JP2011109905A - 電源供給装置及びそれを備えるディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定的した電圧を供給することができる電源供給装置を提供する。
【解決手段】コイルＬ１を介して流れる電流により検出される検出電圧ＶＤＥＴ１と設定電圧Ｖ_ＳＥＴとの電圧差に応じて検出電流Ｉ_ＤＥＴを生成する検出及び変換部２００を有する制御部２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源供給装置及びそれを備えるディスプレイ装置に関し、特に、動作効率が改善されるようにした電源供給装置及びそれを備えるディスプレイ装置(ＰＯＷＥＲ ＳＵＰＰＬＹ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＨＡＶＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ)に関する。

最近、プラズマディスプレイ装置(Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ)、液晶ディスプレイ装置(Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ)、発光ダイオード(Ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ)ディスプレイ装置など、多様なディスプレイ装置が開発され普及されている。その内、発光ダイオードディスプレイ装置は安定性かつ効率性の優れる直流電源(ＤＣ)を用い、発熱量が少なく、消費電力が少ないという長所を有していることからその使用がさらに増えている。発光ダイオードは両端に印加された電圧によって光を発散する素子であり、所定の発光ダイオードから発散する光が所定輝度を維持するために、発光ダイオードの両端に正電圧が安定的に印加される。したがって、発光ダイオードディスプレイ装置は正電圧を供給するスイッチングモード電源供給装置(Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｍｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ：ＳＭＰＳ)を備える。

スイッチングモード電源供給装置は、入力電圧を印加してスイッチングモード電源供給装置内部のスイッチング素子のスイッチング時間により入力電圧を昇圧または減圧して所望するレベルを有する出力電圧を生成する。スイッチングモード電源供給装置は、電源供給装置として、小型で軽量であるという長所を有していることから多く用いられている。スイッチング素子の動作時間は、スイッチング素子に入力されるスイッチング信号のデューティ比によって制御される。スイッチングモード電源供給装置は、出力電圧のレベル変化を持続的に監視し、出力電圧のレベル変化によりスイッチング信号のデューティ比を可変することで、出力電圧が正電圧に維持されるように制御する。

米国特許出願公開第２００８／０００７９７５号明細書

本発明の目的は、増幅器として機能する内部素子を線形的に動作させ供給電圧が安定的に正電圧を維持できるように制御する電源供給装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、スロープ電流のテーリング成分により発生する検出電流のピークノイズを防止してディスプレイ装置の誤動作を防止できる電源供給装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、有効な動作区間中だけ電圧と電流を消費し、不要な動作区間中には電圧と電流を遮断して電力消費を低減できる電源供給装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、上記目的を達成するための電源供給装置を備えるディスプレイ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第１の態様は、エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との電圧差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部を含む制御部を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第１の態様は、上記エネルギー保存手段を備えて、入力電圧に応じて出力電圧を生成する供給電圧生成部をさらに備えることができ、上記エネルギー保存手段は上記とスイッチとの間に接続されて上記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、上記スイッチが第２状態である場合にエネルギーを放出して上記出力電圧を生成することができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第１の態様の上記制御部は、上記出力電圧と基準電圧との差に応じて基準電流を生成する基準電流生成部をさらに備えることができ、上記検出電流及び上記基準電流によって上記第１状態と第２状態との間の上記スイッチのデューティ比を制御することができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第１の態様の上記制御部は、補償電流を生成するスロープ電流生成部と、上記補償電流及び上記検出電流を組み合わせる加算器とをさらに備えることができ、上記補償電流と検出電流との組み合わせ及び上記基準電流によって上記スイッチのデューティ比を制御することができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第２の態様は、スイッチング信号に応答して動作するスイッチと入力電圧を供給する手段との間に接続されて上記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、上記スイッチが第２状態である場合に保存されたエネルギーを放出して出力電圧を生成するエネルギー保存手段を備え、上記入力電圧に応じて上記出力電圧を発生する供給電圧生成部と、上記エネルギー保存手段を流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部と、上記出力電圧と上記基準電圧との差と上記検出電流によって上記スイッチのデューティ比を調節するための上記スイッチング信号を生成するスイッチング制御部と、を含む制御部を備え、上記検出及び変換部は上記スイッチング信号に応答して上記スイッチが上記第２状態である場合に不活性化されることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第２の態様の上記制御部は、上記出力電圧と上記基準電圧との差に応じて基準電流を生成する基準電流生成部をさらに備えることができ、上記スイッチング制御部は上記検出電流と上記基準電流によって上記第１状態と上記第２状態との間の上記スイッチのデューティ比を調節することができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第２の態様の上記制御部は、補償電流を生成するスロープ電流生成部と、上記補償電流及び検出電流を組み合わせる加算器とをさらに備えることができ、上記スイッチング制御部は上記補償電流と検出電流との組み合わせ及び上記基準電流によって上記スイッチのデューティ比を調節することができ、上記スロープ電流生成部は上記スイッチング信号に応答して、上記スイッチが上記第２状態である場合に不活性化される。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第２の態様の上記スイッチング制御部は、上記検出電流及び基準電流に応答して比較信号を生成する比較器と、クロック信号を印加してパルス幅を調節して調節されたクロック信号を生成するパルス幅調節器と、上記調節されたクロック信号及び比較信号に応答して上記スイッチング信号を生成するフリップフロップ回路と、を備えることができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第２の態様の上記電圧制御部は、上記スイッチング信号に応答して上記スイッチが上記第２状態である場合に上記電圧制御部に印加される電源電圧を遮断するために上記スイッチング信号に応答して動作する第１電圧制御部を備えることができ、上記電圧電流変換部は、上記スイッチが上記第２状態である場合に上記電圧電流変換部に印加される電源電圧を遮断するために上記スイッチング信号に応答して動作する第２電圧制御部を備えることができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第３の態様は、エネルギー保存手段を流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部と、補償電流を生成するスロープ電流生成部と、上記補償電流と検出電流とを組み合わせる加算器を備える制御部と、クロック信号を生成するクロック生成部と、を備え、上記スロープ電流生成部は上記クロック信号に応答して、上記クロック信号周期中の一部の区間中には不活性化されることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第３の態様は、上記エネルギー保存手段を備えて入力電圧に応じて出力電圧を生成する供給電圧生成部をさらに備えることができ、上記エネルギー保存手段は上記入力電圧とスイッチとの間に接続されて上記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、上記スイッチが第２状態である場合に保存されたエネルギーを放出して上記出力電圧を生成することができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第３の態様の上記制御部は、上記出力電圧と基準電圧との差に応じて基準電流を生成する基準電流生成部をさらに備えることができ、上記制御部は上記検出電流及び基準電流によって上記スイッチのデューティ比を調節することができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第３の態様の上記制御部は、上記検出電流と補償電流との組み合わせ及び上記基準電流によって上記スイッチのデューティ比を調節することができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第３の態様において、上記スロープ電流生成部が不活性化されるクロック信号の区間は、上記スイッチが上記第１状態の区間よりも長いことを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第４の態様は、スイッチ制御信号に応答して動作するスイッチと入力電圧を供給する手段との間に接続されて上記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、上記スイッチが第２状態である場合に保存されたエネルギーを放出して出力電圧を生成するエネルギー保存手段を備え、上記入力電圧に応じて上記出力電圧を発生する供給電圧生成部と、上記エネルギー保存手段を流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部と、上記出力電圧と基準電圧との差及び上記検出電流によって上記第１状態と上記第２状態との間の上記スイッチのデューティ比を調節するための上記スイッチ制御信号を生成するスイッチング制御部と、上記スイッチ制御信号とクロック信号に応答して調節されたスイッチ制御信号を生成するスイッチング信号調節部とを備え、上記検出及び変換部は上記調節されたスイッチング信号に応答して、上記スイッチが上記第１状態である場合に活性化され、上記スイッチが第２状態である時間中に上記スイッチが第１状態である場合に上記検出及び変換部が活性化された時間と近接した一部の区間において一時的に活性化され、上記スイッチが第２状態である時間中に残りの区間で不活性化されることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第４の態様の上記制御部は、上記出力電圧と上記基準電圧との差に応じて基準電流を生成する基準電流生成部をさらに備えることができ、上記スイッチング制御部は上記検出電流と上記基準電流によって上記スイッチのデューティ比を調節することができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第４の態様の上記制御部は、補償電流を生成するスロープ電流生成部と、上記補償電流及び上記検出電流を組み合わせる加算器とをさらに備えることができ、上記スイッチング制御部は上記補償電流と上記検出電流との組み合わせ及び上記基準電流によって上記スイッチのデューティ比を調節することができ、上記スロープ電流生成部は上記調節されたスイッチング信号に応答して、上記スイッチが上記第１状態である場合に活性化されるが、上記スイッチが上記第１状態の区間及び上記第１状態の区間に近接した上記スイッチが上記第２状態の区間の一部の区間において活性化され、上記スイッチが上記第２状態の残りの区間で不活性化されることができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第４の態様の上記スイッチング制御部は、上記検出電流及び基準電流に応答して比較信号を生成する比較器と、クロック信号を印加してパルス幅を調節して調節されたクロック信号を生成するパルス幅調節回路と、上記調節されたクロック信号及び比較信号に応答して上記スイッチング信号を生成するフリップフロップ回路と、を備えることができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第４の態様の上記スイッチング信号調節部は、上記クロック信号に応答して遅延されて反転されたクロック信号を生成する反転及び遅延部と、上記遅延されて反転されたクロック信号及び上記スイッチング信号に応答して上記調節されたスイッチ制御信号を生成するＯＲゲート回路と、を備えることができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第４の態様の上記電圧調節部は、上記スイッチが第２状態である時間中に上記残りの区間で上記電圧調節部に印加される電源電圧を遮断するために上記調節されたスイッチ制御信号に応答して動作する第１電圧制御部を備えることができ、上記電圧電流変換部は上記スイッチが第２状態である時間中に上記残りの区間で上記電圧電流変換器に印加される電源電圧を遮断するために上記スイッチ制御信号に応答して動作する第２電圧制御部を備えることができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第１ないし第４の態様は、電源電圧を印加して上記設定電圧を生成する電圧生成部をさらに備えることができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置の第１ないし第４の態様の上記検出及び変換部は、上記検出電圧と設定電圧に応答して反転電圧を生成し、上記反転電圧のレベルは上記検出電圧に対して反対方向に変化する電圧調節部と、上記反転電圧に応じて上記検出電流を生成し、上記検出電流の大きさを上記反転電圧のレベルに対して反対方向に変化する電圧電流変換部を備えることができる。

