電源回路に用いられるトランジスタのオンオフ(ON/OFF)状態を説明する特性図である。
この実施例は、昇圧回路部の構成が実施例1とは相違する。この実施例のLED駆動用電源回路は、基準電圧Vrefと出力端子4からの帰還電圧に応じて電源1から供給された入力電圧VINを降圧する降圧レギュレータ2と、降圧レギュレータ2の出力電圧VREGによって充電し、入力電圧VINによって放電することで生ずる昇圧電圧(出力電圧)VOUTを出力端子4に供給する昇圧回路部6と、電源1と出力端子(VOUT)4とを直列に1つのMOSトランジスタで構成されるスイッチ8を介して接続された電流経路とを具備している。
LED駆動用電源回路は、電源1から供給された入力電圧VINを設定された昇圧率で昇圧する昇圧回路部6、昇圧回路部6への入力電圧VINを定電圧化するための降圧レギュレータ2、分圧抵抗R1、R2、出力電圧VOUTを充電するコンデンサC及び電源1と出力端子4間に形成される電流経路を遮断するスイッチ8を備える。
Next, Embodiment 2 will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a circuit diagram of an LED driving power supply circuit, FIGS. 3 to 5 are schematic circuit diagrams for explaining a charging / discharging method of the LED driving power supply circuit, and ON / OFF of transistors used in the power supply circuit. It is a characteristic view explaining a state.
This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the booster circuit section. The LED drive power supply circuit of this embodiment uses a step-down regulator 2 that steps down the input voltage VIN supplied from the power supply 1 according to the reference voltage Vref and the feedback voltage from the output terminal 4, and the output voltage VREG of the step-down regulator 2. A booster circuit unit 6 for supplying a boosted voltage (output voltage) VOUT generated by charging and discharging by the input voltage VIN to the output terminal 4, a power supply 1 and an output terminal (VOUT) 4 in series with one MOS transistor. And a current path connected via a switch 8 configured.
The LED driving power supply circuit includes a boosting circuit unit 6 that boosts the input voltage VIN supplied from the power supply 1 at a set boosting rate, a step-down regulator 2 for making the input voltage VIN to the boosting circuit unit 6 constant, A voltage dividing resistor R1, R2, a capacitor C for charging the output voltage VOUT, and a switch 8 for cutting off a current path formed between the power source 1 and the output terminal 4 are provided.

降圧レギュレータ2、コンデンサC及びスイッチ8は、実施例1と同じ構成である。昇圧回路部6は、実施例1と同様に内部に設けられたスイッチ(SW1〜SW9)のオン/オフ動作により昇圧用コンデンサC1、C2を選択的に充放電して、入力電圧VINを設定された昇圧率で昇圧して出力電圧VOUTを出力する昇圧回路である。昇圧回路部6は、電源1と出力端子4との間に複数並列接続(この実施例では2つの回路を用いる)された昇圧回路61、62から構成され、昇圧回路61、62間にはスイッチが設けられている(この実施例では第5のスイッチSW5を用いる)ことを特徴としている。   The step-down regulator 2, the capacitor C, and the switch 8 have the same configuration as in the first embodiment. As in the first embodiment, the booster circuit unit 6 selectively charges and discharges the booster capacitors C1 and C2 by the on / off operation of the switches (SW1 to SW9) provided therein, and the input voltage VIN is set. The booster circuit outputs the output voltage VOUT after boosting at the boosting rate. The booster circuit unit 6 is composed of a plurality of booster circuits 61 and 62 connected in parallel (using two circuits in this embodiment) between the power supply 1 and the output terminal 4, and a switch is provided between the booster circuits 61 and 62. (In this embodiment, the fifth switch SW5 is used).

