JP3284128B1 - LED element driving circuit for illumination of display device in portable equipment - Google Patents

LED element driving circuit for illumination of display device in portable equipment

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JP3284128B1
JP3284128B1 JP2001105756A JP2001105756A JP3284128B1 JP 3284128 B1 JP3284128 B1 JP 3284128B1 JP 2001105756 A JP2001105756 A JP 2001105756A JP 2001105756 A JP2001105756 A JP 2001105756A JP 3284128 B1 JP3284128 B1 JP 3284128B1
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Abstract

【要約】 【課題】低消費電力で高いVfのLED素子の駆動が容
易にでき、小型で製品ごとの輝度ばらつき少なく、電池
の電圧が低下しても輝度の変化を抑制することができる
携帯型機器における表示装置の照明用LED素子駆動回
路を提供することにある。 【解決手段】この発明は、第1,第2のコンデンサを使
用したn/m電圧整流型のスイッチングによる昇圧回路
を用い、さらにMOSトランジスタが出力段の定電流回
路を、LED素子と直列に配置して昇圧回路の負荷と
し、LED素子を定電流駆動する。このことで、電磁ノ
イズを発生することなく、スイッチングによるn/m電
圧昇圧によって昇圧回路の出力に電圧リップルが発生し
ても、スイッチング周波数を高く採ることでリップル分
を定電流回路側が受けてLED素子の端子電圧をそのダ
イオード特性に従って実質的に一定に保持することがで
きる。リップル分が定電流回路側で吸収されることによ
り、LED素子は、実質的に定電流、定電圧駆動され輝
度ばらつきが抑えられる。
Kind Code: A1 A portable type that can easily drive a high Vf LED element with low power consumption, is small in size, has little variation in luminance between products, and can suppress a change in luminance even when the battery voltage drops. An object of the present invention is to provide an LED driving circuit for lighting of a display device in a device. The present invention uses a booster circuit based on n / m voltage rectification switching using first and second capacitors, and further comprises a constant current circuit having an MOS transistor in an output stage in series with the LED element. As a load of the booster circuit, the LED element is driven at a constant current. As a result, even if a voltage ripple occurs in the output of the booster circuit due to the n / m voltage boost by switching without generating electromagnetic noise, the constant current circuit side receives the ripple by adopting a high switching frequency by adopting a high switching frequency. The terminal voltage of the device can be kept substantially constant according to its diode characteristics. Since the ripple component is absorbed on the constant current circuit side, the LED element is substantially driven at a constant current and a constant voltage, thereby suppressing the luminance variation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、携帯型機器にお
ける表示装置の照明用LED素子駆動回路に関し、詳し
くは、PHS、携帯電話等の携帯用電話機、電子ブッ
ク、PADなどの携帯型電子機器などに搭載される電池
駆動の液晶表示装置における照明用LED素子駆動回路
において、低消費電力で高いVf(順方向降下電圧)の
LED素子の駆動が容易にでき、小型で製品ごとの輝度
ばらつき少なく、電池の電圧が低下しても輝度の変化を
抑制することができるような照明用LED素子駆動回路
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving circuit for a lighting device of a display device in a portable device, and more particularly, to a portable telephone such as a PHS or a portable telephone, a portable electronic device such as an electronic book or a PAD. In the LED driving circuit for lighting in the battery driven liquid crystal display device mounted on the LED, it is possible to easily drive the LED element of high Vf (forward drop voltage) with low power consumption, small size, small variation in luminance among products, The present invention relates to a lighting LED element driving circuit capable of suppressing a change in luminance even when the voltage of a battery decreases.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、PHS、携帯電話等の携帯用電話
機、携帯用電子機器などの電池駆動の装置の表示装置に
おけるバックライト、サイドライトなど、照明用ライト
としてLED素子が使用されている。この種のLED素
子の駆動回路は、チャージポンプ回路等の倍電圧整流を
利用した昇圧回路により昇圧した電圧をレギュレータに
より定電圧化して抵抗等を介してLED駆動電圧を生成
してLED素子を点灯している。
2. Description of the Related Art Conventionally, LED elements have been used as illumination lights, such as backlights and side lights in display devices of battery-operated devices such as portable telephones such as PHS and portable telephones, and portable electronic devices. This type of LED element drive circuit turns on the LED element by generating a LED drive voltage via a resistor, etc., by making the voltage boosted by a booster circuit using voltage doubling rectification such as a charge pump circuit constant by a regulator, and the like. are doing.

【0003】図6は、その回路図である。図6におい
て、LED素子駆動回路は、リチウムイオン電池11か
ら3.6V程度(3.0V〜4.2V)の電圧を持つ電
力をチャージポンプ回路12により所定の周期でスイッ
チ切換を行ってコンデンサC1に充電した後に、リチウ
ムイオン電池11の電圧を加えて、昇圧してコンデンサ
C1の電荷をコンデンサC2に転送してこれを充電する、
いわゆる倍電圧整流を繰り返してコンデンサC2に7.
2V程度の電圧を発生する。この電圧の電力を5Vレギ
ュレータ13に加える。5Vレギュレータ13は、降圧
トランジスにより電圧調整して安定化した5Vの電圧の
電力を生成し、電力蓄積用のコンデンサCoに5Vの電
圧の電力を蓄積する。LED素子15は、コンデンサC
oの出力側となる出力端子14とグランドGND間に抵
抗Rが直列に接続された回路として設けられ、抵抗Rを
介してLED素子15が電流駆動される。このときの駆
動電流Ioは、Io=(5−Vf)/Rとなる。ただし、R
は、抵抗Rの抵抗値であり、Vfは、点灯状態でのLE
D素子15の端子電圧である。
FIG. 6 is a circuit diagram thereof. In FIG. 6, the LED element drive circuit switches the power having a voltage of about 3.6 V (3.0 V to 4.2 V) from the lithium ion battery 11 by the charge pump circuit 12 at a predetermined cycle, and switches the capacitor C1. After charging the battery, the voltage of the lithium ion battery 11 is applied, the voltage is boosted, and the charge of the capacitor C1 is transferred to the capacitor C2 to be charged.
6. Repeat the so-called voltage doubler rectification to set the capacitor C2 at 7.
A voltage of about 2 V is generated. The power of this voltage is applied to the 5V regulator 13. The 5 V regulator 13 adjusts the voltage by a step-down transistor, generates stabilized 5 V power, and stores the 5 V power in the power storage capacitor Co. The LED element 15 has a capacitor C
The resistor R is provided as a circuit in which a resistor R is connected in series between the output terminal 14 on the output side of o and the ground GND, and the LED element 15 is current-driven via the resistor R. The drive current Io at this time is Io = (5-Vf) / R. Where R
Is the resistance value of the resistor R, and Vf is the LE in the lighting state.
This is the terminal voltage of the D element 15.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなLED素子駆動回路にあっては、製品ごとに、LE
D素子の明るさ(輝度)にばらつきが発生し易い。特
に、液晶表示装置のバックライトとして使用される白色
LEDをはじめとして、青色LED、緑色LEDなどに
あっては、平均で3.5V程度とVfが高く、しかもVf
がばらつくので、暗点灯になったり、点灯できないもの
も出てくる。図7は、その特性であり、(a)が白色L
EDの駆動電圧(順電圧Vf)対駆動電流(順電流If
p)特性であり、(b)がその相対光度対駆動電流(順
電流Ifp)特性である。図(a)の←→の範囲がばらつ
きの範囲であり、このようなばらつきは、直列に挿入さ
れた抵抗Rを可変抵抗器として調整できるようにすれば
よいが、それには調整工程が必要になる。しかも、レギ
ュレータを使用する場合には、図6の電力用のコンデン
サCoのように、数μF〜十数μF程度の大きな容量の
コンデンサが必要である。電力用のコンデンサCoにチ
ップコンデンサを使用したとしても、PHS、携帯電話
等の携帯用電話機などにあっては装置の小型化、軽量化
の際にそれが問題となる。
However, in such an LED element driving circuit, LE
The brightness (luminance) of the D element is likely to vary. In particular, in the case of white LEDs used as backlights of liquid crystal display devices, blue LEDs, green LEDs, and the like, the average Vf is as high as about 3.5 V, and Vf is high.
Because of the variation, some lights may be dimly lit or cannot be lit. FIG. 7 shows the characteristics, and FIG.
ED drive voltage (forward voltage Vf) vs. drive current (forward current If
(b) is the relative luminous intensity vs. drive current (forward current Ifp) characteristic. The range of ← → in the diagram (a) is the range of the variation. Such a variation may be achieved by adjusting the resistor R inserted in series as a variable resistor, but this requires an adjustment process. Become. In addition, when a regulator is used, a large-capacity capacitor of several μF to several tens μF, such as the power capacitor Co in FIG. 6, is required. Even if a chip capacitor is used for the power capacitor Co, it poses a problem when the size and weight of the device are reduced in a portable telephone such as a PHS or a portable telephone.