上記目的を達成するための本発明の電源供給装置において、上記設定電圧は上記検出電圧よりも大きく設定することができ、所定の電圧レベルを有することができる。

上記他の目的を達成するための本発明のディスプレイ装置の第１の態様は、出力電圧を生成するエネルギー保存手段、及び上記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部を備える制御部を備える電源供給装置及び上記出力電圧に応答して動作する発光部を備えることを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のディスプレイ装置の第２の態様は、スイッチ制御信号に応答して動作するスイッチと入力電圧を供給する手段との間に接続されて上記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、上記スイッチが第２状態である場合に保存されたエネルギーを放出して出力電圧を生成するエネルギー保存手段を備え、上記入力電圧に応じて上記出力電圧を生成する供給電圧生成部、上記エネルギー保存手段を流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部、及び上記出力電圧と基準電圧との差及び上記検出電流によって上記第１状態と上記第２状態との間の上記スイッチのデューティ比を調節するための上記スイッチ制御信号を生成するスイッチング制御部を含む制御部、及び上記出力電圧に応答して光を発散する発光部を備え、上記検出及び変換部は上記スイッチ制御信号に応答して、上記スイッチが上記第２状態である場合に不活性化されることを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のディスプレイ装置の第３の態様は、出力電圧を生成するエネルギー保存手段と、上記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部、補償電流を生成するスロープ電流生成部、及び上記補償電流と検出電流とを組み合わせる加算器を備える制御部と、クロック信号を生成するクロック生成部と、上記出力電圧に応答して光を発散する発光部と、を備え、上記スロープ電流生成部は上記クロック信号に応答して上記クロック信号の周期中に一部の区間で不活性化されることを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のディスプレイ装置の第４の態様は、スイッチ制御信号に応答して動作するスイッチと入力電圧を供給する手段との間に接続されて上記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、上記スイッチが第２状態である場合にエネルギーを放出して出力電圧を生成するエネルギー保存手段を備えて、上記入力電圧に応じて上記出力電圧を出力する供給電圧生成部と、上記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部、上記出力電圧と基準電圧との差及び上記検出電流によって上記第１状態と上記第２状態との間の上記スイッチのデューティ比を調節するための上記スイッチ制御信号を生成するスイッチング制御部、及び上記スイッチ制御信号とクロック信号に応答してパルス幅が調節されたスイッチ制御信号を生成するスイッチング信号調節部を備える制御部と、上記出力電圧に応答して光を発散する発光部と、を備え、上記検出及び変換部は上記調節されたスイッチ制御信号に応答して上記スイッチが上記第１状態である場合に活性化され、上記スイッチが上記第２状態の区間中に上記スイッチが上記第１状態の区間に近接する一部の区間において活性化され、上記スイッチが上記第２状態区間の残りの区間で不活性化されることを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のディスプレイ装置の第５の態様は、ディスプレイパネルと、出力電圧に応答して上記ディスプレイパネルに光を照射する複数個の発光ダイオード(ＬＥＤ)を備える発光部と、入力電圧を印加して上記出力電圧を生成するエネルギー保存手段及び上記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部を含む制御部を含む電源供給装置と、を備えることを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のディスプレイ装置の第５の態様の上記検出及び変換部は、上記検出電圧と設定電圧とに応答して反転電圧を生成し、上記反転電圧の大きさを上記検出電圧に対して反対方向に変化する電圧調節部と、上記反転電圧に応じて上記検出電流を生成し、上記検出電流の大きさを上記反転電圧の大きさに対して反対方向に変化する電圧電流変換部と、を備えることを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のディスプレイ装置の第６の態様は、ディスプレイパネルと、出力電圧に応答して上記ディスプレイパネルに光を照射する複数個の発光ダイオード(ＬＥＤ)を備える発光部と、スイッチ制御信号に応答して動作するスイッチと上記入力電圧との間に接続されて上記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、上記スイッチが第２状態である場合に保存されたエネルギーを放出して上記出力電圧を生成するエネルギー保存手段を備えて上記入力電圧に応じて上記出力電圧を生成する供給電圧生成部と、上記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部と、上記出力電圧と基準電圧との差及び上記検出電流によって上記第１状態と上記第２状態との間の上記スイッチのデューティ比を調節するための上記スイッチ制御信号を生成するスイッチング制御部を含む制御部と、を備え、上記検出及び変換部は上記スイッチ制御信号に応答して、上記スイッチが上記第２状態である場合に不活性化されることを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のディスプレイ装置の第７の態様は、ディスプレイパネルと、出力電圧に応答して上記ディスプレイパネルに光を照射する複数個の発光ダイオード(ＬＥＤ)を備える発光部と、入力電圧に応じた上記出力電圧を生成するエネルギー保存手段と、上記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部、補償電流を生成するスロープ電流生成部、及び上記補償電流と上記検出電流とを組み合わせる加算器を備える制御部と、クロック信号を生成するクロック生成部と、を備え、上記スロープ電流生成部は上記クロック信号に応答して上記クロック信号の周期の一部の区間で不活性化されることを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のディスプレイ装置の第８の態様は、ディスプレイパネルと、出力電圧に応答して上記ディスプレイパネルに光を照射する複数個の発光ダイオード(ＬＥＤ)を備える発光部と、スイッチ制御信号に応答して動作するスイッチと入力電圧を供給する手段との間に接続されて上記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し上記スイッチが第２状態である場合に保存されたエネルギーを放出して出力電圧を生成するエネルギー保存手段を備えて上記入力電圧に応じて上記出力電圧を生成する供給電圧生成部と、上記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部と、上記出力電圧と基準電圧との差及び上記検出電流によって上記第１状態と上記第２状態との間の上記スイッチのデューティ比を調節するための上記スイッチ制御信号を生成するスイッチング制御部と上記スイッチング信号及びクロック信号に応答してパルス幅が調節されたスイッチ制御信号を生成するスイッチング信号調節部を含む制御部を備え、上記検出及び変換部は上記調節されたスイッチ制御信号に応答して、上記スイッチが上記第１状態である場合に活性化され、上記スイッチが上記第２状態である区間中に上記スイッチが上記第１状態である区間に近接した一部の区間において活性化され、上記スイッチが上記第２状態である区間の残りの区間で不活性化されることを特徴とする。

上記他の目的を達成するための本発明のディスプレイ装置において、上記設定電圧は上記検出電圧よりも大きく設定されることができ、所定の電圧レベルを有することができる。

上記他の目的を達成するための本発明のディスプレイ装置は、ＬＥＤ ＴＶまたは携帯用映像機器とすることができる。

以上説明したように、本発明の電源供給装置及びそれを備えるディスプレイ装置は、供給電圧を正電圧に維持することを目的として検出される検出電圧の電圧レベルに応じて、増幅器として機能する内部素子を線形的に動作するようにさせ、供給電圧を安定的に正電圧に維持することができる。

また、本発明の電源供給装置及びそれを備えるディスプレイ装置は、設定された区間中のみスロープ電流を生成することで、スロープ電流のテーリング成分によるピークノイズ発生を防止して安定的に検出電流を補償することができる。

また、本発明の電源供給装置及びそれを備えるディスプレイ装置は、有効な動作区間中のみ電圧と電流を供給し、無効な動作区間では電圧と電流供給を遮断することで、不必要の電力消費を低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る電源供給装置及びそれを備えるディスプレイ装置を示す図である。 図１の制御部の動作を説明するための波形図である。 図１の検出及び変換部の実施形態を示すブロック図である。 図１の検出及び変換部の他の実施形態を示すブロック図である。 図１の検出及び変換部の動作の概念図である。 図１の検出及び変換部の詳細な回路図である。 図６の検出及び変換部の各信号を示す波形図である。 図６の電圧調節部の第１増幅器を示す回路図である。 本発明の第２実施形態に係るディスプレイ装置を示す図である。 図９の制御部の動作を説明するための波形図である。 図９の検出及び変換部を示す回路図である。 図１１の第１増幅器を示す回路図である。 図９のスロープ電流生成部を示す回路図である。 図９の基準電流生成部を示す回路図である。 図９のスイッチング制御部を示す回路図である。 図１５の動作を説明するための波形図である。 本発明の第３実施形態に係るディスプレイ装置を示す図である。 図１７の制御部の動作を説明するための波形図である。 図１７のスロープ電流生成部を示す回路図である。 図１９のクロック信号の波形図である。 図１７のクロック生成部の波形図である。 本発明の第４実施形態に係るディスプレイ装置を示す図である。 図２２のスイッチング信号調節部を示す回路図である。 図２３の動作を説明するための波形図である。 図２２の検出及び変換部を示す回路図である。 図２５の第１増幅器を示す回路図である。 発光ダイオードを含むバックライトユニットが適用された本発明のディスプレイ装置の一実施形態を示す図である。 発光ダイオードを含むバックライトユニットが適用された本発明のディスプレイ装置の他の実施形態を示す図である。 発光ダイオードを含むバックライトユニットが適用された本発明のディスプレイ装置のさらに他の実施形態を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の電源供給装置及びそれを備えるディスプレイ装置の実施形態を説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る電源供給装置及びそれを備えるディスプレイ装置を示す図である。

本発明の第１実施形態に係るディスプレイ装置は、図１に示すように、ＬＥＤ供給電圧生成部(ＬＥＤ Ｓｕｐｐｌｙ Ｖｏｔａｇｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ)１、制御部(Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ)２、発光部(Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ)３及び電圧生成部(Ｖｏｌｔａｇｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ)４を備えて構成される。また、制御部２は電圧検出及び電流生成部(Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ)２０、基準電流生成部(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ)２１及びスイッチング制御部(Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ)２２を備えて構成される。また、電圧検出及び電流生成部２０は検出及び変換部(Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ)２００とスロープ電流生成部(Ｓｌｏｐｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ)２１０を備えて構成される。

次に、このように構成されたディスプレイ装置の各ブロックの動作を説明する。

図１のＬＥＤ供給電圧生成部１は、直流−直流変換器(ＤＣ−ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ)のうちのブスト変換器の一例であって、スイッチング信号ＳＷのデューティ比(ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ)によってエネルギー保存手段として機能するコイルＬ１の起電力を可変させて入力電圧を供給する手段から供給される入力電圧ＶＩＮを昇圧し、入力電圧ＶＩＮよりも高いレベルを有するＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを生成する。直流−直流変換器(ＤＣ−ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ)には、入力電圧を減圧してさらに低いレベルを有する出力電圧を生成するバック(ｂｕＣＬＫ)変換器、入力電圧を昇圧してさらに高いレベルを有する出力電圧を生成するブスト(ｂｏｏｓｔ)変換器、減圧及び昇圧能力を全部有するバック−ブスト変換器などがある。ここで、スイッチング信号ＳＷのデューティ比は、スイッチング信号ＳＷの１周期に対する活性化区間の比を示す。

ＬＥＤ供給電圧生成部１の動作をスイッチング信号ＳＷの活性化区間及び不活性化区間に区分して説明する。

まず、スイッチング信号ＳＷがハイレベルとなるスイッチング信号ＳＷの活性化区間中にＮＭＯＳトランジスタＮ１はターンオンされ、電流はコイルＬ１、ＮＭＯＳトランジスタＮ１及び抵抗Ｒｆを経由して流れる。このとき、コイルＬ１は、電気エネルギーを磁気エネルギーに変換し、電流に対応する電気エネルギーを磁気エネルギーとして保存する。このため、スイッチング信号ＳＷの活性化区間が長くなるほどコイルＬ１に保存される磁気エネルギーも漸次的に増加する。

次に、スイッチング信号ＳＷがローレベルとなるスイッチング信号ＳＷの不活性化区間中にＮＭＯＳトランジスタＮ１はターンオフされ、スイッチング信号ＳＷの活性化区間中にコイルＬ１に保存された磁気エネルギーが電気エネルギーに変換される。すなわち、コイルＬ１は保存された磁気エネルギーの大きさによる起電力によって電流を発生し、この電流はダイオードＤ１、抵抗Ｒ１、Ｒ２を経由して流れる。ここで、コイルＬ１に保存された磁気エネルギーは増加する場合と同一速度で減少する。一方、コイルＬ１の起電力と入力電圧ＶＩＮによって、抵抗Ｒ１、Ｒ２の両端にはＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤが生成されると共に、抵抗Ｒ１、Ｒ２に並列で接続されたキャパシタＣ１に充電される。スイッチング信号ＳＷの活性化区間中にコイルＬ１に保存された磁気エネルギーが大きいほどコイルＬ１の起電力は大きくなり、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤはさらに昇圧される。

次に、スイッチング信号ＳＷが再活性化されると、電流はＮＭＯＳトランジスタＮ１と抵抗Ｒｆを経由して再び流れ、コイルＬ１は再び磁気エネルギーを保存することになる。このとき、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤの電圧レベルはキャパシタＣ１に保存された電圧によって維持される。

上述したように、ＬＥＤ供給電圧生成部１は、スイッチング信号ＳＷのデューティ比が高くなるとコイルＬ１の起電力を増加させてＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを昇圧し、スイッチング信号ＳＷのデューティ比が低くなるとコイルＬ１の起電力を減少させてＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを減圧する。

一方、ＬＥＤ供給電圧生成部１は、コイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する第１検出電圧ＶＤＥＴ１とＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤに応じて変化する第２検出電圧ＶＤＥＴ２を生成する。第１検出電圧ＶＤＥＴ１は抵抗Ｒｆの両端にかかる電圧であって、スイッチング信号ＳＷの活性化区間中にＮＭＯＳトランジスタＮ１を介して流入されるコイル電流Ｉ_Ｌにより段々と大きくなりつつあるときにスイッチング信号ＳＷが不活性化されると、ＮＭＯＳトランジスタＮ１がターンオフされて第１検出電圧ＶＤＥＴ１は０Ｖに低下する。ここで、コイルＬ１の起電力はコイル電流Ｉ_Ｌに応じて増加するので、コイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する第１検出電圧ＶＤＥＴ１によりコイルＬ１の起電力の変化を感知することができる。また、第２検出電圧ＶＤＥＴ２はＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを抵抗Ｒ１、Ｒ２に電圧分配した電圧であるから、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤよりも小さくなる。

次に、制御部２は、ＬＥＤ供給電圧生成部１で生成されるＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤが目標電圧(ｔａｒｇｅｔ ｖｏｌｔａｇｅ)に到達し、その目標電圧レベルを持続的に維持するように、スイッチング信号ＳＷのデューティ比を調節してコイルＬ１の起電力を制御する。制御部２は、第１及び第２検出電圧ＶＤＥＴ１、ＶＤＥＴ２によりコイルＬ１の起電力の変化及びＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤの変化を感知し、スイッチング信号ＳＷによってＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤの電圧レベルを調節する。すなわち、制御部２は、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤが目標電圧よりも小さくなると、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを昇圧させるためにスイッチング信号ＳＷのデューティ比を高くしてコイルＬ１の起電力を増加させる。一方、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤが目標電圧よりも大きくなると、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを減圧するためにスイッチング信号ＳＷのデューティ比を低くしてコイルＬ１の起電力を減少させる。

次に、制御部２の各ブロックの動作を具体的に説明する。

まず、検出及び変換部２００とスロープ電流生成部２１０とで構成される電圧検出及び電流生成部２０は、ＬＥＤ供給電圧生成部１から第１検出電圧ＶＤＥＴ１を入力して検出電流Ｉ_ＤＥＴに変換して出力すると共に、検出電流Ｉ_ＤＥＴの波形歪みを補償するためのスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを出力する。この検出電流Ｉ_ＤＥＴとスロープ電流Ｉ_ＳＬＰとが加算手段２５に加えられ、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰとしてスイッチング制御部２２に入力する。ここで、スロープ電流Ｉ_ＳＬＰはスイッチング信号ＳＷのデューティ比が高くなるほど、サブハーモニックオシレーション(Ｓｕｂ−ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ)によって波形が歪む検出電流Ｉ_ＤＥＴを補償するための電流である。