第1の昇圧回路61は、出力端子4と降圧レギュレータ2を構成するMOSトランジスタ22の出力端との間に直列に接続された第1のスイッチSW1及び第2のスイッチSW2と、電源1と接地端との間に直列に接続された第3のスイッチSW3及び第4のスイッチSW4と、一端が第1のスイッチSW1と第2のスイッチSW2の接続点に接続されると共に他端が第3のスイッチSW3と第4のスイッチSW4との接続点に接続される昇圧用コンデンサC1とから構成されている。これら第1乃至第4のスイッチSW1〜SW4は、例えば、MOSトランジスタから構成されている。スイッチSW1〜SW3、SW7及びSW8は、PMOSトランジスタから構成され、それぞれP3〜P5、P6、P2で表示される。また、スイッチSW5及びSW9は、NMOSトランジスタから構成され、それぞれN2、N1で表される。   The first booster circuit 61 includes a first switch SW1 and a second switch SW2 connected in series between the output terminal 4 and the output terminal of the MOS transistor 22 constituting the step-down regulator 2, the power supply 1, and the ground. The third switch SW3 and the fourth switch SW4 connected in series with the end, one end is connected to the connection point of the first switch SW1 and the second switch SW2, and the other end is the third switch The boosting capacitor C1 is connected to the connection point between the switch SW3 and the fourth switch SW4. These first to fourth switches SW1 to SW4 are composed of, for example, MOS transistors. The switches SW1 to SW3, SW7 and SW8 are composed of PMOS transistors and are indicated by P3 to P5, P6 and P2, respectively. The switches SW5 and SW9 are composed of NMOS transistors and are represented by N2 and N1, respectively.

電源1から供給される入力電圧VINが入力される第1の昇圧回路61の第2の入力端64には、第3のスイッチSW3(P3)が接続され、降圧レギュレータ2の出力電圧VREGが入力される第1の入力端63には、第1のスイッチSW1(P4)が接続される。第2の昇圧回路62は、出力端子4とMOSトランジスタ22の出力端との間に直列に接続された第6のスイッチSW6及び第7のスイッチSW7(P6)と、電源1と接地端との間に直列に接続された第8のスイッチSW8(P2)及び第9のスイッチSW9(N1)と、一端が第6のスイッチSW6と第7のスイッチSW7(P6)の接続点に接続されると共に他端が第8のスイッチSW8(P2)と第9のスイッチSW9(N1)との接続点に接続される昇圧用コンデンサC2とから構成されている。入力電圧VINが入力される第2の昇圧回路62の第2の入力端66には、第8のスイッチSW8(P2)が接続され、出力電圧VREGが入力される第1の入力端65は、第6のスイッチSW6に接続される。
このように、昇圧回路部6の前段に出力端子4からの帰還電圧に応じて電源1から供給された入力電圧VINを降圧する降圧レギュレータ2が接続され、充電時のみ降圧レギュレータ2の出力電圧VREGが昇圧回路部6の昇圧用コンデンサC1又はC2もしくは双方に供給されるように構成されている。
The third switch SW3 (P3) is connected to the second input terminal 64 of the first booster circuit 61 to which the input voltage VIN supplied from the power supply 1 is input, and the output voltage VREG of the step-down regulator 2 is input. The first input SW 63 is connected to the first switch SW1 (P4). The second booster circuit 62 includes a sixth switch SW6 and a seventh switch SW7 (P6) connected in series between the output terminal 4 and the output terminal of the MOS transistor 22, and the power source 1 and the ground terminal. Between the eighth switch SW8 (P2) and the ninth switch SW9 (N1) connected in series between them, one end is connected to the connection point of the sixth switch SW6 and the seventh switch SW7 (P6). The other end is composed of a boosting capacitor C2 connected to a connection point between the eighth switch SW8 (P2) and the ninth switch SW9 (N1). An eighth switch SW8 (P2) is connected to the second input terminal 66 of the second booster circuit 62 to which the input voltage VIN is input, and the first input terminal 65 to which the output voltage VREG is input is Connected to the sixth switch SW6.
In this way, the step-down regulator 2 that steps down the input voltage VIN supplied from the power supply 1 according to the feedback voltage from the output terminal 4 is connected to the previous stage of the step-up circuit unit 6, and the output voltage VREG of the step-down regulator 2 is only charged. Is supplied to the boosting capacitor C1 or C2 or both of the boosting circuit unit 6.