【0005】また、図6のように、降圧トランジスタに
よるギュレータを利用すると消費電力が大きくなるとと
もに携帯型電子機器からみて電源回路が大型化する欠点
がある。このような問題を回避するためにスイッチング
電源回路によりスイッチングして昇圧電圧を得るLED
素子駆動回路もある。しかし、このスイッチング電源回
路は、インダクタンスが素子として必要になるために電
磁ノイズが発生し易い。それにより他の回路あるいは電
源回路自体にノイズ対策が必要になる。また、使用され
るコイルは、100μH〜数百μHのものが必要であ
り、その大きさは小さくみても5mm角程度となる。そ
の結果、前記の電力用のコンデンサと同様にこれが特に
PHS、携帯電話等の携帯用電話機などにあっては装置
の小型化、軽量化の際に問題となる。
As shown in FIG. 6, when a regulator using a step-down transistor is used, there is a drawback that power consumption is increased and a power supply circuit is enlarged as viewed from a portable electronic device. An LED that obtains a boosted voltage by switching with a switching power supply circuit to avoid such a problem
There is also an element drive circuit. However, since this switching power supply circuit requires an inductance as an element, electromagnetic noise is easily generated. As a result, noise countermeasures are required for other circuits or the power supply circuit itself. Further, the coil to be used needs to be 100 μH to several hundred μH, and its size is about 5 mm square even if it is small. As a result, similar to the above-described power capacitor, this is a problem particularly in the case of a portable telephone such as a PHS or a portable telephone, in reducing the size and weight of the device.

【0006】ところで、LED素子を液晶表示装置のバ
ックライトとして使用した場合に、その輝度を一定に保
持するものとして、特開平11−305198号を挙げ
ることができる。これには、定電流回路を設けてLED
素子を定電流駆動する技術が示されている。また、実開
平5−27789号にも同様な技術が記載されている。
これらに開示されているLED素子駆動回路の技術は、
携帯用電話機のような小型、軽量のケースを用いる装置
の使用は予定されていない。なぜならば、基準電圧発生
をツエナーダイオードとMOSトランジスタの直列回路
によっているからである。これでは、定電流回路の動作
電圧が高くなり、電池の使用状態に応じて順次低下する
電圧特性(以下減電特性)に対して広い範囲で発光輝度
が確保できない。また、バイポーラトランジスタによる
定電流駆動であるために温度変化により駆動定電流が変
化するので、小型、軽量のケースの温度上昇に応じて輝
度ずれが発生する。もっとも、特開平11−30519
8号では、4個のLED素子が直列に接続された回路が
多数並列に設けられた多数のLED素子を同時駆動する
関係で輝度変化は多少目立たなくなるが、現在のよう
に、2個から6個程度のLED素子を使用した低消費電
力のバックライト照明回路では、前記の欠点が問題とな
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-305198 can be used to maintain the luminance of an LED element when used as a backlight of a liquid crystal display device. For this, a constant current circuit is provided and LED
A technique for driving an element at a constant current is disclosed. A similar technique is described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-27789.
The technology of the LED element driving circuit disclosed in these,
Devices using small, lightweight cases, such as mobile phones, are not planned. This is because the reference voltage is generated by a series circuit of a Zener diode and a MOS transistor. In this case, the operating voltage of the constant current circuit increases, and it is not possible to secure light emission luminance in a wide range with respect to a voltage characteristic (hereinafter referred to as a power reduction characteristic) that sequentially decreases according to the use state of the battery. In addition, since the driving constant current changes due to a temperature change due to the constant current driving by the bipolar transistor, a luminance shift occurs according to the temperature rise of the small and lightweight case. However, JP-A-11-30519
In No. 8, the luminance change is somewhat inconspicuous because a circuit in which four LED elements are connected in series drives a large number of LED elements provided in parallel at the same time. The disadvantage described above poses a problem in a low power consumption backlight lighting circuit using about LED elements.