サブハーモニックオシレーションとは、電流制御において、スイッチング信号のデューティ比が５０％以上である場合にコイルＬ１を流れる電流にリプル(ｒｉｐｐｌｅ)が発生する現象である。このようなリプルはスイッチモード電圧供給装置が不安定であるため生ずる現象であって、これを無くすためにスロープ電流生成部２１０が備えられる。

電圧検出及び電流生成部２０をブロック毎に説明すると、検出及び変換部２００はＬＥＤ供給電圧生成部１からコイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する第１検出電圧ＶＤＥＴ１を入力し検出電流Ｉ_ＤＥＴに変換させて出力する。したがって、検出電流Ｉ_ＤＥＴはコイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する。スロープ電流生成部２１０はスイッチング信号ＳＷの活性化区間中にスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを生成する。

一方、検出電流Ｉ_ＤＥＴとスロープ電流Ｉ_ＳＬＰとが合わせられて補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰは、コイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化するため、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰに基づいてコイルＬ１の起電力の変化を感知することができる。すなわち、スイッチング信号ＳＷの活性化区間中に補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが増加されるということは、コイルＬ１の起電力が増加することを示し、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが減少するということは、コイルＬ１の起電力が減少されることを示す。

次に、基準電流生成部２１は、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１とに基づいてＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤと目標電圧とを比較し、スイッチング制御部２２から出力されるスイッチング信号ＳＷのデューティ比を調節するための基準電流Ｉ_ＲＥＦを生成する。ここで、目標電圧は発光ダイオードを発光させるためにＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤが到達すべき電圧であり、第１基準電圧ＶＲＥＦ１は目標電圧を電圧降下させた電圧である。

さらに詳しく説明すると、基準電流生成部２１は、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１との電圧差が大きくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦを増加させ、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１との電圧差が小さくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦを減少させる。一方、第２検出電圧ＶＤＥＴ２が第１基準電圧ＶＲＥＦ１に到達すれば基準電流Ｉ_ＲＥＦが一定に維持される。ここで、第１基準電圧ＶＲＥＦ１は目標電圧に応じて所定レベルに固定されるため、実質的に、第２検出電圧ＶＤＥＴ２の変化によって第１基準電圧ＶＲＥＦ１と第２検出電圧ＶＤＥＴ２との電圧差が変化することになる。よって、第１基準電圧ＶＲＥＦ１を基準に、第２検出電圧ＶＤＥＴ２が小さくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦは増加する。

すなわち、第２検出電圧ＶＤＥＴ２は、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤに応じて変化する電圧であるため、基準電流生成部２１はＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤに応じて変化する基準電流Ｉ_ＲＥＦを生成する。ここで、基準電流生成部２１は二つの電圧差を電流に変換する演算相互コンダクタンス増幅器(Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＯＴＡ)で構成される。

一方、スイッチング制御部２２は、電圧検出及び電流生成部２０から補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰを入力し、基準電流生成部２１から基準電流Ｉ_ＲＥＦを入力してクロック信号ＣＬＫと同一周期を有し、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰ及び基準電流Ｉ_ＲＥＦの比較結果によってデューティ比が調節されるスイッチング信号ＳＷを生成する。

スイッチング制御部２２は、クロック信号ＣＬＫに応答してスイッチング信号ＳＷを活性化し、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが基準電流Ｉ_ＲＥＦと同一になるまで活性化状態を維持し、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが基準電流Ｉ_ＲＥＦと同一になるとスイッチング信号ＳＷを不活性化する。さらに詳しく説明すると、スイッチング制御部２２は、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが基準電流Ｉ_ＲＥＦよりも小さいとコイルＬ１の起電力がＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを目標電圧に上昇させることにはまだ不足であると判断し、スイッチング信号ＳＷの活性化区間をさらに維持させる。一方、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが基準電流Ｉ_ＲＥＦと同一になるとコイルＬ１の起電力がＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを目標電圧に上昇させるのに十分であると判断し、スイッチング信号ＳＷを不活性化する。

このように、スイッチング制御部２２は、クロック信号ＣＬＫと同一周期を有し、コイルＬ１の起電力がＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを上昇させて目標電圧に至る大きさになるまで活性化区間を維持するスイッチング信号ＳＷを生成する。

一方、発光部３に備えられた複数の発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ５はＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤが印加されて発光する。

電圧生成部４は、電源電圧ＶＤＤを印加して設定電圧Ｖ_ＳＥＴを生成し、その設定電圧Ｖ_ＳＥＴを電圧検出及び電流生成部２０の検出及び変換部２００に出力する。後述するが、設定電圧Ｖ_ＳＥＴは検出及び変換部２００の安定的な動作のために所定電圧レベルに設定された電圧である。ここで、電圧生成部４は新たに構成することができるが、バンドギャップ基準電圧発生回路などのように一般に備えられた回路を変形して用いることもできる。

上述したように、本発明のディスプレイ装置は、スイッチング信号ＳＷの活性化区間中は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の両端に生成されたＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤと目標電圧との電圧差に応じて、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを目標電圧に調整するためにコイルＬ１の起電力を調節する動作を行う。この動作によって、コイルＬ１の起電力が調節された後にスイッチング信号ＳＷが不活性化されると、調節されたコイルＬ１の起電力によってＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤのレベルを昇圧または減圧させ、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを正電圧に維持させることで、発光ダイオードＤ１〜Ｄ５の輝度が一定に維持できることになる。

図２は図１の制御部の動作を説明するための波形図である。

図２に示すように、クロック信号ＣＬＫの第１周期Ｔ１が開始されるとスイッチング信号ＳＷは活性化され、検出電流Ｉ_ＤＥＴが基準電流Ｉ_ＲＥＦと同一になるまでスイッチング信号ＳＷの活性化区間Ｄは維持される。そして、検出電流Ｉ_ＤＥＴが基準電流Ｉ_ＲＥＦと同一になるとスイッチング信号ＳＷは不活性化される。一方、クロック信号ＣＬＫの第２周期Ｔ２は、第１周期Ｔ１に比較してＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤが低くなっている場合である。このとき、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤと目標電圧との電圧差は大きくなるため、基準電流Ｉ_ＲＥＦは上昇する。クロック信号ＣＬＫの第２周期Ｔ２が開始されるとスイッチング信号ＳＷは活性化されるが、第１周期Ｔ１と比較して検出電流Ｉ_ＤＥＴが基準電流Ｉ_ＲＥＦに到達するまでかかる時間はさらに長くなるため、スイッチング信号ＳＷのデューティ比は大きくなる。このため、第１周期Ｔ１の時よりも第２周期Ｔ２の時の方がコイルＬ１の起電力はさらに上昇する。

図３は、図１の検出及び変換部２００の実施形態を示すブロック図である。

本発明の検出及び変換部２００は、図３に示すように、電圧調節部２０１及び電圧−電流変換部２０５を備えて構成される。

電圧調節部２０１は、電圧生成部４から入力される設定電圧Ｖ_ＳＥＴとＬＥＤ供給電圧生成部１から入力される第１検出電圧ＶＤＥＴ１とを入力し、設定電圧Ｖ_ＳＥＴと第１検出電圧ＶＤＥＴ１との電圧差に応じて増幅される反転電圧Ｖ_ＲＶＳを生成する。また、電圧−電流変換部２０５は、反転電圧Ｖ_ＲＶＳを入力して検出電流Ｉ_ＤＥＴに変換して出力する。ここで、反転電圧Ｖ_ＲＶＳは第１検出電圧ＶＤＥＴ１が大きくなるほど小さくなり、第１検出電圧ＶＤＥＴ１が小さくなるほど大きくなる。また、検出電流Ｉ_ＤＥＴは反転電圧Ｖ_ＲＶＳが大きくなるほど減少し、反転電圧Ｖ_ＲＶＳが小さくなるほど増加する。

図４は、図１の検出及び変換部２００の他の実施形態を示すブロック図である。

図１のディスプレイ装置では、電圧生成部４が制御部２の外部に備えるものとして示したが、図４に示すように、制御部２の検出及び変換部２００が電圧生成部４を含むことができる。図４の検出及び変換部２００の動作は図３と同様であり、その説明は省略する。

図５は、図１の検出及び変換部２００の動作の概念図である。

まず、設定電圧Ｖ_ＳＥＴは所定レベルに固定される電圧であるため、設定電圧Ｖ_ＳＥＴと第１検出電圧ＶＤＥＴ１との電圧差は第１検出電圧ＶＤＥＴ１の変化によって決定される。よって、動作概念図には、二つのうち第１検出電圧ＶＤＥＴ１だけを表示した。

図５に示すように、検出及び変換部２００は、第１検出電圧ＶＤＥＴ１に反転され、第１検出電圧ＶＤＥＴ１の変化に応じて増幅される反転電圧Ｖ_ＲＶＳを生成し、この反転電圧Ｖ_ＲＶＳを再び反転させ、電流に変換して検出電流Ｉ_ＤＥＴを出力する。このように、検出及び変換部２００は、二度の反転過程と増幅過程を通じて第１検出電圧ＶＤＥＴ１に応じて変化する検出電流Ｉ_ＤＥＴを生成する。

図６は、図１の検出及び変換部２００の詳細な回路図である。

検出及び変換部２００は、図６に示すように、電圧調節部２０１及び電圧−電流変換部２０５を備えて構成される。

次に、検出及び変換部２００の各ブロックを説明する。

まず、電圧調節部２０１の第１増幅器２０２は、設定電圧Ｖ_ＳＥＴと第１電圧Ｖ１とを入力し、設定電圧Ｖ_ＳＥＴと第１電圧Ｖ１を差動増幅して出力信号ＯＵＴ１を生成する。ＮＭＯＳトランジスタＮ２は、出力信号ＯＵＴ１に応答して電流を調節し、第１電圧Ｖ１は設定電圧Ｖ_ＳＥＴと同一になる。このとき、抵抗Ｒ４を介して流れる第１電流Ｉ１は、第１電圧Ｖ１と第１検出電圧ＶＤＥＴ１との電圧差に応じて調節される。第１検出電圧ＶＤＥＴ１が０〜０．１Ｖの間の電圧で入力されると、抵抗Ｒ４両端の電圧は１〜０．９Ｖの範囲内で変化するため、第１電流は１００〜９０ｕＡの範囲内で変化する。そして、ＰＭＯＳトランジスタＰ１、Ｐ２は、同一チャンネルサイズで設定されるので、抵抗Ｒ５に流れる第２電流は１００〜９０ｕＡとなる。ところが、抵抗Ｒ５は抵抗Ｒ４よりも大きい値を有するので、抵抗Ｒ５両端にかかる反転電圧Ｖ_ＲＶＳは抵抗Ｒ４両端にかかる電圧よりも昇圧されて５〜４．５Ｖの範囲内で変化することになる。ここで、設定電圧Ｖ_ＳＥＴ及び第１電圧Ｖ１は１Ｖに固定されるので、反転電圧Ｖ_ＲＶＳは第１検出電圧ＶＤＥＴ１の変化に応じて変化する。また、設定電圧Ｖ_ＳＥＴは、第１検出電圧ＶＤＥＴ１よりもさらに大きいレベルに設定される。したがって、第１検出電圧ＶＤＥＴ１のレベルが小さすぎる場合にも反転電圧Ｖ_ＲＶＳは第１検出電圧ＶＤＥＴ１のレベルに関係なく設定電圧Ｖ_ＳＥＴと第１検出電圧ＶＤＥＴ１との電圧差に応じて安定的に生成される。

このように、電圧調節部２０１は、第１検出電圧ＶＤＥＴ１と、第１検出電圧ＶＤＥＴ１よりも大きいレベルに設定される設定電圧Ｖ_ＳＥＴとの電圧差に応じて増幅し、その増幅された電圧を反転させた反転電圧Ｖ_ＲＶＳを出力する。

一方、電圧−電流変換部２０５の第２増幅器２０６は、反転電圧Ｖ_ＲＶＳと第２電圧Ｖ２を入力して反転電圧Ｖ_ＲＶＳと第２電圧Ｖ２を差動増幅して出力信号ＯＵＴ２を生成する。ＮＭＯＳトランジスタＮ３は、出力信号ＯＵＴ２に応答して電流を調節し、第２電圧Ｖ２は反転電圧Ｖ_ＲＶＳと同一になる。また、電源電圧ＶＤＤＡは６Ｖであり、第４電圧Ｖ４は５〜４．５Ｖの範囲内で変化するので、抵抗Ｒ６を流れる第３電流Ｉ３は５０〜７５ｕＡの範囲内で変化することになる。このとき、電流コピーによってＰＭＯＳトランジスタＰ５には第３電流Ｉ３と同一の電流が流れる。ＰＭＯＳトランジスタＰ６は、ＰＭＯＳトランジスタＰ５に比較して２倍のチャンネルサイズを有するように設定されるので、第４電流Ｉ４は第３電流Ｉ３に比較して２倍の値を有する。この第４電流Ｉ４は検出電流Ｉ_ＤＥＴとして出力される。このように、電圧−電流変換部２０５は反転電圧Ｖ_ＲＶＳを反転させ、電流に変換して検出電流Ｉ_ＤＥＴを出力する。

すなわち、検出及び変換部２００は、第１検出電圧ＶＤＥＴ１を入力して二度の反転過程を介して第１検出電圧ＶＤＥＴ１を検出電流Ｉ_ＤＥＴに変換して出力する。

なお、図６の検出及び変換部２００に表記されたすべての電圧値、抵抗値及び電流値は検出及び変換部２００の動作特性を説明するために一例として提示しただけであり、検出及び変換部２００の動作は提示された値には制限されない。