次に、この実施例のLED駆動用電源回路の充放電方法について説明する。例えば、昇圧回路部に昇圧回路が2つ並列接続されている場合、各々第1〜第9のスイッチのオンオフ制御によって、1倍(VREG)、1.5倍(1/2VREG+VIN)等の出力を得ることができる。図3に示すように、出力が1倍(VREG)モードの場合は、降圧レギュレータ2の出力(VREG)を出力電圧VOUTとする。   Next, a charge / discharge method of the LED drive power supply circuit of this embodiment will be described. For example, when two booster circuits are connected in parallel to the booster circuit unit, outputs of 1 × (VREG), 1.5 × (1/2 VREG + VIN), etc. are controlled by ON / OFF control of the first to ninth switches. Obtainable. As shown in FIG. 3, when the output is in the 1 × (VREG) mode, the output (VREG) of the step-down regulator 2 is set as the output voltage VOUT.

このLED駆動用電源回路では、電源1と出力端子4とを直列に1つのMOSトランジスタで構成されるスイッチ8を介して接続された第1の電流経路、昇圧回路6内において、第1のスイッチP4、第2のスイッチP5をオン状態とし、他のスイッチはオフ状態に制御した降圧レギュレータ2の出力から出力端子3までの第2の電流経路がある。第1の電流経路は、VIN→P1→VOUT、第2の電流経路は、VIN→VREG→P4→P5→VOUTの経路で放電される(図3の矢印参照)。この実施例では、図3に示す様に、P1はオン(ON)、P4及びP5はオン(ON)、P2、P3、N1、N2はオフ(OFF)の状態であり、この時、出力端子4から出力される。
出力が1倍モードの場合、降圧レギュレータ2は、単にスイッチとして作用する(例えば、VINが2.7〜4.6Vで、VOUTを4.9Vと設定した場合)。この場合、スイッチングがないので、出力電圧VOUTにはリップルが発生しない。
In this LED drive power supply circuit, the first switch in the first current path, booster circuit 6 in which the power supply 1 and the output terminal 4 are connected in series via a switch 8 composed of one MOS transistor. There is a second current path from the output of the step-down regulator 2 to the output terminal 3 where P4 and the second switch P5 are turned on and the other switches are controlled to be turned off. The first current path is discharged through VIN → P1 → VOUT, and the second current path is discharged through the path VIN → VREG → P4 → P5 → VOUT (see arrow in FIG. 3). In this embodiment, as shown in FIG. 3, P1 is on, P4 and P5 are on, and P2, P3, N1, and N2 are off. At this time, the output terminal 4 is output.
When the output is in the 1 × mode, the step-down regulator 2 simply acts as a switch (for example, when VIN is 2.7 to 4.6V and VOUT is set to 4.9V). In this case, since there is no switching, no ripple occurs in the output voltage VOUT.

次に、図4及び図5を参照して1.5倍(1/2VREG+VIN)モードの充電方法及び放電方法を説明する。
図4は、出力が1.5倍(1/2VREG+VIN)モードの充電方法を説明する概略回路図であり、図5は、出力が1.5倍モードの放電方法を説明する概略回路図である。充電経路は、第1のスイッチP4、第5のスイッチN2及び第9のスイッチN1をオン状態にし、昇圧回路6の他のスイッチ(P2、P3、P5、P6)をオフにする。このとき、図3の第1の電流経路をオフにするために、スイッチ8を常にオフにしておく。この充電方法により、充電用コンデンサC1、C2の容量に降圧レギュレータ2の出力電圧VREGの電圧まで充電される。その結果、コンデンサC1、C2には、各1/2VREGの電圧が充電される。第2のスイッチP5、第7のスイッチP6がオフとなりコンデンサC3の電荷だけで電流を供給する。そのため出力端子4の電圧が負荷電流により低下する(図4参照)。
Next, a charging method and a discharging method in the 1.5 times (1/2 VREG + VIN) mode will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a schematic circuit diagram illustrating a charging method in which the output is 1.5 times (1/2 VREG + VIN) mode, and FIG. 5 is a schematic circuit diagram illustrating a discharging method in which the output is 1.5 times mode. . In the charging path, the first switch P4, the fifth switch N2, and the ninth switch N1 are turned on, and the other switches (P2, P3, P5, P6) of the booster circuit 6 are turned off. At this time, the switch 8 is always turned off in order to turn off the first current path of FIG. With this charging method, the capacitors C1 and C2 for charging are charged up to the voltage of the output voltage VREG of the step-down regulator 2. As a result, each of the capacitors C1 and C2 is charged with a voltage of ½ VREG. The second switch P5 and the seventh switch P6 are turned off, and current is supplied only by the charge of the capacitor C3. Therefore, the voltage at the output terminal 4 is reduced by the load current (see FIG. 4).