【0007】ところで、携帯用電話機のような機器で
は、例えば、昼間の液晶表示装置の表示では明るく、夜
間の液晶表示装置の表示では暗くして電池の消耗を少な
くすることが一般に行われている。このような輝度調整
をする場合にはLED素子15の駆動電流値を調整する
ことが必要になる。そのために別途駆動電流調整回路が
設けられる。その分、回路規模が大きくなり、多機能化
の障害になる。その上に、小型、軽量化、IC化の妨げ
にもなる。この発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解決するものであって、低消費電力で高いVfの
LED素子の駆動が容易にでき、小型で製品ごとの輝度
ばらつき少なく、電池の電圧が低下しても輝度の変化を
抑制することができる携帯型機器における表示装置の照
明用LED素子駆動回路を提供することにある。
In a device such as a portable telephone, for example, it is common to reduce the battery consumption by brightening the display on a liquid crystal display device in the daytime and darkening the display on the liquid crystal display device at night. . In such a case, it is necessary to adjust the drive current value of the LED element 15. For this purpose, a drive current adjustment circuit is separately provided. To that extent, the circuit scale becomes large, which hinders multi-functionalization. In addition, it also hinders miniaturization, weight reduction, and IC integration. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and it is possible to easily drive a high Vf LED element with low power consumption, to be small in size, to have less variation in luminance between products, and to reduce the battery voltage. It is an object of the present invention to provide an illumination LED element driving circuit for a display device in a portable device that can suppress a change in luminance even when the luminance decreases.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明の携帯型機器における表示装置の照明
用LED素子駆動回路の特徴は、電池と、この電池から
電力を受けて所定の周波数でスイッチングして第1のコ
ンデンサに充電しスイッチングに対して相補的にON/
OFFするスイッチングにより第1のコンデンサに充電
された電荷を実質的にn/m倍電圧(ただしn>mで、
n、mは2以上の整数)にして第2のコンデンサに転送
してこれを充電することにより昇圧する昇圧回路と、こ
の昇圧回路の出力端子に負荷として接続されるLED素
子と、このLED素子の上流あるいは下流に挿入されL
ED素子を定電流で駆動する定電流回路とを備えてい
て、前記の定電流回路が、差動増幅回路と、所定の定電
圧を発生する定電圧発生回路と、定電流を発生する出力
段に設けられたMOSトランジスタと、このMOSトラ
ンジスタの下流に電流検出のための抵抗とを有する電流
シンク型定電流回路であり、差動増幅回路が定電圧発生
回路の電圧と抵抗の端子電圧とを比較してその比較結果
に応じた電流をMOSトランジスタのゲートに送出して
MOSトランジスタを制御して前記の定電流を発生し、
前記の昇圧回路が、第1および第2のコンデンサを充電
するチャージポンプ回路を有し、チャージポンプ回路と
定電流回路とがIC化されているものである。
The features of the LED driving circuit for illuminating the display device of the portable device of the present invention for achieving the above object are as follows. Switching at a frequency to charge the first capacitor and complementarily switch ON /
The charge charged in the first capacitor by the switching to be turned off is substantially n / m times the voltage (where n> m,
n, m are integers of 2 or more), a booster circuit for transferring the voltage to the second capacitor and charging the second capacitor to boost the voltage; an LED element connected as a load to an output terminal of the booster circuit; Inserted upstream or downstream of
A constant current circuit for driving the ED element with a constant current, wherein the constant current circuit includes a differential amplifier circuit and a predetermined constant current circuit.
A constant voltage generating circuit for generating a pressure, and a MOS transistor provided in an output stage for generating a constant current, the MOS tiger
Current with a resistor for current detection downstream of the transistor
Sink type constant current circuit, differential amplifier generates constant voltage
Comparing the circuit voltage with the terminal voltage of the resistor and comparing the results
Is sent to the gate of the MOS transistor to control the MOS transistor to generate the constant current ,
The booster circuit charges the first and second capacitors
A charge pump circuit,
The constant current circuit is an IC.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】前記の構成では、第1,第2のコ
ンデンサを使用したn/m電圧整流型のスイッチングに
よる昇圧回路を用い、さらにMOSトランジスタが出力
段の定電流回路を、LED素子と直列に配置して昇圧回
路の負荷とし、LED素子を定電流駆動する。このこと
で、電磁ノイズを発生することなく、スイッチングによ
るn/m電圧昇圧によって昇圧回路の出力に電圧リップ
ルが発生しても、スイッチング周波数を高く採ることで
リップル分を定電流回路側が受けてLED素子の端子電
圧をそのダイオード特性に従って実質的に一定に保持す
ることができる。リップル分が定電流回路側で吸収され
ることにより、LED素子は、実質的に定電流、定電圧
駆動され輝度ばらつきが抑えられる。また、MOSトラ
ンジスタが出力段の定電流回路は、その動作電圧を1V
以下の低い電圧にでき、直列に検出用の抵抗が挿入され
ても抵抗の電圧は、数百ミリV以下にすることが可能で
あり、電池の減電特性において広い範囲でほぼ一定の輝
度特性を確保できる。その結果、電力用の大きなコンデ
ンサが不要となり、電圧レギュレータも用いなくて済む
ので、電力消費が抑えられ、製品ごとの輝度ばらつきも
抑えられ、かつ、小型な装置に適する表示装置の照明用
LED素子駆動回路を容易に実現することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the above-described configuration, a booster circuit based on n / m voltage rectification switching using first and second capacitors is used, and a constant current circuit having a MOS transistor in an output stage is used as an LED element. And a load of the booster circuit, and drives the LED element at a constant current. As a result, even if a voltage ripple occurs in the output of the booster circuit due to the n / m voltage boost by switching without generating electromagnetic noise, the constant current circuit side receives the ripple by adopting a high switching frequency by adopting a high switching frequency. The terminal voltage of the device can be kept substantially constant according to its diode characteristics. Since the ripple component is absorbed on the constant current circuit side, the LED element is substantially driven at a constant current and a constant voltage, thereby suppressing the luminance variation. Further, the constant current circuit in which the MOS transistor is in the output stage has an operating voltage of 1 V
Can the following low voltage, the voltage of the resistance resistor is inserted for detecting the series hundreds it is possible to below milli V, of substantially constant Oite wide range reduced voltage characteristics of the battery Luminance characteristics can be secured. As a result, a large capacitor for power is not required, and a voltage regulator is not required, so that power consumption is suppressed, luminance variation between products is suppressed, and a lighting LED element for a display device suitable for a small device. A driving circuit can be easily realized.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、この発明の携帯型機器における表示
装置の照明用LED素子駆動回路を適用した一実施例の
ブロック図、図2〜図5は、この発明の照明用LED素
子駆動回路を適用した他の実施例のブロック図である。
なお、図6を含め、各図において、同一の構成要素は同
一の符号で示す。図1において、1は、リチウムイオン
電池11の電力で駆動される携帯型電話機に使用される
表示装置の照明用LED素子駆動回路であって、2は、
一点鎖線枠で示すICとしてIC化された昇圧駆動回路
(一点鎖線の枠で示す。)である。これは、チャージポ
ンプ回路3と定電流駆動回路4とからなる。D1,D2
は、それぞれICに対して外付けされたダイオードであ
って、リチウムイオン電池11の正極側と出力端子5と
の間に順方向で挿入されている。ダイオードD1のカソ
ード側とチャージポンプ回路3の出力端子3aとの間に
はコンデンサC1が接続され、ダイオードD2のカソード
側とグランドGNDとの間にはコンデンサC2が接続さ
れている。そして、出力端子5に白色のLED素子15
が接続され、このLED素子15の下流に定電流駆動回
路4が設けられている。この定電流駆動回路4によりL
ED素子15の駆動電流をグランドGNDへと定電流で
シンクさせる。なお、コンデンサC1,コンデンサC2
は、それぞれ1μF程度のセラミックコンデンサであ
る。ダイオードD1,D2は、ここでは、消費電力低減の
ため順方向電圧降下の小さいショットキーダイオードと
する。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment in which a lighting LED element driving circuit of a display device in a portable device according to the present invention is applied, and FIGS. 2 to 5 are lighting LED element driving circuits of the present invention. FIG. 10 is a block diagram of another embodiment to which is applied.
In addition, in each figure including FIG. 6, the same components are denoted by the same reference numerals. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a lighting LED element driving circuit of a display device used in a portable telephone driven by the power of a lithium ion battery 11, and 2 denotes
This is a step-up drive circuit (indicated by a dashed-dotted line) which is integrated into an IC as an IC indicated by a dashed-dotted line frame. It comprises a charge pump circuit 3 and a constant current drive circuit 4. D1, D2
Are diodes externally connected to the IC, and are inserted between the positive electrode side of the lithium ion battery 11 and the output terminal 5 in the forward direction. A capacitor C1 is connected between the cathode of the diode D1 and the output terminal 3a of the charge pump circuit 3, and a capacitor C2 is connected between the cathode of the diode D2 and the ground GND. Then, the white LED element 15 is connected to the output terminal 5.
There are connected, the constant current driving circuit 4 is provided downstream of the LED elements 15. The constant current driving circuit 4
The drive current of the ED element 15 is sinked to the ground GND with a constant current. Note that the capacitors C1 and C2
Are ceramic capacitors of about 1 μF each. Here, the diodes D1 and D2 are Schottky diodes having a small forward voltage drop to reduce power consumption.