図７は、図６の検出及び変換部の各信号を示す波形図である。

図１及び図７に示すように、第１検出電圧ＶＤＥＴ１はスイッチング信号ＳＷがハイレベルに活性化されるとコイル電流Ｉ_Ｌによって電圧レベルが漸次的に上昇する。しかし、スイッチング信号ＳＷがローレベルに不活性化されるとＮＭＯＳトランジスタＮ１を介して抵抗Ｒｆに流れるコイル電流Ｉ_Ｌが遮断されるので、第１検出電圧ＶＤＥＴ１のレベルは０Ｖに低下し、スイッチング信号ＳＷが再び活性化されるまで０Ｖを維持する。

図８は、図６の電圧調節部２０１の第１増幅器２０２を示す回路図である。

第１増幅器２０２は、設定電圧Ｖ_ＳＥＴと第１電圧Ｖ１を差動増幅して出力電圧ＯＵＴ１を生成する。ここで、設定電圧Ｖ_ＳＥＴがＮＭＯＳトランジスタＮ８の閾値電圧以下であると、オフセット(ｏｆｆｓｅｔ)電圧によって出力信号ＯＵＴ１は設定電圧Ｖ_ＳＥＴに非線形的に変化することになる。ところが、第１増幅器２０２に入力される設定電圧Ｖ_ＳＥＴは、ＮＭＯＳトランジスタＮ８の閾値電圧以上の電圧レベルに固定された直流電圧に設定されるので、第１増幅器２０２は、設定電圧Ｖ_ＳＥＴと第１電圧Ｖ１との電圧差に応じて線形的に変化する出力電圧ＯＵＴ１を得ることができる。このように、第１増幅器２０２は、ＮＭＯＳトランジスタＮ８の閾値電圧以上に設定される設定電圧Ｖ_ＳＥＴを入力電圧として使用するので、第１増幅器２０２は線形的に動作するようになり、この第１増幅器２０２の動作によって電圧調節部２０１も安定的に動作することができる。

一方、電圧調節部２０１の第１増幅器２０２と電圧−電流変換部２０５の第２増幅器２０６は同一の構成を有するので、電圧調節部２０１から出力される反転電圧Ｖ_ＲＶＳは第２増幅器２０６のＮＭＯＳトランジスタの閾値電圧以上の電圧に生成される。したがって、反転電圧Ｖ_ＲＶＳを入力電圧として使用する第２増幅器２０６も線形的に動作し、この第２増幅器２０６の動作によって電圧−電流変換部２０５も安定的に動作することができる。

上述したように、本発明の第１実施形態に係るディスプレイ装置は、コイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する第１検出電圧ＶＤＥＴ１とＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤに応じて変化する第２検出電圧ＶＤＥＴ２を入力し、それぞれ検出電流Ｉ_ＤＥＴと基準電流Ｉ_ＲＥＦに変換する。そして、検出電流Ｉ_ＤＥＴと基準電流Ｉ_ＲＥＦとの比較結果によってスイッチング信号ＳＷの活性化区間を調節してＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤが正電圧に維持されるように制御する。このとき、ディスプレイ装置は第１検出電圧ＶＤＥＴ１を検出電流Ｉ_ＤＥＴに変換する電圧検出及び電流生成部２０を第１検出電圧ＶＤＥＴ１のレベルと関係なく、安定的に動作させてＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを安定的に正電圧に維持することができる。

図９は、本発明の第２実施形態に係るディスプレイ装置を示す図である。

本発明の第２実施形態に係るディスプレイ装置は、図９に示すように、ＬＥＤ供給電圧生成部１、制御部２、発光部３及びクロック生成部５を備えて構成される。また、制御部２は、電圧検出及び電流生成部２０、基準電流生成部２１及びスイッチング制御部２２を備えて構成され、電圧検出及び電流生成部２０は検出及び変換部２００とスロープ電流生成部２１０を含む。

次に、制御部２０の各ブロックの動作を説明する。

図２の制御部と重複される部分は省略するか、または簡単に説明する。

まず、電圧検出及び電流生成部２０に備えられた検出及び変換部２００は、スイッチング信号ＳＷの活性化区間中にコイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する第１検出電圧ＶＤＥＴ１を検出して検出電流Ｉ_ＤＥＴに変換して出力する。したがって、検出電流Ｉ_ＤＥＴはコイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する。スロープ電流生成部２１０はスイッチング信号ＳＷの活性化区間中にスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを生成して出力する。この検出電流Ｉ_ＤＥＴとスロープ電流Ｉ_ＳＬＰが合わせられて補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰとしてスイッチング制御部２２に入力される。補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰは、コイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化するので、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰに基づいてコイルＬ１の起電力の変化を感知することができる。すなわち、スイッチング信号ＳＷの活性化区間中に、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが増加することはコイルＬ１の起電力が増加するということを示し、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが減少することはコイルＬ１の起電力が減少するということを示す。

一方、電圧検出及び電流生成部２０に備えられた検出及び変換部２００とスロープ電流生成部２１０は、それぞれスイッチング信号ＳＷに応答して電圧及び電流を制御する。すなわち、検出及び変換部２００とスロープ電流生成部２１０はスイッチング信号ＳＷの活性化区間中に電圧と電流を入力して動作し、スイッチング信号ＳＷが不活性化されると電圧と電流を遮断することで、電力消耗を低減することができる。

次に、基準電流生成部２１は、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１に基づいて、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤと目標電圧とを比較し、スイッチング制御部２２から出力されるスイッチング信号ＳＷのデューティ比を調節するための基準電流Ｉ_ＲＥＦを生成する。さらに詳しく説明すると、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１との電圧差が大きくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦが増加され、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１との電圧差が小さくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦが減少される。一方、第２検出電圧ＶＤＥＴ２が第１基準電圧ＶＲＥＦ１に到達すると基準電流Ｉ_ＲＥＦは一定に維持される。ここで、第１基準電圧ＶＲＥＦ１は目標電圧によって所定レベルに固定されるので、実質的に第２検出電圧ＶＤＥＴ２の変化に応じて第１基準電圧ＶＲＥＦ１と第２検出電圧ＶＤＥＴ２との電圧差が変化する。したがって、第１基準電圧ＶＲＥＦ１を基準に、第２検出電圧ＶＤＥＴ２が小さくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦは増加する。ここで、基準電流生成部２１は二つの電圧差を電流に変換する演算相互コンダクタンス増幅器(ＯＴＡ)で構成される。

次に、スイッチング制御部２２は、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰと基準電流Ｉ_ＲＥＦとを比較してクロック信号ＣＬＫと同一の周期を有し、デューティ比が調節されるスイッチング信号ＳＷを生成する。さらに詳しく説明すると、スイッチング制御部２２は、クロック信号ＣＬＫに応答してスイッチング信号ＳＷを活性化する。また、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが基準電流Ｉ_ＲＥＦよりも小さい場合、コイルＬ１の起電力がＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを目標電圧に上昇させるのに、まだ不足していると判断してスイッチング信号ＳＷの活性化区間をさらに維持する。そして、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが基準電流Ｉ_ＲＥＦと同一になると、コイルＬ１の起電力がＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを目標電圧に上昇させるのに十分であると判断し、スイッチング信号ＳＷを不活性化する。

次に、クロック生成部５は、スイッチング信号ＳＷと同一周期を有するクロック信号ＣＬＫを生成する。クロック生成部５は制御部２内に含めて構成することができる。

図１０は、図９の制御部２の動作を説明するための波形図である。

まず、スイッチング制御部２２はクロック信号ＣＬＫのライジングエッジに応答してスイッチング信号ＳＷをハイレベルに活性化する。スイッチング信号ＳＷが活性化されるとＬＥＤ供給電圧生成部１のＮＭＯＳトランジスタＮ１はターンオンされ、ＮＭＯＳトランジスタＮ１を介して流入されるコイル電流Ｉ_Ｌによって第１検出電圧ＶＤＥＴ１が上昇する。このとき、第１検出電圧ＶＤＥＴ１は抵抗Ｒｆによって所定レベルから上昇し始める。

また、スイッチング信号ＳＷが活性化されると、検出及び変換部２００は電圧を印加されて動作を開始し、第１検出電圧ＶＤＥＴ１を検出して検出電流Ｉ_ＤＥＴに変換して出力する。また、スイッチング信号ＳＷが活性化されると、スロープ電流生成部２１０も電圧を印加されて動作を開始し、スイッチング信号ＳＷの活性化区間中にスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを生成して出力する。

スイッチング制御部２２は、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが基準電流Ｉ_ＲＥＦよりも小さい区間では、スイッチング信号ＳＷの活性化状態を維持し、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが基準電流Ｉ_ＲＥＦに到達するとスイッチング信号ＳＷを不活性化する。このとき、検出及び変換部２００は、不活性化されたスイッチング信号ＳＷに応答して印加された電圧と電流バイアスを遮断して第１検出電圧ＶＤＥＴ１を検出電流Ｉ_ＤＥＴに変換する動作を中断する。また、スロープ電流生成部２１０も不活性化されたスイッチング信号ＳＷに応答して印加された電圧と電流バイアスを遮断する。したがって、スロープ電流生成部２１０はスロープ電流Ｉ_ＳＬＰの生成を中断する。

一方、図１０の下端に示す電圧検出及び電流生成部２０の静的電流(ｓｔａｔｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ)消費を調べると、スイッチング信号ＳＷの活性化区間中だけ電流消費が発生し、スイッチング信号ＳＷが不活性化すると静的電流が低減して電力消費も低減される。特に、制御部２の全体で消費される静的電流のうちの電圧検出及び電流生成部２０で消費される静的電流が高い割合を占めるため、電圧検出及び電流生成部２０の静的電流消費を低減すると、制御部２の全体電力消費を大きく低減させる効果がある。

図１１は、図９の検出及び変換部２００を示す回路図である。

図１１の検出及び変換部２００は、図６に示す第１実施形態の検出及び変換部２００と基本的に類似するので、異なる部分のみを説明する。

検出及び変換部２００に備えられた電圧調節部２０１は、スイッチング反転信号ＳＷＢに応答して電圧調節部２０１に印加する電源電圧ＶＤＤＡの供給を制御する第１電圧制御部２０３を備える。ここで、スイッチング反転信号ＳＷＢはスイッチング信号ＳＷを反転させた信号である。第１電圧制御部２０３は、スイッチング反転信号ＳＷＢがローレベルに活性化されるとターンオンされるＰＭＯＳトランジスタＰ３、Ｐ４を通じて電圧調節部２０１に電源電圧ＶＤＤＡを印加する。一方、スイッチング反転信号ＳＷＢがハイレベルに不活性化されると、ＰＭＯＳトランジスタＰ３、Ｐ４はターンオフされるので、電圧調節部２０１に印加される電源電圧ＶＤＤＡは遮断されて電圧調節部２０１の動作は中止される。すなわち、ＰＭＯＳトランジスタＰ３、Ｐ４は、電圧調節部２０１を電源電圧に接続する電源インターフェース回路のように動作させることができる。

次に、電圧−電流変換部２０５は、スイッチング信号ＳＷに応答して電源電圧ＶＤＤＡの供給を制御する第２電圧制御部２０７及びスイッチング反転信号ＳＷＢに応答して電源電圧ＶＤＤＡの供給を制御する第３電圧制御部２０８を備える。まず、第２電圧制御部２０７は、スイッチング信号ＳＷが活性化されるとターンオンされるＮＭＯＳトランジスタＮ６、Ｎ７を通じて電圧−電流変換部２０５に電源電圧ＶＤＤＡを印加する。一方、スイッチング信号ＳＷが不活性化されるとターンオフされるＮＭＯＳトランジスタＮ６、Ｎ７によって電源電圧ＶＤＤＡ供給を遮断する。また、第３電圧制御部２０８は、スイッチング反転信号ＳＷＢが活性化されるとターンオンされるＰＭＯＳトランジスタＰ７、Ｐ８を通じて電圧−電流変換部２０５に電源電圧ＶＤＤＡを印加する。一方、スイッチング反転信号ＳＷＢが不活性化されるとターンオフされるＰＭＯＳトランジスタＰ７、Ｐ８によって電源電圧ＶＤＤＡ供給を遮断する。すなわち、ＮＭＯＳトランジスタＮ６、Ｎ７及びＰＭＯＳトランジスタＰ７、Ｐ８は、電圧−電流変換部２０５を電源電圧に接続するパワーインターフェース回路のように動作させることができる。

このように、検出及び変換部２００は、第１ないし第３電圧制御部２０３、２０７、２０８を介してスイッチング信号ＳＷの活性化区間中にのみ電源電圧ＶＤＤＡを印加して動作し、スイッチング信号ＳＷが不活性化されると電源電圧ＶＤＤＡ供給を遮断して余計な電力の消費を防止する。