放電経路は、第2のスイッチP5、第3のスイッチP3、第7のスイッチP6及び第8のスイッチP2をオン状態にし、昇圧回路6の他のスイッチをオフにする。この充電方法により、電源(VIN)と出力端子4との間に第2のスイッチP5及び第3のスイッチP3を通る第1の電流経路(VIN→P3→C2→P5→VOUT)と、第7のスイッチP6及び第8のスイッチP2を通る第2の電流経路(VIN→P2→C1→P6→VOUT)の2つの経路が形成される。コンデンサC1、C2にはVREGの電圧までチャージされ、それぞれ1/2VREGの電圧がかかる(図5参照)。   In the discharge path, the second switch P5, the third switch P3, the seventh switch P6, and the eighth switch P2 are turned on, and the other switches of the booster circuit 6 are turned off. According to this charging method, the first current path (VIN → P3 → C2 → P5 → VOUT) passing through the second switch P5 and the third switch P3 between the power source (VIN) and the output terminal 4 and the seventh The second path (VIN → P2 → C1 → P6 → VOUT) passing through the second switch P6 and the eighth switch P2 is formed. Capacitors C1 and C2 are charged up to a voltage of VREG, and a voltage of 1/2 VREG is applied (see FIG. 5).

先に、発明者は充電時に従来と比べてスイッチング素子の入力電圧を小さくして耐圧及びサイズを小さくし、放電時に電流経路が降圧レギュレータを通らないようにして降圧レギュレータに含まれるスイッチング素子の抵抗による出力の電圧降下を少なくすることが可能なチャージポンプ方式電源回路を開発した(特願2007−220606)。この電源回路は、LED駆動に用いられるものであり、図1、図2等に示される実施例1、2で説明される電源回路の先行技術である。この先行技術のLED駆動用電源回路は、基準電圧Vrefと出力端子4からの帰還電圧に応じて電源電圧を降圧する降圧レギュレータ2と、降圧レギュレータの出力電圧VREGによって充電し、電源電圧VINによって放電することで生ずる昇圧電圧を出力端子に供給する昇圧回路部3とを有する。昇圧回路部は、出力端子と降圧レギュレータとの間に直列に接続されるスイッチSW1及びスイッチSW2と、電源と接地との間に直列に接続されるスイッチSW3及びスイッチSW4と、第1のスイッチSW1、SW2間と第2のスイッチSW3、SW4間との間に接続されたコンデンサCとを有する。   First, the inventor reduced the input voltage of the switching element during charging to reduce the withstand voltage and size, and prevented the current path from passing through the step-down regulator during discharging to prevent the resistance of the switching element included in the step-down regulator. Has developed a charge pump type power supply circuit capable of reducing the voltage drop of the output due to the above (Japanese Patent Application No. 2007-220606). This power supply circuit is used for LED driving, and is a prior art of the power supply circuit described in the first and second embodiments shown in FIGS. This prior art LED drive power circuit is charged by the step-down regulator 2 that steps down the power supply voltage in accordance with the reference voltage Vref and the feedback voltage from the output terminal 4, and the output voltage VREG of the step-down regulator, and is discharged by the power supply voltage VIN. And a booster circuit unit 3 for supplying the boosted voltage generated by the operation to the output terminal. The step-up circuit unit includes a switch SW1 and a switch SW2 connected in series between the output terminal and the step-down regulator, a switch SW3 and a switch SW4 connected in series between the power source and the ground, and a first switch SW1. , SW2 and a capacitor C connected between the second switches SW3 and SW4.