【0011】昇圧駆動回路2のチャージポンプ回路3
は、発振回路31とドライバ32とからなる昇圧回路で
あって、これら発振回路31とドライバ32は、リチウ
ムイオン電池11から電力を受けて動作する。発振回路
31は、リング発振器で構成され、100kHz〜70
0kHz範囲のある周波数でデューティ比が50%のパ
ルス信号を発生する。これの出力パルスを受けてドライ
バ32は、HIGHレベル(以下“H”)がリチウムイ
オン電池11の電圧でLOWレベル(以下“L”)がグ
ランド電位でON/OFFするパルスを出力端子3aに
発生してコンデンサC1に送出する。
Charge pump circuit 3 of boosting drive circuit 2
Is a booster circuit including an oscillation circuit 31 and a driver 32. The oscillation circuit 31 and the driver 32 operate by receiving power from the lithium ion battery 11. The oscillation circuit 31 is formed of a ring oscillator,
A pulse signal having a duty ratio of 50% is generated at a certain frequency in the 0 kHz range. In response to the output pulse, the driver 32 generates a pulse at the output terminal 3a that turns ON / OFF the HIGH level (hereinafter “H”) at the voltage of the lithium ion battery 11 and the LOW level (hereinafter “L”) at the ground potential. And sends it to the capacitor C1.

【0012】定電流駆動回路4は、輝度調整回路41
と、差動増幅回路42、出力段としてnチャネルMOS
FETのトランジスタ43、そしてトランジスタ43の
ソース側とグランドGNDとの間に接続された駆動電流
検出用の外付け抵抗Rsとからなる。差動増幅回路42
の(+)入力は、輝度調整回路41からの電圧を受け、(-)
入力は、トランジスタ43のソース側に接続され、差動
増幅回路42の出力端子がトランジスタ43のゲートに
接続されている。トランジスタ43のソース側は、IC
の端子に外付けされた抵抗Rsを介して接地されてい
る。LED素子15を定電流駆動する出力段のトランジ
スタ43のドレインは、LED素子15に接続され、ト
ランジスタ43は、LED素子15に流れた駆動電流を
受けて、そのソース、抵抗Rsを介してグランドへとシ
ンクさせる。このとき流れる駆動電流Ioは、それによ
り発生する抵抗Rsの端子電圧が輝度調整回路41によ
り設定された電圧に一致するように制御されて定電流と
なる。その定電流値は、輝度調整回路41の電圧により
決定され、輝度調整回路41の電圧を、例えば、外部か
ら可変抵抗のつまみ調整操作に応じて直接あるいはコン
トローラを介して制御信号CONTにより設定することによ
り駆動電流の調整が可能である。それにより輝度調整が
できる。この実施例では、抵抗Rsの端子電圧は、通
常、1V以下の100mV〜300mV程度の範囲で調
整される。また、定電流駆動回路4の電圧は、出力端子
5の電圧リップルに応じて変化するが、平均値で1V程
度に抑えることができる。その結果、LED素子15の
点灯電圧Vfに対して1V以上の余裕ができ、電池11
の電圧が低減する、電池の減電特性において広い範囲で
ほぼ一定の輝度特性を確保できる。なお、ここでの輝度
調整回路41は、定電流駆動回路4の定電流を設定する
比較基準電圧を発生する比較基準電圧発生回路になって
いる。また、輝度調整回路41の電圧設定は、マイクロ
コンピュータからその制御信号CONTに応じて設定するよ
うにしてもよい。
The constant current drive circuit 4 includes a luminance adjustment circuit 41
And an n-channel MOS as an output stage
It comprises an FET transistor 43 of the FET, and an external resistor Rs for detecting a drive current connected between the source side of the transistor 43 and the ground GND. Differential amplifier circuit 42
(+) Input receives the voltage from the brightness adjustment circuit 41, and (-)
The input is connected to the source side of the transistor 43, and the output terminal of the differential amplifier circuit 42 is connected to the gate of the transistor 43. The source side of the transistor 43 is an IC
Are grounded via a resistor Rs externally connected to the terminal. The drain of the transistor 43 in the output stage that drives the LED element 15 at a constant current is connected to the LED element 15, and the transistor 43 receives the drive current flowing through the LED element 15 and goes to ground via its source and the resistor Rs. And sync. The drive current Io flowing at this time is controlled so that the terminal voltage of the resistor Rs generated thereby matches the voltage set by the luminance adjustment circuit 41, and becomes a constant current. The constant current value is determined by the voltage of the brightness adjustment circuit 41, and the voltage of the brightness adjustment circuit 41 is set, for example, by a control signal CONT directly or via a controller according to a knob adjustment operation of a variable resistor from the outside. adjustment of the drive current is possible by. Thereby, the brightness can be adjusted. In this embodiment, the terminal voltage of the resistor Rs is usually adjusted within a range of about 100 mV to 300 mV of 1 V or less. The voltage of the constant current drive circuit 4 changes according to the voltage ripple of the output terminal 5, but can be suppressed to an average value of about 1V. As a result, there is a margin of 1 V or more with respect to the lighting voltage Vf of the LED element 15, and the battery 11
Voltage is reduced, and can secure a substantially constant luminance characteristics Oite wide range reduced voltage characteristics of the battery. The brightness adjustment circuit 41 here is a comparison reference voltage generation circuit that generates a comparison reference voltage for setting a constant current of the constant current drive circuit 4. Further, the voltage setting of the luminance adjustment circuit 41 may be set from a microcomputer according to the control signal CONT.

【0013】次に、全体的な動作について説明する。こ
こで、リチウムイオン電池11の電圧をVsとし、ダイ
オードの順方向電圧降下を無視して説明すれば、ドライ
バ32からの出力パルスが“L”となるOFF期間にダ
イオードD1がONとなり、コンデンサC1がダイオード
D1を介して充電される。ドライバ32からの出力パル
スが“H”となる次のON期間にはダイオードD2がO
Nとなり、コンデンサC1の電圧が2Vsまで上昇してこ
の電圧でコンデンサC2がダイオードD2を介して充電さ
れる。その結果、コンデンサC2には2Vsの電圧が発生
してその電力が出力端子5に送出される。なお、コンデ
ンサC2の電圧がVs以上の電圧になっている限り、ドラ
イバ32の出力パルスが“L”となるOFF期間にはダ
イオードD2はOFFし、このOFF期間ではコンデン
サC2は充電されない。また、出力パルスが“H”とな
るON期間ではダイオードD1はOFFする。ダイオー
ドD1,D2は、ドライバ32の出力パルスにより前記の
ようなON/OFFをするスイッチング動作をする。
Next, the overall operation will be described. Here, letting the voltage of the lithium ion battery 11 be Vs and ignoring the forward voltage drop of the diode, the diode D1 is turned on during the OFF period when the output pulse from the driver 32 is "L", and the capacitor C1 is turned off. Is charged via the diode D1. During the next ON period when the output pulse from the driver 32 becomes "H", the diode D2 is turned off.
N, the voltage of the capacitor C1 rises to 2Vs, and the capacitor C2 is charged via this diode D2 with this voltage. As a result, a voltage of 2 Vs is generated at the capacitor C2, and the power is transmitted to the output terminal 5. Note that as long as the voltage of the capacitor C2 is equal to or higher than Vs, the diode D2 is turned off during the OFF period when the output pulse of the driver 32 becomes "L", and the capacitor C2 is not charged during this OFF period. Further, the diode D1 is turned off during the ON period when the output pulse becomes "H". The diodes D1 and D2 perform a switching operation of turning on / off as described above by an output pulse of the driver 32.