図１２は、図１１の第１増幅器２０２を示す回路図である。

第１増幅器２０２は、図１２に示すように、増幅部２０００、電流制御部２０１０及び第４電圧制御部２０２０を備えて構成される。

増幅部２０００は、ＮＭＯＳトランジスタＮ８の閾値電圧より大きい設定電圧Ｖ_ＳＥＴと第１電圧Ｖ１を入力して電圧Ｖ_ＳＥＴと第１電圧Ｖ１との電圧差を差動増幅する。電流制御部２０１０はスイッチング反転信号ＳＷＢに応答して増幅部２０００に電流を印加したり遮断したりする。すなわち、スイッチング信号ＳＷがハイレベルに活性化されると、スイッチング反転信号ＳＷＢはローレベルに活性化されるので、ＰＭＯＳトランジスタＰ１１を通じて電流源ＣＳ１の電流がＮＭＯＳトランジスタＮ１０に流れるようになって、電流コピーによってＮＭＯＳトランジスタＮ１１にも電流が流れる。これによって、増幅部２０００にはＮＭＯＳトランジスタＮ１１を通じて電流が流れるようになる。一方、第４電圧制御部２０２０はスイッチング反転信号ＳＷＢに応答して増幅部２０００に電圧を印加する。すなわち、スイッチング信号ＳＷがハイレベルに活性化されると、スイッチング反転信号ＳＷＢはローレベルに活性化されるので、ＰＭＯＳトランジスタＰ１２、Ｐ１３はターンオンされて増幅部２０００に電圧が印加される。

このように、第１増幅器２０２はスイッチング信号ＳＷの活性化区間中に電流制御部２０１０を介して増幅部２０００に電流を流し、第４電圧制御部２０２０を介して増幅部２０００に電圧を印加するので、第１増幅器２０２は差動増幅動作を行う。一方、スイッチング信号ＳＷが不活性化されると、第４電圧制御部２０２０と電流制御部２０１０によって電圧と電流をすべて遮断するので、電力消費を低減することができる。すなわち、第１増幅器２０２はスイッチング信号ＳＷの活性化区間中のみ電源が供給されて正常な差動増幅動作を行う。

図１２では、電流制御部２０１０及び第４電圧制御部２０２０が全部備えられた第１増幅器２０２を実施形態として示したが、第１増幅器２０２に電流制御部２０１０及び第４電圧制御部２０２０のうちのいずれか１つだけを備えることもできる。

一方、検出及び変換部２００の第１増幅器２０２と第２増幅器２０６とは同一の構成を有するので、第２増幅器２０６もスイッチング信号ＳＷの活性化区間中のみ電源電圧と電流を供給して動作する。

図１３は、図９のスロープ電流生成部２１０を示す回路図である。

図１３に示すように、スイッチング信号ＳＷがハイレベルに活性化されるとＰＭＯＳトランジスタＰ２１はターンオンされて電流が流入される。したがって、キャパシタＣ２１によって生成されるスロープ電圧ＶＳＬＰは大きくなる。このスロープ電圧ＶＳＬＰは、電圧−電流変換器(Ｖ−Ｉｃｏｎｖｅｒｔｅｒ)２１１０によってスロープ電流Ｉ_ＳＬＰに変換される。このように、スイッチング信号ＳＷの活性化区間中にスロープ電流Ｉ_ＳＬＰは電流源ＣＳ２から流入される電流によって増加する。一方、スイッチング信号ＳＷがローレベルに不活性化されるとＰＭＯＳトランジスタＰ２１はターンオフされて電流供給が遮断される。したがって、スロープ電流Ｉ_ＳＬＰは生成されない。このように、スロープ電流生成部２１０はスイッチング信号ＳＷの活性化区間中だけスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを生成する。

図１４は、図９の基準電流生成部を２１示す回路図である。

基準電流生成部２１は図１４に示すように増幅器２１５を備える。

増幅器２１５は、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１に基づいてＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤと目標電圧を比較し、スイッチング制御部２２に出力されるスイッチング信号ＳＷのデューティ比を調節するための基準電流Ｉ_ＲＥＦを生成する。増幅器２１５は、第１基準電圧ＶＲＥＦ１と第２検出電圧ＶＤＥＴ２との電圧差が大きくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦを増加させ、第１基準電圧ＶＲＥＦ１と第２検出電圧Ｉ_ＲＥＦとの電圧差が小さくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦを減少させる。言い換えれば、増幅器２１５は、第２検出電圧ＶＤＥＴ２が基準電圧ＶＲＥＦ１に比較して小さくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦを増加させ、第２検出電圧ＶＤＥＴ２が基準電圧ＶＲＥＦ１に近くなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦを減少させる。ここで、増幅器２１５として演算相互コンダクタンス増幅器(ＯＴＡ)を用いることができる。

図１５は、図９のスイッチング制御部２２を示す回路図である。

スイッチング制御部２２は、図１５に示すように、パルス幅調節器２２０、第１電圧変換部２２１、第２電圧変換部２２２、比較器２２３及びＳＲラッチ２２４を備えて構成される。

次に、スイッチング制御部２２の各ブロックの動作を説明する。

まず、パルス幅調節器２２０は、クロック生成部５から入力されるクロック信号ＣＬＫのパルス幅を調節して他のパルス幅を有するクロック信号ＣＬＫ’を生成する。そして、第１電圧変換部２２１は抵抗Ｒ２１を備えて構成され、検出及び変換部２００から入力される補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰを抵抗Ｒ２１によって第３検出電圧ＶＤＥＴ３に変換する。また、第２電圧変換部２２２はキャパシタＣ２２を備えて構成され、基準電流生成部２１から入力される基準電流Ｉ_ＲＥＦをキャパシタＣ２２によって第２基準電圧ＶＲＥＦ２に変換する。

一方、比較器２２３は第３検出電圧ＶＤＥＴ３及び第２基準電圧ＶＲＥＦ２を比較して比較信号ＣＯＭを生成する。具体的には、比較器２２３は、第３検出電圧ＶＤＥＴ３が第２基準電圧ＶＲＥＦ２よりも小さい場合にローレベルの比較信号ＣＯＭを生成し、第３検出電圧ＶＤＥＴ３が第２基準電圧ＶＲＥＦ２に到達すると、ハイレベルの比較信号ＣＯＭを生成する。

ＳＲラッチ２２４は、クロック信号ＣＬＫ’及び比較信号ＣＯＭに応答してスイッチング信号ＳＷを生成する。さらに詳しく説明すると、ＳＲラッチ２２４はクロック信号ＣＬＫ’がハイレベルになるとスイッチング信号ＳＷをハイレベルに活性化し、その後、第３検出電圧ＶＤＥＴ３が第２基準電圧ＶＲＥＦ２に到達し比較信号ＣＯＭがハイレベルになるとスイッチング信号ＳＷをローレベルに不活性化する。ここで、ＳＲラッチ２２４はＮＯＲゲートに構成されたものと仮定する。

このように、スイッチング制御部２２は、コイル電流Ｉ_Ｌによって変化する補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰとＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤによって変化する第２基準電圧ＶＲＥＦ２とクロック信号ＣＬＫ’とを入力し、クロック信号ＣＬＫ’に応答してスイッチング信号ＳＷを活性化し、第３検出電圧ＶＤＥＴ３が第２基準電圧ＶＲＥＦ２に到達するまで活性化状態を維持する。

図１６は、図１５の動作を説明するための波形図である。

クロック信号ＣＬＫのパルス幅を調節したクロック信号ＣＬＫ’がＳＲラッチ２２４に入力されると、ＳＲラッチ２２４はクロック信号ＣＬＫ’のライジングエッジに応答してスイッチング信号ＳＷを活性化する。そして、第３検出電圧ＶＤＥＴ３が第２基準電圧ＶＲＥＦ２の電圧レベルに到達し、比較器２２３がハイレベルの比較信号ＣＯＭを出力すると、ＳＲラッチ２２４は比較信号ＣＯＭのライジングエッジに応答してスイッチング信号ＳＷを不活性化する。すなわち、スイッチング制御部２２は、クロック信号ＣＬＫ’が発生する際に活性化されて活性化状態を維持し、比較信号ＣＯＭが発生する際に不活性化されるスイッチング信号ＳＷを生成する。

上述したように、本発明の第２実施形態に係るディスプレイ装置は、コイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する第１検出電圧ＶＤＥＴ１とＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤとに応じて変化する第２検出電圧ＶＤＥＴ２を入力して、それぞれ検出電流Ｉ_ＤＥＴと基準電流Ｉ_ＲＥＦに変換する。そして、検出電流Ｉ_ＤＥＴと基準電流Ｉ_ＲＥＦとの比較結果によってスイッチング信号ＳＷの活性化区間を調節し、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤが正電圧に維持されるように制御する。特に、第２実施形態の電圧検出及び電流生成部２０は、実質的に有効な動作を行うスイッチング信号ＳＷの活性化区間中だけ電圧と電流が供給されて動作し、スイッチング信号ＳＷの不活性化区間中には電圧検出及び電流生成部２０の電圧と電流を遮断して余計な電力消費を低減することができる。

本発明の第２実施形態では、電圧と電流を全部制御する構成が提示されたが、ユーザの必要に応じて電圧制御と電流制御を選択的に適用することができる。

図１７は、本発明の第３実施形態に係るディスプレイ装置を示す図である。

本発明の第３実施形態によるディスプレイ装置は、図１７に示すように、ＬＥＤ供給電圧生成部１、制御部２、発光部３及びクロック生成部５を備えて構成される。また、制御部２は、電圧検出及び電流生成部２０、基準電流生成部２１及びスイッチング制御部２２を備えて構成され、電圧検出及び電流生成部２０は検出及び変換部２００とスロープ電流生成部２１０を含む。

次に、制御部２０の各ブロックの動作を説明する。

図９の制御部と重複する部分は省略するかまたは簡単に説明する。

まず、電圧検出及び電流生成部２０に備えられた検出及び変換部２００は、コイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する第１検出電圧ＶＤＥＴ１を検出して検出電流Ｉ_ＤＥＴに変換して出力する。したがって、検出電流Ｉ_ＤＥＴもコイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する。スロープ電流生成部２１０はクロック信号ＣＬＫに応答してスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを生成して出力する。ここで、出力された検出電流Ｉ_ＤＥＴとスロープ電流Ｉ_ＳＬＰが合せられ、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰとしてスイッチング制御部２２に入力される。この補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰもコイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化するので、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰに基づいてコイルＬ１の起電力の変化を感知することができる。すなわち、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰの増加はコイルＬ１の起電力が増加するということを示し、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰの減少はコイルＬ１の起電力が減少するということを示す。

第２実施形態では検出及び変換部２００とスロープ電流生成部２１０がスイッチング信号ＳＷに応答して電圧と電流を制御していたが、第３実施形態ではスロープ電流生成部２１０がスイッチング信号ＳＷではないクロック信号ＣＬＫに応答して電流供給を制御する。

次に、基準電流生成部２１は、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１に基づいてＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤと目標電圧を比較し、スイッチング制御部２２に出力されるスイッチング信号ＳＷのデューティ比を調節するための基準電流Ｉ_ＲＥＦを生成する。さらに詳しく説明すると、基準電流生成部２１は、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１との電圧差が大きくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦを増加させ、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１との電圧差が小さくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦを減少させる。一方、第２検出電圧ＶＤＥＴ２が第１基準電圧ＶＲＥＦ１に到達すると基準電流Ｉ_ＲＥＦを一定に維持する。ここで、第１基準電圧ＶＲＥＦ１は目標電圧によって所定レベルに固定されるので、実質的に第２検出電圧ＶＤＥＴ２の変化に応じて第１基準電圧ＶＲＥＦ１と第２検出電圧ＶＤＥＴ２との電圧差が変化するようになる。したがって、第１基準電圧ＶＲＥＦ１を基準に、第２検出電圧ＶＤＥＴ２が小さくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦは増加する。ここで、基準電流生成部２１は二つの電圧差を電流に変換する演算相互コンダクタンス増幅器(ＯＴＡ)で構成することができる。

次に、スイッチング制御部２２は、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰと基準電流Ｉ_ＲＥＦを比較して、クロック信号ＣＬＫと同一の周期を有しデューティ比が調節されるスイッチング信号ＳＷを生成する。さらに詳しく説明すると、スイッチング制御部２２はクロック信号ＣＬＫに応答してスイッチング信号ＳＷを活性化する。また、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが基準電流Ｉ_ＲＥＦよりも小さい場合には、コイルＬ１の起電力がＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを目標電圧に上昇させるのにはまだ不足であると判断し、スイッチング信号ＳＷの活性化区間をさらに維持することになる。そして、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが基準電流Ｉ_ＲＥＦと同一になると、コイルＬ１の起電力がＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを目標電圧に上昇させるのに十分であると判断し、スイッチング信号ＳＷを不活性化する。

次に、クロック生成部５はクロック信号ＣＬＫを生成する。このクロック信号ＣＬＫのパルス幅はユーザの必要に応じて多様に設定することができる。

図１８は、図１７の制御部２の動作を説明するための波形図である。

まず、スイッチング制御部２２がクロック信号ＣＬＫに応答してスイッチング信号ＳＷを活性化すると、ＮＭＯＳトランジスタＮ１がターンオンされる。そして、ＮＭＯＳトランジスタＮ１を通じて流入されるコイル電流Ｉ_Ｌによって検出電圧ＶＤＥＴ１は大きくなり、検出及び変換部２００に生成される検出電流Ｉ_ＤＥＴも漸次的に増加する。一方、スロープ電流生成部２１０はクロック信号ＣＬＫのハイレベル区間、すなわち、クロック信号ＣＬＫの活性化区間中にスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを生成して出力する。