つまり、実施例1、2に係る電源回路は、前述した先行技術に、電源端子と出力端子との間を、MOSトランジスタからなるスイッチを介して接続してなる電流経路を付加して構成される。更に、実施例2では、スイッチ4及びスイッチ6を使用しないで電源回路を駆動することが出来る。したがって、図3乃至図5に示すように、MOSトランジスタ22の出力端からスイッチSW7までのスイッチ6を含む配線を不要にし、スイッチSW3からGNDまでのスイッチSW4を含む配線を不要にすることができ、放電時の出力インピーダンスを更に小さくすることができると共にトランジスタを省略することができる結果、電源回路が搭載されたチップの縮小化が進んで省資源に資するものである。   That is, the power supply circuit according to the first and second embodiments is configured by adding a current path formed by connecting a power supply terminal and an output terminal via a switch made of a MOS transistor to the above-described prior art. . Further, in the second embodiment, the power supply circuit can be driven without using the switch 4 and the switch 6. Therefore, as shown in FIGS. 3 to 5, the wiring including the switch 6 from the output terminal of the MOS transistor 22 to the switch SW7 can be eliminated, and the wiring including the switch SW4 from the switch SW3 to GND can be eliminated. As a result, the output impedance at the time of discharging can be further reduced and the transistor can be omitted. As a result, the chip on which the power supply circuit is mounted is further reduced, which contributes to resource saving.

以上、この実施例では、昇圧回路部の前段に接続される降圧レギュレータの出力電圧VREGで充電するため、従来例と比べてスイッチング素子の入力電圧が小さくなる。そのため、耐圧及びサイズを小さくすることができ、回路規模を小さくすることができる。放電時の電流経路は、降圧レギュレータを通らないため、降圧レギュレータに含まれるスイッチング素子の抵抗による出力の電圧降下を少なくすることが出来るレギュレータに含まれるスイッチング素子の抵抗による出力の電圧降下を少なくすることが可能になる。また、放電時の電圧降下を避ける構成であるため、昇圧比を可変する構成にしても出力の電圧降下を少なくすることが出来る。   As described above, in this embodiment, charging is performed with the output voltage VREG of the step-down regulator connected to the previous stage of the step-up circuit section, so that the input voltage of the switching element is smaller than in the conventional example. Therefore, the withstand voltage and size can be reduced, and the circuit scale can be reduced. Since the current path during discharge does not pass through the step-down regulator, the output voltage drop due to the resistance of the switching element included in the regulator can be reduced, which can reduce the output voltage drop due to the resistance of the switching element included in the step-down regulator. It becomes possible. In addition, since the voltage drop at the time of discharge is avoided, the output voltage drop can be reduced even if the voltage boost ratio is variable.