【0014】こうして昇圧された2Vsの電圧の電力
は、定電流駆動回路4により定電流に調整されてLED
素子15に流れる。このとき、LED素子15に加えら
れる電圧は、発振回路31の発振周波数である100k
Hz〜700kHzのある周波数で変調されることにな
るが、LED素子15の両端子電圧は、そのダイオード
特性に従って駆動電流に対応した一定電圧値に保持され
る。これにより、レギュレータが不要になり、装置ごと
に出力端子5の電圧Voが異なっても、また出力電圧が
ばらついてもLED素子15自体の駆動電圧がばらつく
ことなく、LED素子15の輝度ばらつきは抑制され
る。しかも、100kHz〜700kHzの範囲の周波
数での電圧変調は、LED素子15の発光にちらつきと
してほとんど現れない。このとき、装置ごとの出力端子
5の電圧Voのばらつきは、トランジスタ43のドレイ
ン・ソース間の電圧で吸収され、それがレギュレータの
動作に換わる。
The 2 Vs voltage power thus boosted is adjusted to a constant current by the constant current drive circuit 4 and
It flows to element 15. At this time, the voltage applied to the LED element 15 is 100 k which is the oscillation frequency of the oscillation circuit 31.
The modulation is performed at a certain frequency from Hz to 700 kHz, but the voltage at both terminals of the LED element 15 is maintained at a constant voltage value corresponding to the drive current according to the diode characteristics. As a result, a regulator is not required, and even if the voltage Vo of the output terminal 5 differs for each device, and even if the output voltage varies, the driving voltage of the LED element 15 itself does not vary, and the luminance variation of the LED element 15 is suppressed. Is done. In addition, voltage modulation at a frequency in the range of 100 kHz to 700 kHz hardly appears as flickering in the light emission of the LED element 15. At this time, the variation in the voltage Vo of the output terminal 5 for each device is absorbed by the voltage between the drain and the source of the transistor 43, which is replaced by the operation of the regulator.

【0015】図2は、図1のチャージポンプ回路3に換
えて、MOSトランジスタのスイッチ回路を利用するチ
ャージポンプ回路30とした同様な照明用LED素子駆
動回路1aの実施例である。一点鎖線の枠で示す昇圧駆
動回路2aがIC部分である。ダイオードD1,D2とド
ライバ32に換えて、MOSトランジスタのアナログス
イッチ回路(トランスファーゲート)33、34、3
5、36が設けられている。なお、図1のドライバ32
は、必要に応じて設ければよいので省略してある。以
下、図3〜図5において同様である。スイッチ回路33
は、図1のダイオードD1の位置に挿入され、スイッチ
回路34は、ダイオードD2の位置に挿入されている。
そして、コンデンサC1は、スイッチ回路33、34の
接続点と、直列に接続されたスイッチ回路35、36の
接続点の間にそれぞれ外付け部品として接続されてい
る。スイッチ回路35の残りの他端は接地され、スイッ
チ回路36の残りの他端は、リチウムイオン電池11の
正極側に接続されている。
FIG. 2 shows an embodiment of a similar illumination LED element driving circuit 1a in which a charge pump circuit 30 using a MOS transistor switch circuit is used instead of the charge pump circuit 3 of FIG. The step-up drive circuit 2a indicated by the one-dot chain line is the IC part. In place of the diodes D1, D2 and the driver 32, analog switch circuits (transfer gates) 33, 34, 3 of MOS transistors are used.
5 and 36 are provided. The driver 32 shown in FIG.
Is omitted because it may be provided as needed. Hereinafter, the same applies to FIGS. 3 to 5. Switch circuit 33
Is inserted at the position of the diode D1 in FIG. 1, and the switch circuit 34 is inserted at the position of the diode D2.
The capacitor C1 is connected as an external component between a connection point between the switch circuits 33 and 34 and a connection point between the switch circuits 35 and 36 connected in series. The other end of the switch circuit 35 is grounded, and the other end of the switch circuit 36 is connected to the positive electrode of the lithium ion battery 11.

【0016】各スイッチ回路33、34、35、36
は、それぞれ発振回路31の出力パルスによりON/O
FF制御される。スイッチ回路33とスイッチ回路34
とは、出力パルスが“H”のときにONとなり、“L”
のときにOFFとなる。一方、スイッチ回路35とスイ
ッチ回路36とは、インバータ37を介して駆動され、
逆に、出力パルスが“L”のときにONとなり、“H”
のときにOFFとなる相補動作をする。これにより図1
の実施例と同様に発振回路31の出力パルスが“H”と
なる期間にONしたスイッチ回路33,35を介してコ
ンデンサC1が充電され、発振回路31の出力パルスが
“L”となる期間にONしたスイッチ回路36によりコ
ンデンサC1が2Vsまで上昇して、このときONしてい
るスイッチ回路34を介してコンデンサC1の電荷がコ
ンデンサC2に転送されて2Vsの電圧で充電される。そ
の他の構成は、図1と同様であるので、全体的な動作に
ついては割愛する。
Each of the switch circuits 33, 34, 35, 36
Are turned on / off by output pulses of the oscillation circuit 31, respectively.
FF control is performed. Switch circuit 33 and switch circuit 34
“ON” means that the output pulse is “H” and “L”
It turns off when. On the other hand, the switch circuit 35 and the switch circuit 36 are driven via the inverter 37,
On the contrary, when the output pulse is “L”, it is turned ON and “H”
Complementary operation that is OFF at the time of. FIG. 1
Similarly to the embodiment, the capacitor C1 is charged through the switch circuits 33 and 35 which are turned on during the period when the output pulse of the oscillation circuit 31 is "H", and the capacitor C1 is charged during the period when the output pulse of the oscillation circuit 31 is "L". The capacitor C1 rises to 2Vs by the ON switch circuit 36. At this time, the electric charge of the capacitor C1 is transferred to the capacitor C2 via the ON switch circuit 34, and is charged with the voltage of 2Vs. Other configurations are the same as those in FIG. 1, and thus the overall operation is omitted.