その後、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰと基準電流Ｉ_ＲＥＦとが同一になってスイッチング制御部２２がスイッチング信号ＳＷを不活性化すると、第１検出電圧ＶＤＥＴ１は０Ｖとなる。ところが、検出電流Ｉ_ＤＥＴは、直ちに０Ａに低下するのではなく、緩慢に減少することになるが、このような現象をテーリング(ｔａｉｌｉｎｇ)という。スイッチング信号ＳＷが不活性化された後にもスロープ電流生成部２１０は所定区間さらにスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを生成することができ、クロック信号ＣＬＫの活性化区間が終了すると、スロープ電流生成部２１０はスロープ電流Ｉ_ＳＬＰの生成を中断する。スイッチング信号ＳＷの活性化区間中は検出電流Ｉ_ＤＥＴを補償するためにスロープ電流Ｉ_ＳＬＰが継続生成されるべきであるので、クロック信号ＣＬＫの活性化区間は少なくともスイッチング信号ＳＷの活性化区間よりは大きく設定されるべきである。実施時には、スイッチング信号ＳＷのデューティ比の最大値を限定し、クロック生成部５はスイッチング信号ＳＷの活性化区間と同一とするか、さらに大きい活性化区間を有するクロック信号ＣＬＫを生成するように設定することもできる。

一方、クロック信号ＣＬＫがローレベルに不活性化されると、スロープ電流Ｉ_ＳＬＰもテーリングが発生することになるが、テーリングは時間経過によって自然に除去されるので、クロック信号ＣＬＫの活性化区間を調節して次のクロック信号ＣＬＫが発生する前にテーリングを除去することができる。万が一、スロープ電流Ｉ_ＳＬＰの生成区間が長すぎる場合、スイッチング信号ＳＷのさらに他の周期が始まった後にもスロープ電流Ｉ_ＳＬＰのテーリング成分がすべてなくならないで、検出電流Ｉ_ＤＥＴに加えることができる。このとき、検出電流Ｉ_ＤＥＴとスロープ電流Ｉ_ＳＬＰとの合成分が急に上がって瞬間的に基準電流Ｉ_ＲＥＦを超えることがあるが、これをピークノイズ(ｐｅａｋ ｎｏｉｓｅ)があるという。このようなピークノイズが発生すると、スイッチング信号ＳＷの活性化区間が早期に終了してスイッチング信号ＳＷのデューティ比が歪み、ＬＥＤ供給電圧生成部１が誤動作を起こすことがある。このように、スロープ電流生成部２１０は、所定パルス幅に設定される活性化区間を有するクロック信号ＣＬＫに応答してスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを生成することで、スロープ電流Ｉ_ＳＬＰのテーリングによって発生するディスプレイ装置の誤動作を防止することができる。

また、クロック信号ＣＬＫの一周期のクロック信号ＣＬＫの活性化区間中だけスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを生成するので、図１８の下端に示すように、静的電流の消費を低減する効果が得られる。

図１９は、図１７のスロープ電流生成部２１０を示す回路図である。

図１９に示すように、スロープ電流生成部２１０は、クロック信号ＣＬＫに応答して電流を制御することで、スロープ電流Ｉ_ＳＬＰの生成を制御する。さらに詳しく説明すると、クロック信号ＣＬＫの活性化区間中にクロック反転信号ＣＬＫＢはローレベルになるので、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１はターンオフ状態を維持する。したがって、電流源ＣＳ３から流入される電流によってスロープ電圧ＶＳＬＰは大きくなる。このスロープ電圧ＶＳＬＰは電圧−電流変換器(Ｖ−Ｉｃｏｎｖｅｒｔｅｒ)２１２０によってスロープ電流Ｉ_ＳＬＰに変換される。一方、クロック信号ＣＬＫが不活性化されると、クロック反転信号ＣＬＫＢはハイレベルになるので、ＮＭＯＳトランジスタＮ３１はターンオンされる。よって、キャパシタＣ３１の両端がショートされ、スロープ電流Ｉ_ＳＬＰは生成されない。このように、スロープ電流生成部２１０はクロック信号ＣＬＫの活性化区間中にスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを生成して余計な電流消耗を低減することになる。

図２０は、図１９のクロック信号の波形図である。

図２０に示すように、クロック生成部５から生成されてスロープ電流生成部２１０に入力されるクロック信号ＣＬＫとスロープ電流生成部２１０のＮＭＯＳトランジスタＮ３１をターンオンまたはターンオフさせるクロック反転信号ＣＬＫＢは互いに反転された位相を有する。

図２１は、図１７のクロック生成部５の波形図である。

図２１に示すように、クロック生成部５は固定されたパルス幅を有するクロック信号のみを生成するのではなく、スイッチング信号ＳＷの活性化区間の最大値が変化したり、内部の他の要因によって互いに他のパルス幅を有するクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３を生成したりすることができる。

上述したように、本発明の第３実施形態に係るディスプレイ装置は、コイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する第１検出電圧ＶＤＥＴ１と、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤに応じて変化する第２検出電圧ＶＤＥＴ２とを入力して、それぞれ検出電流Ｉ_ＤＥＴと基準電流Ｉ_ＲＥＦに変換する。そして、検出電流Ｉ_ＤＥＴと基準電流Ｉ_ＲＥＦとの比較結果によってスイッチング信号ＳＷの活性化区間を調節し、ＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤが正電圧に維持されるように制御する。特に、クロック生成部５がスイッチング信号ＳＷの活性化区間よりも大きい活性化区間を有するクロック信号ＣＬＫを生成し、スロープ電流生成部２１０はクロック信号ＣＬＫに応答して検出電流Ｉ_ＤＥＴの補償が必要な区間だけスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを生成する。したがって、スロープ電流Ｉ_ＳＬＰのテーリング成分によってスイッチング信号ＳＷのデューティ比が歪み、ディスプレイ装置が誤動作することを防止する。また、クロック信号ＣＬＫの活性化区間だけスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを制限的に生成するので、電力消費を低減することができる。

図２２は、本発明の第４実施形態に係るディスプレイ装置を示す図である。

本発明の第４実施形態に係るディスプレイ装置は、図２２に示すように、ＬＥＤ供給電圧生成部１、制御部２及び発光部３を備えて構成される。また、制御部２は、電圧検出及び電流生成部２０、基準電流生成部２１、スイッチング制御部２２及びスイッチング信号調節部２３を備えて構成される。そして、電圧検出及び電流生成部２０は検出及び変換部２００とスロープ電流生成部２１０を含む。

次に、制御部２０の各ブロックの動作を説明する。

図９及び図１７の制御部と重複する部分は省略するか、または簡単に説明する。

まず、電圧検出及び電流生成部２０に備えられた検出及び変換部２００は、第２スイッチング信号ＳＷ２の活性化区間中にコイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する第１検出電圧ＶＤＥＴ１を検出して検出電流Ｉ_ＤＥＴに変換して出力する。したがって、検出電流Ｉ_ＤＥＴはコイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化する。スロープ電流生成部２１０は、第２スイッチング信号ＳＷ２の活性化区間中にスロープ電流Ｉ_ＳＬＰを生成して出力する。この検出電流Ｉ_ＤＥＴとスロープ電流Ｉ_ＳＬＰは合わせられ、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰとしてスイッチング制御部２２に入力される。補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰはコイル電流Ｉ_Ｌに応じて変化するので、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰに基づいてコイルＬ１の起電力の変化を感知することができる。すなわち、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰの増加はコイルＬ１の起電力が増加するということを示し、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰの減少はコイルＬ１の起電力が減少するということを示す。

一方、電圧検出及び電流生成部２０に備えられた検出及び変換部２００とスロープ電流生成部２１０は、それぞれ第２スイッチング信号ＳＷ２に応答して電圧及び電流を制御する。すなわち、検出及び変換部２００とスロープ電流生成部２１０は、第２スイッチング信号ＳＷ２の活性化区間中に電圧と電流を供給し、第２スイッチング信号ＳＷ２が不活性化されると電圧と電流を遮断することで、電力消耗を低減することができる。

次に、基準電流生成部２１は、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１に基づいてＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤと目標電圧とを比較し、スイッチング制御部２２から出力される第１スイッチング信号ＳＷ１のデューティ比を調節するための基準電流Ｉ_ＲＥＦを生成する。さらに詳しく説明すると、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１との電圧差が大きくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦを増加させ、第２検出電圧ＶＤＥＴ２と第１基準電圧ＶＲＥＦ１との電圧差が小さくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦを減少させる。一方、第２検出電圧ＶＤＥＴ２が第１基準電圧ＶＲＥＦ１に到達すると基準電流Ｉ_ＲＥＦを一定に維持する。ここで、第１基準電圧ＶＲＥＦ１は目標電圧によって所定レベルに固定されるので、実質的に第２検出電圧ＶＤＥＴ２の変化に応じて第１基準電圧ＶＲＥＦ１と第２検出電圧ＶＤＥＴ２との電圧差が変化することになる。したがって、第１基準電圧ＶＲＥＦ１を基準に、第２検出電圧ＶＤＥＴ２が小さくなるほど基準電流Ｉ_ＲＥＦは増加する。ここで、基準電流生成部２１は二つの電圧差を電流に変換する演算相互コンダクタンス増幅器(ＯＴＡ)で構成することができる。

次に、スイッチング制御部２２は、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰと基準電流Ｉ_ＲＥＦとを比較し、クロック信号ＣＬＫと同一の周期を有しデューティ比が調節される第１スイッチング信号ＳＷ１を生成する。さらに詳しく説明すると、スイッチング制御部２２はクロック信号ＣＬＫに応答して第１スイッチング信号ＳＷ１を活性化する。また、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが基準電流Ｉ_ＲＥＦよりも小さい場合、コイルＬ１の起電力がＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを目標電圧に上昇させるのにまだ不足であると判断して、スイッチング信号ＳＷの活性化区間をさらに維持させる。そして、補償された検出電流Ｉ_ＤＥＴ＋Ｉ_ＳＬＰが基準電流Ｉ_ＲＥＦと同一になるとコイルＬ１の起電力がＬＥＤ供給電圧ＶＬＥＤを目標電圧に上昇させるに十分であると判断して、スイッチング信号ＳＷを不活性化する。

次に、スイッチング信号調節部２３は、第１スイッチング信号ＳＷ１とクロック信号ＣＬＫを入力して第１スイッチング信号ＳＷ１のパルス幅を調節し、第１スイッチング信号ＳＷ１と異なるパルス幅を有する第２スイッチング信号ＳＷ２を生成する。

図２３は、図２２のスイッチング信号調節部２３を示す回路図である。

スイッチング信号調節部２３は、図２３に示すように、反転及び遅延部２３０とＯＲゲートＯＲ２０を備えて構成される。変換及び遅延部２３０はクロック信号ＣＬＫを反転し、遅延させてクロック反転信号ＣＬＫＢを出力する。ＯＲゲートＯＲ２０はクロック反転信号ＣＬＫＢと第１スイッチング信号ＳＷ１を入力して論理和演算を行う。したがって、スイッチング信号調節部２３は、第１スイッチング信号ＳＷ１がハイレベルに活性化されるか、またはクロック反転信号ＣＬＫＢがハイレベルに活性化される際にハイレベルに活性化される第２スイッチング信号ＳＷ２を生成する。結果的に、第２スイッチング信号ＳＷ２の活性化区間は、第１スイッチング信号ＳＷ１の活性化区間よりもクロック反転信号ＣＬＫＢの活性化区間を加えた区間ほど長くなる。

図２４は図２３の動作を説明するための波形図である。

図２４に示すように、反転及び遅延部２３０は、クロック信号ＣＬＫを反転させ、遅延させてクロック反転信号ＣＬＫＢを生成する。ＯＲゲートＯＲ２０はクロック反転信号ＣＬＫＢがハイレベルに活性化される際にハイレベルに活性化され、第１スイッチング信号ＳＷ１がローレベルに不活性化される際にローレベルに不活性化される第２スイッチング信号ＳＷ２を生成する。第２スイッチング信号ＳＷ２は、第１スイッチング信号ＳＷ２よりもクロック反転信号ＣＬＫＢの活性化区間を加えた区間ほど早く活性化される。

検出及び変換部２００とスロープ電流生成部２１０は、電力が供給された初期に安定した動作を行うことができない。検出及び変換部２００とスロープ電流生成部２１０の内部ノードのレベルが安定するためには一定時間が必要である。したがって、スイッチング信号調節部２３は、検出及び変換部２００とスロープ電流生成部２１０の安定した動作のためのセットアップ時間を確保しなければならない。このため、第２スイッチング信号ＳＷ２は、第１スイッチング信号ＳＷ１よりも先に活性化される。

図２５は、図２２の検出及び変換部２００を示す回路図である。

図２５の検出及び変換部２００は、図１１に示す第２実施形態の検出及び変換部２００と基本的に類似し、相違する部分だけを説明する。

まず、電圧調節部２０１の第１電圧制御部２０３は、第２スイッチング反転信号ＳＷ２Ｂに応答して電圧調節部２０１に印加される電源電圧ＶＤＤＡの供給を制御する。ここで、第２スイッチング反転信号ＳＷ２Ｂは第２スイッチング信号ＳＷ２を反転させた信号である。