次に、図6を参照して実施例3を説明する。
図6は、出力が1.5倍モードの放電方法のソフトスタートを説明する概略回路図である。この実施例の駆動方法は、電源回路を駆動する際に、電源端子から昇圧回路を経由して出力端子に流れる電流を流してから、所定の時間経過後に、電源端子(VIN)と出力端子(VOUT)との間を流れ、MOSトランジスタのスイッチを含む電流経路に電流を流すことを特徴としている。
突入電流を抑えるために、基準電圧安定後(実施例ではENをオンしてから62μsec後)、初めに、第2の電流経路(VIN→VREG→P4→P5→VOUT)で電流を流し、その後(実施例では500μsec後)スイッチ8(P1)をオンして第1の電流経路に電流を流し込む。このような方法により、図6(b)に示す様に、出力端子(VOUT)からの出力は徐々に所定の定常電圧に達する。この実施例で説明したソフトスタート動作は、実施例1、2の電源回路に適用することが出来る。
Next, Example 3 will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a schematic circuit diagram for explaining the soft start of the discharging method in which the output is in the 1.5 times mode. In the driving method of this embodiment, when a power supply circuit is driven, a current flowing from the power supply terminal to the output terminal via the booster circuit is passed, and after a predetermined time has elapsed, the power supply terminal (VIN) and the output terminal ( The current flows through the current path including the switch of the MOS transistor.
In order to suppress the inrush current, after the reference voltage is stabilized (62 μsec after turning on EN in the embodiment), first, a current is passed through the second current path (VIN → VREG → P4 → P5 → VOUT), and then (In the embodiment, after 500 μsec) The switch 8 (P1) is turned on to flow a current into the first current path. By such a method, as shown in FIG. 6B, the output from the output terminal (VOUT) gradually reaches a predetermined steady voltage. The soft start operation described in this embodiment can be applied to the power supply circuits of the first and second embodiments.

次に、図7を参照して実施例4を説明する。
図7は、この実施例で説明するLED駆動用電源回路を構成する電源端子/出力端子間をスイッチングするMOSトランジスタからなるスイッチの概略回路図である。この実施例のRED駆動用電源回路は、電源端子(VIN)と出力端子VOUTとを直列的にPMOSトランジスタ(P1)で構成されるスイッチ9を介して接続する電流経路を具備している。スイッチ9にはスイッチング作用を有するPMOSトランジスタ(P1)の他にトランジスタの基板電圧を制御する制御スイッチ10、11が設けられている。制御スイッチ10、11は、ゲート同士及び基板同志がそれぞれ接続された1対のPMOSトランジスタから構成され、制御スイッチ10は、一端が電源端子(VIN)に接続され、他端がPMOSトランジスタ(P1)の基板に接続され、制御スイッチ11は、一端がPMOSトランジスタ(P1)の基板に接続され、他端が出力端子(VOUT)に接続さている。
Next, Example 4 will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a schematic circuit diagram of a switch composed of a MOS transistor that switches between a power supply terminal and an output terminal constituting the LED drive power supply circuit described in this embodiment. The power supply circuit for RED driving of this embodiment includes a current path that connects a power supply terminal (VIN) and an output terminal VOUT in series via a switch 9 composed of a PMOS transistor (P1). In addition to the PMOS transistor (P1) having a switching action, the switch 9 is provided with control switches 10 and 11 for controlling the substrate voltage of the transistor. The control switches 10 and 11 are composed of a pair of PMOS transistors each having a gate and a substrate connected to each other. The control switch 10 has one end connected to a power supply terminal (VIN) and the other end connected to a PMOS transistor (P1). The control switch 11 has one end connected to the substrate of the PMOS transistor (P1) and the other end connected to the output terminal (VOUT).

制御スイッチ10、11のオンオフ(ON/OFF)制御によって基板電圧を制御している。待機時には、PMOSトランジスタ(P1)をオフにし、制御スイッチ10をオンにし、制御スイッチ11をオフにする。1.0倍モード動作時には、PMOSトランジスタ(P1)をオンにし、制御スイッチ10をオンにし、制御スイッチ11をオフにする。1.5倍モード動作時には、PMOSトランジスタ(P1)をオフにし、制御スイッチ10をオフにし、制御スイッチ11をオンにする。この実施例ではスイッチの基板電圧の影響を少なくすることができる。   The substrate voltage is controlled by ON / OFF control of the control switches 10 and 11. During standby, the PMOS transistor (P1) is turned off, the control switch 10 is turned on, and the control switch 11 is turned off. During the 1.0 × mode operation, the PMOS transistor (P1) is turned on, the control switch 10 is turned on, and the control switch 11 is turned off. At the time of 1.5 times mode operation, the PMOS transistor (P1) is turned off, the control switch 10 is turned off, and the control switch 11 is turned on. In this embodiment, the influence of the substrate voltage of the switch can be reduced.