【0017】図3の携帯型電話機に使用される表示装置
の照明用LED素子駆動回路10は、図1のLED素子
15に換えて定電流駆動回路4の上流にカレントミラー
回路6を設けて、このカレントミラー回路6により定電
流を生成して2個のLED素子を上流側で定電流駆動す
る実施例である。カレントミラー回路6は、PNP型の
入力側トランジスタQ1とこれにカレントミラー接続さ
れたPNP型の出力側トランジスタQ2,Q3とからな
り、トランジスタQ2,Q3のコレクタがそれぞれICの
端子5a、5bに接続され、これら端子5a、5bとグ
ランドGNDとの間にそれぞれLED素子15a、15
bが接続されている。トランジスタQ1,Q2,Q3のエ
ミッタは、それぞれコンデンサC2の電圧出力側に接続
されたICの端子4aと出力端子5とを接続する電力ラ
イン6aに接続されている。トランジスタQ1のコレク
タは、トランジスタ43のドレインに接続され、トラン
ジスタQ1がトランジスタ43から定電流を受けて駆動
される。なお、端子4aと出力端子5とは同一端子であ
ってもよい。その他の構成は、図1と同様である。その
動作は、カレントミラー回路6により、トランジスタ4
3に発生する定電流が反転されて、シンク電流から吐出
しの定電流となって、トランジスタQ2,Q3のコレクタ
から各LED素子15a、15bに加えられる。
The LED device driving circuit 10 for a display device used in the portable telephone shown in FIG. 3 has a current mirror circuit 6 provided upstream of the constant current driving circuit 4 in place of the LED device 15 shown in FIG. In this embodiment, a constant current is generated by the current mirror circuit 6 to drive two LED elements at a constant current upstream. The current mirror circuit 6 comprises a PNP-type input transistor Q1 and PNP-type output transistors Q2 and Q3 connected to the PNP-type input transistor Q1, and the collectors of the transistors Q2 and Q3 are connected to the IC terminals 5a and 5b, respectively. The LED elements 15a and 15b are respectively connected between these terminals 5a and 5b and the ground GND.
b is connected. The emitters of the transistors Q1, Q2, Q3 are connected to a power line 6a connecting the terminal 4a of the IC connected to the voltage output side of the capacitor C2 and the output terminal 5, respectively. The collector of the transistor Q1 is connected to the drain of the transistor 43, and the transistor Q1 is driven by receiving a constant current from the transistor 43. Note that the terminal 4a and the output terminal 5 may be the same terminal. Other configurations are the same as those in FIG. The operation is performed by the current mirror circuit 6 and the transistor 4
The constant current generated in 3 is inverted, becomes a constant current of discharge from the sink current, and is applied to the LED elements 15a and 15b from the collectors of the transistors Q2 and Q3.

【0018】図4は、図2のチャージポンプ回路30を
3倍圧昇圧のチャージポンプ回路300に換えて、LE
D素子を定電流駆動する回路として図3のカレントミラ
ー回路6を設けた同様な照明用LED素子駆動回路10
aである。3倍圧昇圧の関係で、コンデンサC3が出力
用コンデンサとして端子4aとグランドGND間に挿入
されている。この実施例では、3倍圧昇圧のチャージポ
ンプ回路300を用いているので、駆動されるLED素
子としての電圧が3倍となる。そこで、直列接続した2
つのLED素子が同時に駆動できる。図3のLED素子
15aに換えてこの実施例では、端子5aとグランドG
NDとの間に2つのLED素子15c、15dの直列回
路が接続され、さらにLED素子15bに換えて端子5
bとグランドGNDとの間に2つのLED素子15e、
15fの直列回路が設けられている。なお、ICとして
の一点鎖線の枠は、チャージポンプ回路300について
は省略してある。チャージポンプ回路300は、SW1
〜SW7の7個のスイッチ(あるいはスイッチ回路、以
下同様である。)を有し、3つのコンデンサC1〜C3を
充電する。発振回路31の出力パルスが“H”となる期
間に、図示するように、SW2,SW3,SW5,SW6の
各スイッチがONになり、SW1,SW4,SW7の各ス
イッチがOFFとなって、コンデンサC1,C2が並列に
接続されて充電される。発振回路31の出力パルスが
“L”となる期間に、SW2,SW3,SW5,SW6の各
スイッチがOFFとなり、SW1,SW4,SW7の各ス
イッチがONになり、コンデンサC1,C2が電池11に
対して直列に接続されて、3倍電圧となり、その電荷が
コンデンサC3に転送される。
FIG. 4 shows an example in which the charge pump circuit 30 of FIG.
Similar lighting LED element driving circuit 10 provided with the current mirror circuit 6 of FIG. 3 as a circuit for driving the D element at a constant current.
a. A capacitor C3 is inserted between the terminal 4a and the ground GND as an output capacitor in the relation of triple boosting. In this embodiment, since the charge pump circuit 300 for boosting the voltage by three times is used, the voltage of the driven LED element is tripled. Therefore, 2 connected in series
Two LED elements can be driven simultaneously. In this embodiment, instead of the LED element 15a of FIG.
A series circuit of the two LED elements 15c and 15d is connected to the ND and a terminal 5 in place of the LED element 15b.
b and the ground GND, two LED elements 15e,
A 15f series circuit is provided. It should be noted that the dashed line frame as an IC is omitted for the charge pump circuit 300. The charge pump circuit 300 has a switch SW1
SW7 to SW7 (or a switch circuit, the same applies hereinafter), and charges three capacitors C1 to C3. During the period in which the output pulse of the oscillation circuit 31 is "H", as shown in the figure, the switches SW2, SW3, SW5, and SW6 are turned on, and the switches SW1, SW4, and SW7 are turned off. C1 and C2 are connected in parallel and charged. During the period in which the output pulse of the oscillation circuit 31 is "L", the switches SW2, SW3, SW5, and SW6 are turned off, the switches SW1, SW4, and SW7 are turned on, and the capacitors C1 and C2 are connected to the battery 11. On the other hand, it is connected in series to have a triple voltage, and the charge is transferred to the capacitor C3.

【0019】図5は、図3のチャージポンプ回路30を
1.5倍圧昇圧のチャージポンプ回路301に換えた同
様な照明用LED素子駆動回路10bである。LED素
子を定電流駆動する回路として図3のカレントミラー回
路6を設けている。チャージポンプ回路301は、前記
と同様にSW1〜SW7の7個のスイッチと3つのコンデ
ンサC1〜C3とを有している。ただし、その接続状態が
前記の図4とは異なる。発振回路31の出力パルスが
“H”となる期間に、図示するように、SW2,SW3,
SW5,SW6の各スイッチがOFFになり、SW1,S
W4,SW7の各スイッチがONとなって、コンデンサC
1,C2が直列に接続されて充電される。発振回路31の
出力パルスが“L”となる期間に、SW2,SW3,SW
5,SW6の各スイッチがONとなり、SW1,SW4,S
W7の各スイッチがOFFになり、コンデンサC1,C2
が電池11に対して並列に接続されて、その電荷がコン
デンサC3に転送されて、コンデンサC3の電圧が1.5
倍電圧となる。ただし、この場合、各コンデンサC1,
C2の容量は等しいものとする。これにより、照明のた
めの電力をさらに低減することができ、本願発明の回路
は、回路構成上から1.5倍電圧でもLED素子の点灯
が可能である。
FIG. 5 shows a similar illumination LED element driving circuit 10b in which the charge pump circuit 30 of FIG. The current mirror circuit 6 shown in FIG. 3 is provided as a circuit for driving the LED element at a constant current. The charge pump circuit 301 has seven switches SW1 to SW7 and three capacitors C1 to C3 as described above. However, the connection state is different from that of FIG. During the period in which the output pulse of the oscillation circuit 31 becomes “H”, as shown in FIG.
SW5 and SW6 switches are turned off, and SW1 and S
When the switches W4 and SW7 are turned on, the capacitor C
1, C2 are connected in series and charged. During the period when the output pulse of the oscillation circuit 31 becomes “L”, SW2, SW3, SW
5 and SW6 are turned on, and SW1, SW4, S
Each switch of W7 is turned off, and capacitors C1, C2
Is connected in parallel to the battery 11, the charge is transferred to the capacitor C3, and the voltage of the capacitor C3 becomes 1.5
The voltage is doubled. However, in this case, each capacitor C1,
The capacity of C2 is assumed to be equal. As a result, the power for illumination can be further reduced, and the circuit of the present invention can turn on the LED element even at 1.5 times the voltage from the circuit configuration.