次に、電圧−電流変換部２０５の第２電圧制御部２０７は、第２スイッチング信号ＳＷ２に応答して電源電圧ＶＤＤＡの供給を制御し、第３電圧制御部２０８は、第２スイッチング反転信号ＳＷ２Ｂに応答して電源電圧ＶＤＤＡの供給を制御する。

このように、検出及び変換部２００は、第１ないし第３電圧制御部２０３、２０７、２０８を介して第２スイッチング信号ＳＷ２の活性化区間中だけ電源電圧ＶＤＤＡを印加して動作し、第２スイッチング信号ＳＷ２が不活性化されると電源電圧ＶＤＤＡ供給を遮断して余計な電力が消費することを防止する。

図２６は、図２５の第１増幅器２０２を示す回路図である。

第１増幅器２０２は、図２６に示すように、増幅部２０００、電流制御部２０１０及び第４電圧制御部２０２０を備えて構成される。

増幅部２０００は、ＮＭＯＳトランジスタＮ８の閾値電圧よりも大きい設定電圧Ｖ_ＳＥＴと第１電圧Ｖ１を入力し、電圧Ｖ_ＳＥＴと第１電圧Ｖ１との電圧差を差動増幅する。電流制御部２０１０は、第２スイッチング反転信号ＳＷ２Ｂに応答して増幅部２０００に電流を供給したり遮断したりする。すなわち、第２スイッチング信号ＳＷ２がハイレベルに活性化されると、第２スイッチング反転信号ＳＷ２Ｂはローレベルに活性化されるので、ＰＭＯＳトランジスタＰ１１を通じて電流源ＣＳ１の電流がＮＭＯＳトランジスタＮ１０に流れるようになっていて、電流コピーによってＮＭＯＳトランジスタＮ１１にも電流が流れる。これによって、増幅部２０００にはＮＭＯＳトランジスタＮ１１を通じて電流が流れる。一方、第４電圧制御部２０２０は第２スイッチング反転信号ＳＷ２Ｂに応答して増幅部２０００に電圧を印加する。すなわち、第２スイッチング信号ＳＷ２がハイレベルに活性化されると、第２スイッチング反転信号ＳＷ２Ｂはローレベルに活性化されるので、ＰＭＯＳトランジスタＰ１２、Ｐ１３はターンオンされて増幅部２０００に電圧が印加される。

このように、第１増幅器２０２は、第２スイッチング信号ＳＷ２の活性化区間中に電流制御部２０１０を介して増幅部２０００に電流を供給し、第４電圧制御部２０２０を介して増幅部２０００に電圧を印加するので、第１増幅器２０２は差動増幅動作を行う。一方、第２スイッチング信号ＳＷ２が不活性化されると、第４電圧制御部２０２０と電流制御部２０１０によって電圧と電流をすべて遮断するので、余計な電力消費をなくすことができる。すなわち、第１増幅器２０２は第２スイッチング信号ＳＷ２の活性化区間中だけ電源が供給されて正常な差動増幅動作を行う。

図２６では、電流制御部２０１０及び第４電圧制御部２０２０が両方とも備えられる第１増幅器２０２を実施形態として示したが、第１増幅器２０２に電流制御部２０１０と第４電圧制御部２０２０のうちいずれか一つだけ備えることもできる。

一方、検出及び変換部２００の第１増幅器２０２と第２増幅器２０６は同一の構成を有しているので、第２増幅器２０６また第２スイッチング信号ＳＷ２の活性化区間中だけ電源電圧と電流を供給する。

上述したように、本発明の第４実施形態に係るディスプレイ装置は、実質的に有効な動作を行う第２スイッチング信号ＳＷ２の活性化区間中だけ電圧検出及び電流生成部２０に電圧と電流を供給する。一方、第２スイッチング信号ＳＷ２の不活性化区間中には電圧検出及び電流生成部２０の電圧と電流を遮断して余計な電力消費を低減する。また、第２スイッチング信号ＳＷ２の活性化区間を調節することで、電圧検出及び電流生成部２０の安定した動作のためのセットアップ時間を確保する。

図２７は、発光ダイオードＬＥＤを含むバックライトユニットが適用された本発明のディスプレイ装置の一実施形態を示す図である。

発光ダイオードＬＥＤは自己発光素子であるので、多様な色の光を発散する発光ダイオードＬＥＤを組み合わせた場合、発光ダイオードＬＥＤだけで映像を実現することができる。また、発光ダイオードＬＥＤは自主的に発光することができない液晶パネル(Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ)のようなディスプレイパネルの側面または全面に光を照射するためのバックライトユニット(Ｂａｃｋ Ｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ；ＢＬＵ)４に適用することもできる。液晶は自主的に光を発散する物質ではないので、液晶パネルは側面または全面に照射される発光ダイオードＬＥＤの光を透過させて映像を実現することができる。

図２７に示したバックライトユニット４は、ディスプレイパネルの側面に光を照射するためのエッジ型(ｅｄｇｅ ｔｙｐｅ)バックライトユニット４であって、バックライトユニット４の各側面に複数の発光ダイオードＬＥＤを配置する。このようなエッジ型バックライトユニット４は、ＬＥＤ ＴＶのような大型ディスプレイパネルを含むディスプレイ装置に適用することができる。バックライトユニット４は、図１に示したＬＥＤ供給電圧生成部１及び制御部２を複数個含む駆動回路４０を備える。

図２８は、本発明の発光ダイオードＬＥＤを含むバックライトユニットが適用された本発明のディスプレイ装置の他の実施形態を示す図である。

図２８のバックライトユニット４は、ディスプレイパネルの全面に直接光を照射するための直下型(ｄｉｒｅｃｔ ｔｙｐｅ)バックライトユニット４であって、ディスプレイパネルの全面に対応できるように、バックライトユニット４の全面に複数の発光ダイオードＬＥＤが配置される。このような直下型バックライトユニット４はＬＥＤ ＴＶのような大型ディスプレイパネルを含むディスプレイ装置に適用される。バックライトユニット４は、図１に示したＬＥＤ供給電圧生成部１及び制御部２を複数個含む駆動回路４０を備える。

図２９は、発光ダイオードＬＥＤを含むバックライトユニットが適用された本発明のディスプレイ装置のさらに他の実施形態を示す図である。

図２９のバックライトユニット４は、エッジ型バックライトユニット４であって、図２７のバックライトユニット４とは異なるバックライトユニット４の一側面だけに発光ダイオードＬＥＤが配置される。このようなエッジ型バックライトユニット４は、携帯電話機、ＰＤＡ、ＰＭＰのような携帯用映像機器として、小型ディスプレイパネルを含むディスプレイ装置に適用される。バックライトユニット４は、図１に示したＬＥＤ供給電圧生成部１及び制御部２を複数個含む駆動回路４０を備える。

一方、本発明において、発光ダイオードを含む発光部３は、制御部２の動作特性を説明するための一例として提示されたものである。したがって、制御部２はＬＥＤディスプレイ装置だけでなく、正電圧を維持すべく他のディスプレイ装置または他のシステム装置にも適用することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態には限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものである。

１ ＬＥＤ供給電圧生成部、
２ 制御部、
３ 発光部、
４ 電圧生成部、
２０ 電圧検出及び電流生成部、
２１ 基準電流生成部、
２２ スイッチング制御部、
２００ 検出及び変換部、
２１０ スロープ電流生成部、
Ｉ_ＤＥＴ 検出電流、
Ｉ_Ｌ コイル電流、
Ｉ_ＲＥＦ 基準電流、
Ｉ_ＳＬＰ スロープ電流、
Ｌ１ コイル、
ＬＤ１〜ＬＤ５ 発光ダイオード、
Ｎ１ ＮＭＯＳトランジスタ、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 抵抗、
Ｒｆ 抵抗、
ＳＷ スイッチング信号、
ＶＤＤ 電源電圧、
ＶＤＥＴ１、ＶＤＥＴ２ 第１及び第２検出電圧、
ＶＬＥＤ ＬＥＤ供給電圧、
ＶＲＥＦ１ 第１基準電圧、
Ｖ_ＳＥＴ 設定電圧。

Claims (49)

1. エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との電圧差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部を含む制御部を備えることを特徴とする電源供給装置。
2. 前記電源供給装置は、
   前記エネルギー保存手段を備えて入力電圧に応じて出力電圧を生成する供給電圧生成部をさらに備え、
   前記エネルギー保存手段は、
   前記入力電圧を供給する手段とスイッチとの間に接続されて前記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、前記スイッチが第２状態である場合にエネルギーを放出して前記出力電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。
3. 前記制御部は、
   前記出力電圧と基準電圧との差に応じて基準電流を生成する基準電流生成部をさらに備え、
   前記検出電流及び前記基準電流によって前記第１状態と前記第２状態との間の前記スイッチのデューティ比を制御することを特徴とする請求項２に記載の電源供給装置。
4. 前記制御部は、
   補償電流を生成するスロープ電流生成部と、
   前記補償電流及び前記検出電流を組み合わせる加算器と、をさらに備え、
   前記補償電流と前記検出電流との組み合わせ及び前記基準電流によって前記スイッチのデューティ比を制御することを特徴とする請求項３に記載の電源供給装置。
5. 前記電源供給装置は、
   電源電圧を印加して前記設定電圧を生成する電圧生成部をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電源供給装置。
6. 前記検出及び変換部は、
   前記検出電圧と設定電圧に応答して反転電圧を生成し、前記反転電圧のレベルは前記検出電圧に対して反対方向に変化する電圧調節部と、
   前記反転電圧に応答して前記検出電流を生成し、前記検出電流の大きさを前記反転電圧のレベルに対して反対方向に変化する電圧電流変換部と、を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電源供給装置。
7. 前記設定電圧は、前記検出電圧よりも大きく設定されることを特徴とする請求項６に記載の電源供給装置。
8. 前記設定電圧は、所定電圧レベルに設定されることを特徴とする請求項６または７に記載の電源供給装置。
9. スイッチング信号に応答して動作するスイッチと入力電圧を供給する手段との間に接続されて前記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、前記スイッチが第２状態である場合に保存されたエネルギーを放出して出力電圧を生成するエネルギー保存手段を備え、前記入力電圧に応じて前記出力電圧を発生する供給電圧生成部と、
   前記エネルギー保存手段を流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部と、
   前記出力電圧と基準電圧との差と前記検出電流によって前記スイッチのデューティ比を調節するための前記スイッチング信号を生成するスイッチング制御部を含む制御部と、を備え、
   前記検出及び変換部は前記スイッチング信号に応答し、前記スイッチが前記第２状態である場合に不活性化されることを特徴とする電源供給装置。
10. 前記制御部は、
    前記出力電圧と前記基準電圧との差に応じて基準電流を生成する基準電流生成部をさらに備え、
    前記スイッチング制御部は前記検出電流と前記基準電流によって前記第１状態と前記第２状態との間の前記スイッチのデューティ比を調節することを特徴とする請求項９に記載の電源供給装置。
11. 前記制御部は、
    補償電流を生成するスロープ電流生成部と、
    前記補償電流及び前記検出電流を組み合わせる加算器と、をさらに備え、
    前記スイッチング制御部は前記補償電流と前記検出電流との組み合わせ及び前記基準電流によって前記スイッチのデューティ比を調節し、前記スロープ電流生成部は前記スイッチング信号に応答して、前記スイッチが前記第２状態である場合に不活性化されることを特徴とする請求項１０に記載の電源供給装置。
12. 前記スイッチング制御部は、
    前記検出電流及び前記基準電流に応答して比較信号を生成する比較器と、
    クロック信号を印加してパルス幅を調節して調節されたクロック信号を生成するパルス幅調節器と、
    前記調節されたクロック信号及び比較信号に応答して前記スイッチング信号を生成するフリップフロップ回路と、
    を備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電源供給装置。
13. 前記電源供給装置は、
    電源電圧に応答して前記設定電圧を生成する電圧生成部をさらに備えることを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の電源供給装置。
14. 前記検出及び変換部は、
    前記検出電圧と前記設定電圧に応答して反転電圧を生成し、前記反転電圧の大きさを前記検出電圧のレベルに対して反対方向に変化する電圧調節部と、
    前記反転電圧に応答して前記検出電流を生成し、前記検出電流の大きさを前記反転電圧のレベルに対して反対方向に変化する電圧電流変換部と、
    を備えることを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載の電源供給装置。
15. 前記電圧制御部は、
    前記スイッチング信号に応答して前記スイッチが前記第２状態である場合に前記電圧制御部に印加される電源電圧を遮断するために前記スイッチング信号に応答して動作する第１電圧制御部を備え、
    前記電圧電流変換部は、
    前記スイッチが前記第２状態である場合に前記電圧電流変換部に印加される電源電圧を遮断するために前記スイッチング信号に応答して動作する第２電圧制御部を備えることを特徴とする請求項１４に記載の電源供給装置。
16. エネルギー保存手段を流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部、補償電流を生成するスロープ電流生成部、及び前記補償電流と検出電流とを組み合わせる加算器を備える制御部と、
    クロック信号を生成するクロック生成部と、を備え、
    前記スロープ電流生成部は前記クロック信号に応答して、前記クロック信号周期の一部の区間中に不活性化されることを特徴とする電源供給装置。
17. 前記電源供給装置は、
    前記エネルギー保存手段を備えて入力電圧に応じて出力電圧を生成する供給電圧生成部をさらに備え、
    前記エネルギー保存手段は前記入力電圧を供給する手段とスイッチとの間に接続されて前記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、前記スイッチが第２状態である場合に保存されたエネルギーを放出して前記出力電圧を生成することを特徴とする請求項１６に記載の電源供給装置。
18. 前記制御部は、
    前記出力電圧と基準電圧との差に応じて基準電流を生成する基準電流生成部をさらに備え、
    前記検出電流及び基準電流によって前記スイッチのデューティ比を調節することを特徴とする請求項１７に記載の電源供給装置。
19. 前記制御部は、
    前記検出電流と補償電流との組み合わせ及び前記基準電流によって前記スイッチのデューティ比を調節することを特徴とする請求項１８に記載の電源供給装置。
20. 前記スロープ電流生成部が不活性化されるクロック信号の区間は前記スイッチが前記第１状態の区間よりも長いことを特徴とする請求項１７または１８に記載の電源供給装置。
21. 前記電源供給装置は、
    電源電圧に応じて前記設定電圧を生成する電圧生成部をさらに備えることを特徴とする請求項１６から２０のいずれかに記載の電源供給装置。
22. 前記検出及び変換部は、
    前記設定電圧と検出電圧に応じて反転電圧を生成し、前記反転電圧のレベルは前記検出電圧のレベルに対して反対方向に変化する電圧調節部と、
    前記反転電圧に応答して前記検出電流を生成し、前記検出電流の大きさを前記反転電圧のレベルに対して反対方向に変化する電圧電流変換部と、
    を備えることを特徴とする請求項１６から２２のいずれかに記載の電源供給装置。
23. スイッチ制御信号に応答して動作するスイッチと入力電圧を供給する手段との間に接続されて前記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、前記スイッチが第２状態である場合に保存されたエネルギーを放出して出力電圧を生成するエネルギー保存手段を備えて、前記入力電圧に応じて前記出力電圧を発生する供給電圧生成部と、
    前記エネルギー保存手段を流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部、前記出力電圧と基準電圧との差及び前記検出電流によって前記第１状態と前記第２状態との間の前記スイッチのデューティ比を調節するための前記スイッチ制御信号を生成するスイッチング制御部、及び前記スイッチ制御信号とクロック信号に応答して調節されたスイッチ制御信号を生成するスイッチング信号調節部と、を備え、
    前記検出及び変換部は前記調節されたスイッチング信号に応答して、前記スイッチが前記第１状態である時活性化されて、前記スイッチが第２状態である時間の中で前記スイッチが第１状態である時前記検出及び変換部が活性化になった時間と近接した一部の区間で一時的に活性化され、前記スイッチが第２状態である時間中の残りの区間で不活性化されることを特徴とする電源供給装置。
24. 前記制御部は、
    前記出力電圧と前記基準電圧との差に応じて基準電流を生成する基準電流生成部をさらに備え、
    前記スイッチング制御部は前記検出電流と前記基準電流によって前記スイッチのデューティ比を調節することを特徴とする請求項２３に記載の電源供給装置。
25. 前記制御部は、
    補償電流を生成するスロープ電流生成部と、
    前記補償電流及び前記検出電流を組み合わせる加算器と、をさらに備え、
    前記スイッチング制御部は前記補償電流と前記検出電流との組み合わせ及び前記基準電流によって前記スイッチのデューティ比を調節し、
    前記スロープ電流生成部は前記調節されたスイッチング信号に応答して、前記スイッチが前記第１状態である場合に活性化され、前記スイッチが前記第１状態である区間及び前記第１状態である区間に近接した前記スイッチが前記第２状態である区間の一部の区間において活性化され、前記スイッチが前記第２状態の残りの区間で不活性化されることを特徴とする請求項２４に記載の電源供給装置。
26. 前記スイッチング制御部は、
    前記検出電流及び基準電流に応答して比較信号を生成する比較器と、
    クロック信号を印加してパルス幅を調節して調節されたクロック信号を生成するパルス幅調節回路と、
    前記調節されたクロック信号及び比較信号に応答して前記スイッチング信号を生成するフリップフロップ回路と、
    を備えることを特徴とする請求項２４または２５に記載の電源供給装置。
27. 前記電源供給装置は、
    電源電圧に応答して前記設定電圧を発生する電圧発生部をさらに備えることを特徴とする請求項２３から２６のいずれかに記載の電源供給装置。
28. 前記検出及び変換部は、
    前記設定電圧と前記検出電圧に応答して反転電圧を生成し、前記反転電圧のレベルは前記検出電圧のレベルに対して反対方向に変化する電圧調節部と、
    前記反転電圧に応答して前記検出電流を生成し、前記検出電流の大きさを前記反転電圧のレベルに対して反対方向に変化する電圧電流変換部と、
    を備えることを特徴とする請求項２３から２７のいずれかに記載の電源供給装置。
29. 前記スイッチング信号調節部は、
    前記クロック信号に応答して遅延され反転されたクロック信号を生成する反転及び遅延部と、
    前記遅延されて反転されたクロック信号及び前記スイッチング信号に応答して前記調節されたスイッチ制御信号を生成するＯＲゲート回路と、
    を備えることを特徴とする請求項２８に記載の電源供給装置。
30. 前記電圧調節部は、
    前記スイッチが第２状態である時間中の前記残りの区間で前記電圧調節部に印加される電源電圧を遮断するために前記調節されたスイッチ制御信号に応答して動作する第１電圧制御部を備え、
    前記電圧電流変換部は、
    前記スイッチが第２状態である時間中の前記残りの区間で前記電圧電流変換器に印加される電源電圧を遮断するために前記スイッチ制御信号に応答して動作する第２電圧制御部を備えることを特徴とする請求項２９に記載の電源供給装置。
31. 出力電圧を生成するエネルギー保存手段及び前記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部を備える制御部を備える電源供給装置と、
    前記出力電圧に応答して動作する発光部と、
    を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
32. スイッチ制御信号に応答して動作するスイッチと入力電圧を供給する手段との間に接続されて前記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、前記スイッチが第２状態である場合に保存されたエネルギーを放出して出力電圧を生成するエネルギー保存手段を備えて、前記入力電圧に応じて前記出力電圧を生成する供給電圧生成部と、
    前記エネルギー保存手段を流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部、及び前記出力電圧と基準電圧との差及び前記検出電流によって前記第１状態と前記第２状態との間の前記スイッチのデューティ比を調節するための前記スイッチ制御信号を生成するスイッチング制御部を含む制御部と、
    前記出力電圧に応答して光を発散する発光部と、を備え、
    前記検出及び変換部は前記スイッチ制御信号に応答して、前記スイッチが前記第２状態である場合に不活性化されることを特徴とするディスプレイ装置。
33. 出力電圧を生成するエネルギー保存手段と、
    前記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部、補償電流を生成するスロープ電流生成部、及び前記補償電流と検出電流とを組み合わせる加算器を備える制御部と、
    クロック信号を生成するクロック生成部と、
    前記出力電圧に応答して光を発散する発光部と、を備え、
    前記スロープ電流生成部は前記クロック信号に応答して、前記クロック信号周期の一部の区間中に不活性化されることを特徴とするディスプレイ装置。
34. スイッチ制御信号に応答して動作するスイッチと入力電圧を供給する手段との間に接続されて前記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、前記スイッチが第２状態である場合にエネルギーを放出して出力電圧を生成するエネルギー保存手段を備えて、前記入力電圧に応じて前記出力電圧を出力する供給電圧生成部と、
    前記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部、前記出力電圧と基準電圧との差及び前記検出電流によって前記第１状態と前記第２状態との間の前記スイッチのデューティ比を調節するための前記スイッチ制御信号を生成するスイッチング制御部、及び前記スイッチ制御信号とクロック信号に応答してパルス幅が調節されたスイッチ制御信号を生成するスイッチング信号調節部を備える制御部と、
    前記出力電圧に応答して光を発散する発光部と、を備え、
    前記検出及び変換部は前記調節されたスイッチ制御信号に応答して、前記スイッチが前記第１状態である場合に活性化され、前記スイッチが前記第２状態である区間中に前記スイッチが前記第１状態である区間に近接した一部の区間の間に活性化され、前記スイッチが前記第２状態である区間中の残りの区間で不活性化されることを特徴とするディスプレイ装置。
35. ディスプレイパネルと、
    出力電圧に応答して前記ディスプレイパネルに光を照射する複数個の発光ダイオード(ＬＥＤ)を備える発光部と、
    入力電圧を印加して前記出力電圧を生成するエネルギー保存手段、及び前記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部を備える制御部を備える電源供給装置と、
    を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
36. 前記ディスプレイ装置は、
    ＬＥＤ ＴＶであることを特徴とする請求項３５に記載のディスプレイ装置。
37. 前記ディスプレイ装置は、
    携帯用映像機器であることを特徴とする請求項３５に記載のディスプレイ装置。
38. 前記検出及び変換部は、
    前記検出電圧と設定電圧に応答して反転電圧を生成し、前記反転電圧の大きさを前記検出電圧に対して反対方向に変化する電圧調節部と、
    前記反転電圧に応答して前記検出電流を生成し、前記検出電流の大きさを前記反転電圧の大きさに対して反対方向に変化する電圧電流変換部と、
    を備えることを特徴とする請求項３５から３７のいずれかに記載のディスプレイ装置。
39. 前記設定電圧は、前記検出電圧よりも大きく設定されることを特徴とする請求項３８に記載のディスプレイ装置。
40. 前記設定電圧は、所定電圧レベルを有することを特徴とする請求項３９に記載のディスプレイ装置。
41. ディスプレイパネルと、
    出力電圧に応答して前記ディスプレイパネルに光を照射する複数個の発光ダイオード(ＬＥＤ)を備える発光部と、
    スイッチ制御信号に応答して動作するスイッチと前記入力電圧との間に接続されて前記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、前記スイッチが第２状態である場合に保存されたエネルギーを放出して前記出力電圧を生成するエネルギー保存手段を備えて前記入力電圧に応じて前記出力電圧を生成する供給電圧生成部と、
    前記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部、及び前記出力電圧と基準電圧との差及び前記検出電流によって前記第１状態と前記第２状態との間の前記スイッチのデューティ比を調節するための前記スイッチ制御信号を生成するスイッチング制御部を含む制御部と、を備え、
    前記検出及び変換部は前記スイッチ制御信号に応答して、前記スイッチが前記第２状態である場合に不活性化されることを特徴とするディスプレイ装置。
42. 前記ディスプレイ装置は、
    ＬＥＤ ＴＶであることを特徴とする請求項４１に記載のディスプレイ装置。
43. 前記ディスプレイ装置は、
    携帯用映像機器であることを特徴とする請求項４１に記載のディスプレイ装置。
44. ディスプレイパネルと、
    出力電圧に応答して前記ディスプレイパネルに光を照射する複数個の発光ダイオード(ＬＥＤ)を備える発光部と、
    入力電圧に応じて前記出力電圧を生成するエネルギー保存手段と、
    前記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部、補償電流を生成するスロープ電流生成部、及び前記補償電流と前記検出電流を組み合わせる加算器を備える制御部と、
    クロック信号を生成するクロック生成部と、を備え、
    前記スロープ電流生成部は前記クロック信号に応答して、前記クロック信号周期の一部の区間中に不活性化されることを特徴とするディスプレイ装置。
45. 前記ディスプレイ装置は、
    ＬＥＤ ＴＶであることを特徴とする請求項４４に記載のディスプレイ装置。
46. 前記ディスプレイ装置は、
    携帯用映像機器であることを特徴とする請求項４４に記載のディスプレイ装置。
47. ディスプレイパネルと、
    出力電圧に応答して前記ディスプレイパネルに光を照射する複数個の発光ダイオード(ＬＥＤ)を備える発光部と、
    スイッチ制御信号に応答して動作するスイッチと入力電圧を供給する手段との間に接続されて前記スイッチが第１状態である場合にエネルギーを保存し、前記スイッチが第２状態である場合に保存されたエネルギーを放出して出力電圧を生成するエネルギー保存手段を備えて前記入力電圧に応じて前記出力電圧を生成する供給電圧生成部と、
    前記エネルギー保存手段を介して流れる電流により検出される検出電圧と設定電圧との差に応じて検出電流を生成する検出及び変換部、前記出力電圧と基準電圧との差及び前記検出電流によって前記第１状態と前記第２状態との間の前記スイッチのデューティ比を調節するための前記スイッチ制御信号を生成するスイッチング制御部、及び前記スイッチング信号及びクロック信号に応答してパルス幅が調節されたスイッチ制御信号を生成するスイッチング信号調節部を備える制御部と、を備え、
    前記検出及び変換部は前記調節されたスイッチ制御信号に応答して、前記スイッチが前記第１状態である時活性化され、前記スイッチが前記第２状態である区間中に前記スイッチが前記第１状態である区間に近接した一部の区間の間に活性化され、前記スイッチが前記第２状態である区間の残りの区間で不活性化されることを特徴とするディスプレイ装置。
48. 前記ディスプレイ装置は、
    ＬＥＤ ＴＶであることを特徴とする請求項４７に記載のディスプレイ装置。
49. 前記ディスプレイ装置は、
    携帯用映像機器であることを特徴とする請求項４７に記載のディスプレイ装置。

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