実施例1に係るLED駆動用電源回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a power supply circuit for driving an LED according to the first embodiment. 実施例2に係るLED駆動用電源回路の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of an LED driving power supply circuit according to a second embodiment. 図2のLED駆動用電源回路の1.0倍モードの放電方法を説明する概略回路図及びこの電源回路に用いられるトランジスタのオンオフ(ON/OFF)状態を説明する特性図。FIG. 3 is a schematic circuit diagram illustrating a 1.0 × mode discharge method of the LED drive power supply circuit of FIG. 2 and a characteristic diagram illustrating an on / off state of a transistor used in the power supply circuit. 図2のLED駆動用電源回路の1.5倍モードの充電方法を説明する概略回路図及びこの電源回路に用いられるトランジスタのオンオフ(ON/OFF)状態を説明する特性図。FIG. 3 is a schematic circuit diagram for explaining a 1.5 × mode charging method of the LED drive power supply circuit of FIG. 2 and a characteristic diagram for explaining an on / off state of a transistor used in the power supply circuit. 図2のLED駆動用電源回路の1.5倍モードの放電方法を説明する概略回路図及びこの電源回路に用いられるトランジスタのオンオフ(ON/OFF)状態を説明する特性図。FIG. 3 is a schematic circuit diagram illustrating a 1.5 × mode discharge method of the LED drive power supply circuit of FIG. 2 and a characteristic diagram illustrating an on / off state of a transistor used in the power supply circuit. 実施例3に係るLED駆動用電源回路の出力が1.5倍モードの放電方法のソフトスタートを説明する概略回路図。FIG. 10 is a schematic circuit diagram illustrating soft start of a discharge method in which the output of the LED drive power supply circuit according to the third embodiment is in a 1.5 times mode. 実施例4に係るLED駆動用電源回路を構成する電源端子及び出力端子間をスイッチングするMOSトランジスタからなるスイッチを有する電流経路の概略回路図。FIG. 10 is a schematic circuit diagram of a current path having a switch formed of a MOS transistor that switches between a power supply terminal and an output terminal that constitute an LED drive power supply circuit according to Embodiment 4; 従来のLED駆動用電源回路の回路図。The circuit diagram of the conventional power supply circuit for LED drive.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・電源 2・・・降圧レギュレータ 3、6・・・昇圧回路部
4・・・出力端子 5・・・基準電圧源
7、8、9・・・スイッチ(MOSトランジスタ)
10、11・・・制御スイッチ 21・・・演算増幅器
22・・・MOSトランジスタ
61、62・・・昇圧回路(チャージポンプ回路)
63−66・・・入力端
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power source 2 ... Buck regulator 3, 6 ... Boost circuit part 4 ... Output terminal 5 ... Reference voltage source 7, 8, 9 ... Switch (MOS transistor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 11 ... Control switch 21 ... Operational amplifier 22 ... MOS transistor 61, 62 ... Booster circuit (charge pump circuit)
63-66 ... Input terminal

Claims (6)