【0020】以上は、1.5倍の実施例であるが、0.
5倍にn倍電圧を追加すれば、2.5倍、3.5倍…の
昇圧電圧を発生することができる。2個直列接続のコン
デンサにn倍電圧を得て、そのコンデンサを並列接続す
れば、3以上の整数値nについてn/2倍電圧を発生す
ることは容易にできる。さらに、前記実施例では、コン
デンサ2個を直列に接続し、その後並列接続に切り換え
て電源電圧Vsに対してVs/2の電圧を得ているが、
コンデンサk個(kは2以上の整数)を直列に接続して
その後、k個のコンデンサを並列に接続することで、V
s/kの電圧を得ることができる。これに電圧Vsを加
えることで、Vs(k+1)/kの昇圧電圧を発生する
ことができる。これと、さらにこれにn倍電圧に昇圧し
た電圧nVsを加えれることも可能である。また、nV
s(k+1)/kも可能となる。これらのことから、一
般的には、n/m倍電圧の昇圧をすることが可能であ
る。ただしn>mであり、n、mは2以上の整数で
る。
The above is an example of 1.5 times,
If an n-fold voltage is added five times, a boosted voltage of 2.5 times, 3.5 times... Can be generated. If an n-fold voltage is obtained for two series-connected capacitors and the capacitors are connected in parallel, it is easy to generate an n / 2-fold voltage for an integer value n of 3 or more. Further, in the above embodiment, two capacitors are connected in series and then switched to parallel connection to obtain a voltage of Vs / 2 with respect to the power supply voltage Vs.
By connecting k capacitors (k is an integer of 2 or more) in series and then connecting k capacitors in parallel, V
A voltage of s / k can be obtained. By adding the voltage Vs to this, a boosted voltage of Vs (k + 1) / k can be generated. And this is a further this also possible to apply voltage nVs boosted to n times the voltage thereto. Also, nV
s (k + 1) / k is also possible. From these facts, it is generally possible to increase the voltage by n / m times. However, a n> m, n, m is Oh an integer greater than or equal to 2
You.

【0021】以上説明してきたが、実施例では、リチウ
ム電池を使用した例を挙げているが、電源は、強誘電体
コンデンサによる電源であってもよい。
As described above, the embodiment uses a lithium battery as an example, but the power supply may be a ferroelectric capacitor.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明にあ
っては、第1,第2のコンデンサを使用したn/m電圧
整流型のスイッチングによる昇圧回路を用い、さらにM
OSトランジスタが出力段の定電流回路を、LED素子
と直列に配置して昇圧回路の負荷とし、LED素子を定
電流駆動するようにしているので、LED素子は、実質
的に定電流、定電圧駆動され輝度ばらつきが抑えられ
る。また、MOSトランジスタが出力段の定電流回路
は、その動作電圧を1V以下の低い電圧にでき、直列に
検出用の抵抗が挿入されても抵抗の電圧は、数百ミリV
以下にすることが可能であり、電池の減電特性において
広い範囲でほぼ一定の輝度特性を確保できる。その結
果、電力用の大きなコンデンサが不要となり、電圧レギ
ュレータも用いなくて済むので、電力消費が抑えられ、
製品ごとの輝度ばらつきも抑えられ、かつ、小型な装置
に適する表示装置の照明用LED素子駆動回路を容易に
実現することができる。
As described above, according to the present invention, an n / m voltage rectification type switching boosting circuit using first and second capacitors is used,
Since the OS transistor arranges the constant current circuit in the output stage in series with the LED element to serve as a load for the booster circuit and drives the LED element at a constant current, the LED element substantially has a constant current and a constant voltage. Driving suppresses luminance variation. Further, the constant current circuit having a MOS transistor as an output stage can set the operating voltage to a low voltage of 1 V or less, and the voltage of the resistor is several hundred millivolts even if a detecting resistor is inserted in series.
It is possible to below, can be secured substantially constant luminance characteristics Oite <br/> wide range reduced voltage characteristics of the battery. As a result, a large power capacitor is not required, and a voltage regulator is not required.
Variations in luminance among products can be suppressed, and an LED driving circuit for lighting of a display device suitable for a small device can be easily realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、この発明の携帯型機器における表示装
置の照明用LED素子駆動回路を適用した一実施例のブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment to which a lighting LED element driving circuit of a display device in a portable device of the present invention is applied.

【図2】図2は、この発明の照明用LED素子駆動回路
を適用した他の実施例のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of another embodiment to which the lighting LED element driving circuit of the present invention is applied.

【図3】図3は、この発明の照明用LED素子駆動回路
を適用した定電流ソース型の他の実施例のブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram of another embodiment of a constant current source type to which the lighting LED element driving circuit of the present invention is applied.

【図4】図4は、この発明の照明用LED素子駆動回路
を適用した3倍昇圧の定電流ソース型の他の実施例のブ
ロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of another embodiment of a triple boosting constant current source type to which the lighting LED element driving circuit of the present invention is applied.

【図5】図5は、この発明の照明用LED素子駆動回路
を適用した1.5倍昇圧の定電流ソース型の他の実施例
のブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram of another embodiment of a 1.5-times step-up constant current source type to which the lighting LED element driving circuit of the present invention is applied.

【図6】図6は、従来の表示装置の照明用LED素子駆
動回路のブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of an illumination LED element driving circuit of a conventional display device.