外部電源が接続される電源端子と、前記電源端子から入力される電源電圧を降圧する降圧レギュレータと、前記降圧レギュレータの出力電圧から容量素子の充放電を利用してLED駆動用昇圧電圧を生成する昇圧回路と、前記電源端子と前記昇圧回路の出力端子とを直列的に1つのMOSトランジスタで構成されるスイッチを介して接続する電流経路とを具備したことを特徴とするLED駆動用電源回路。 A power supply terminal to which an external power supply is connected, a step-down regulator for stepping down a power supply voltage input from the power supply terminal, and an LED drive step-up voltage from the output voltage of the step-down regulator using charge / discharge of a capacitor element A power supply circuit for driving an LED, comprising: a booster circuit; and a current path for connecting the power supply terminal and the output terminal of the booster circuit in series via a switch composed of one MOS transistor. 昇圧率1倍のモード時には、前記スイッチをオンさせることにより前記電流経路を介して前記電源電圧を前記出力端子に供給し、昇圧モード時には、前記容量素子の一端を前記降圧レギュレータの出力端に接続し、他端を低電位側に接続することにより前記容量素子を充電させ、一端を前記電源端子に接続し、他端を前記出力端子に接続することにより前記容量素子を放電させ、この放電によって前記出力端子から昇圧された電圧を出力させることを特徴とする請求項1に記載のLED駆動用電源回路。 In the step-up mode, the power supply voltage is supplied to the output terminal through the current path by turning on the switch. In the step-up mode, one end of the capacitor is connected to the output end of the step-down regulator. And connecting the other end to the low potential side to charge the capacitive element, connecting one end to the power supply terminal and connecting the other end to the output terminal to discharge the capacitive element. The LED driving power supply circuit according to claim 1, wherein the boosted voltage is output from the output terminal. 外部電源が接続される電源端子と、前記電源端子から入力される電源電圧を降圧する降圧レギュレータと、出力端子と前記降圧レギュレータの出力端との間に直列に接続される第1及び第2のスイッチ、前記電源端子と接地との間に直列に接続された第3及び第4のスイッチ、前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとの接続点と前記第3のスイッチと前記第4のスイッチとの接続点間に接続されるコンデンサを有し、前記降圧レギュレータの降圧出力電圧を昇圧する昇圧回路と、前記電源端子と前記昇圧回路の出力端子とを直列的に1つのMOSトランジスタで構成される第5のスイッチを介して接続する電流経路とを具備したことを特徴とするLED駆動用電源回路。 A power supply terminal to which an external power supply is connected, a step-down regulator for stepping down a power supply voltage input from the power supply terminal, and a first and a second connected in series between an output terminal and the output terminal of the step-down regulator A switch, a third and a fourth switch connected in series between the power supply terminal and the ground, a connection point of the first switch and the second switch, the third switch and the fourth switch A booster circuit for boosting the step-down output voltage of the step-down regulator, and a power supply terminal and an output terminal of the booster circuit are configured in series with one MOS transistor. And a current path connected via a fifth switch. An LED driving power supply circuit. 昇圧率1倍のモード時には、前記第5のスイッチをオンさせることにより前記電流経路を介して前記電源電圧を前記出力端子に供給し、昇圧モード時には、前記第1及び第4のスイッチをオンさせることにより前記降圧レギュレータ出力によって、前記コンデンサを充電させ、前記第2及び第3のスイッチをオンさせることにより前記コンデンサを放電させ、この放電によって前記出力端子から昇圧された電圧を出力させることを特徴とする請求項3に記載のLED駆動用電源回路。 In the step-up mode, the power supply voltage is supplied to the output terminal via the current path by turning on the fifth switch. In the step-up mode, the first and fourth switches are turned on. Thus, the capacitor is charged by the output of the step-down regulator, the capacitor is discharged by turning on the second and third switches, and the boosted voltage is output from the output terminal by this discharge. The LED driving power supply circuit according to claim 3. 前記MOSトランジスタと前記電源端子との間に第1の制御スイッチ及び前記MOSトランジスタと前記出力端子との間に第2の制御スイッチを設け、当該第1及び第2の制御スイッチにより、前記MOSトランジスタの基板電圧を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載のLED駆動用電源回路。 A first control switch is provided between the MOS transistor and the power supply terminal, and a second control switch is provided between the MOS transistor and the output terminal, and the MOS transistor is provided by the first and second control switches. 5. The LED driving power supply circuit according to claim 1, wherein the substrate voltage is controlled. 請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載のLED駆動用電源回路を駆動する際に、前記電源端子から前記昇圧回路を経由して前記出力端子に流れる電流を流してから、所定の時間経過後に前記電流経路に電流を流すことを特徴とするLED駆動用電源回路の駆動方法。 6. When driving the LED drive power supply circuit according to claim 1, a current flowing from the power supply terminal to the output terminal through the booster circuit is allowed to flow for a predetermined time. A driving method of an LED driving power supply circuit, wherein a current is passed through the current path after elapse of time.
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