【図7】図7は、LED素子の特性の説明図であって、
(a)は、駆動電圧−駆動電流特性の説明図、(b)相
対光度−駆動電流特性の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of characteristics of an LED element,
(A) is an explanatory diagram of a driving voltage-driving current characteristic, and (b) is an explanatory diagram of a relative luminous intensity-driving current characteristic.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,10…LED素子駆動回路、2…IC化された昇圧
回路、3,12…チャージポンプ回路、4…定電流駆動
回路、5,13…出力端子、11…リチウムイオン電
池、13…5Vレギュレータ、15…LED素子、31
…発振回路、32…ドライバ、41…輝度調整回路、4
2…差動増幅回路、43…nチャネルFETのドライブ
トランジスタ、R,Rs…抵抗。
1, 10: LED element drive circuit, 2: IC booster circuit, 3, 12: charge pump circuit, 4: constant current drive circuit, 5, 13: output terminal, 11: lithium ion battery, 13: 5V regulator , 15 ... LED element, 31
... oscillation circuit, 32 ... driver, 41 ... brightness adjustment circuit, 4
2 ... Differential amplifier circuit, 43 ... Drive transistor of n-channel FET, R, Rs ... Resistor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/16 G02F 1/133 535 H01L 33/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H05B 41/16 G02F 1/133 535 H01L 33/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電池と、この電池から電力を受けて所定の
周波数でスイッチングして第1のコンデンサに充電し前
記スイッチングに対して相補的にON/OFFするスイ
ッチングにより第1のコンデンサに充電された電荷を実
質的にn/m倍電圧(ただしn>mで、n、mは2以上
の整数)にして第2のコンデンサに転送してこれを充電
することにより昇圧する昇圧回路と、この昇圧回路の出
力端子に負荷として接続されるLED素子と、このLE
D素子の上流あるいは下流に挿入され前記LED素子を
定電流で駆動する定電流回路とを備え、前記定電流回路
は、差動増幅回路と、前記所定の定電圧を発生する定電
圧発生回路と、前記定電流を発生する出力段に設けられ
MOSトランジスタと、このMOSトランジスタの下
流に電流検出のための抵抗とを有する電流シンク型定電
流回路であり、前記差動増幅回路が前記定電圧発生回路
の電圧と前記抵抗の端子電圧とを比較してその比較結果
に応じた電流を前記MOSトランジスタのゲートに送出
して前記MOSトランジスタを制御して前記定電流を発
し、 前記昇圧回路は、前記第1および第2のコンデンサを充
電するチャージポンプ回路を有し、前記チャージポンプ
回路と前記定電流回路とがIC化されている ことを特徴
とする携帯型機器における表示装置の照明用LED素子
駆動回路。
1. A battery and a first capacitor which receives power from the battery, switches at a predetermined frequency, charges the first capacitor, and switches on / off complementarily to the switching to charge the first capacitor. A booster circuit for converting the electric charge to a voltage substantially n / m times (where n> m, where n and m are integers of 2 or more), transferring the charge to a second capacitor, and charging the second capacitor to boost the charge; An LED element connected as a load to the output terminal of the booster circuit;
A constant current circuit that is inserted upstream or downstream of the D element and drives the LED element with a constant current. The constant current circuit includes a differential amplifier circuit and a constant current circuit that generates the predetermined constant voltage.
A pressure generation circuit, provided at an output stage for generating said constant current
And the MOS transistors, the lower of the MOS transistor
Current sink type constant current with resistance for current detection in the current
Current circuit, wherein the differential amplifier circuit is the constant voltage generation circuit.
Is compared with the terminal voltage of the resistor.
To the gate of the MOS transistor
It said MOS transistor generates control to the constant current to said boosting circuit, charging said first and second capacitors
A charge pump circuit for charging
An LED element driving circuit for a display device in a portable device , wherein a circuit and the constant current circuit are integrated into an IC .
【請求項2】 前記定電流回路は、前記所定の定電圧がこ
の回路の外部からの信号で調整されることで前記LED
素子の輝度が調整される請求項1記載の携帯型機器にお
ける表示装置の照明用LED素子駆動回路。
2. The constant current circuit according to claim 1 , wherein the predetermined constant voltage is adjusted by a signal from outside the circuit.
The driving circuit for an LED device for illumination of a display device in a portable device according to claim 1, wherein the brightness of the device is adjusted.
【請求項3】 前記LED素子は、前記昇圧回路の前記出
力端子と前記定電流回路との間に接続されている請求項
1記載の携帯型機器における表示装置の照明用LED素
子駆動回路。
3. The illumination LED element driving circuit for a display device in a portable device according to claim 1, wherein said LED element is connected between said output terminal of said step-up circuit and said constant current circuit.
【請求項4】電池と、この電池から電力を受けて所定の
周波数でスイッチングして第1のコンデンサに充電し前
記スイッチングに対して相補的にON/OFFするスイ
ッチ ングにより第1のコンデンサおよび第2のコンデン
サに充電された電荷を実質的にn/m倍電圧(ただしn
>mで、n、mは2以上の整数)にして第3のコンデン
サに転送してこれを充電することにより昇圧する昇圧回
路と、この昇圧回路の出力端子に負荷として接続される
LED素子と、このLED素子の上流あるいは下流に挿
入され前記LED素子を定電流で駆動する定電流回路と
を備え、前記定電流回路は、前記定電流を発生する出力
段にMOSトランジスタを有し、所定の定電圧と比較す
ることにより前記MOSトランジスタを制御して前記定
電流を発生し、 前記昇圧回路は、前記第1、第2および第3のコンデン
サを充電するチャージポンプ回路を有し、この チャージ
ポンプ回路は、前記第1のコンデンサと前記第2のコン
デンサとを直列接続してこの直列接続した回路の一端を
グランド電位にして他端に前記電池からの電力を供給し
て充電した後、この直列接続した前記第1および第2
コンデンサを並列に接続して前記グランド電位にした一
端を前記電池の正極に接続して実質的に1.5倍昇圧し
た電圧を前記他端に発生させて前記第1のコンデンサと
前記第2のコンデンサの電荷を前記第3のコンデンサに
転送し、前記チャージポンプ回路と前記定電流回路とが
IC化されてことを特徴とする携帯型機器における表示
装置の照明用LED素子駆動回路。
4. A battery and a predetermined power receiving power from the battery.
Before switching the frequency and charging the first capacitor
Switch that turns ON / OFF complementarily to the switching
The first capacitor by pitch ring and a second capacitor
The electric charge charged in the cell is substantially n / m times the voltage (where n
> M, n and m are integers of 2 or more)
To boost the voltage by transferring it to
And connected to the output terminal of this booster circuit as a load
Insert the LED element upstream or downstream of the LED element.
A constant current circuit for driving the LED element with a constant current
Wherein the constant current circuit has an output for generating the constant current.
It has a MOS transistor in the stage and compares it with a predetermined constant voltage.
Controlling the MOS transistor by controlling
Generating a current, wherein the booster circuit includes the first, second and third capacitors.
A charge pump circuit for charging the capacitor, the charge pump circuit connecting the first capacitor and the second capacitor in series, and setting one end of the series-connected circuit to the ground potential. The other end is charged by supplying power from the battery to the other end, and the first and second capacitors connected in series are connected in parallel, and one end at the ground potential is connected to the positive electrode of the battery. A voltage substantially 1.5 times higher is generated at the other end to transfer charges of the first capacitor and the second capacitor to the third capacitor, and the charge pump circuit and the constant current circuit And
An illumination LED element drive circuit for a display device in a portable device , which is formed into an IC .
【請求項5】前記定電流回路は、差動増幅回路と、前記
所定の定電圧を発生する定電圧発生回路と、前記MOS
トランジスタの下流に電流検出のための抵抗とを有する
電流シンク型定電流回路であり、前記差動増幅回路が前
記定電圧発生回路の電圧と前記抵抗の端子電圧とを比較
してその比較結果に応じた電流を前記MOSトランジス
タのゲートに送出する請求項4記載の 表示装置の照明用
LED素子駆動回路。
5. The constant current circuit according to claim 5, wherein
A constant voltage generating circuit for generating a predetermined constant voltage;
With a resistor for current detection downstream of the transistor
A current sink type constant current circuit, wherein the differential amplifier circuit is
Compare the voltage of the voltage generator with the terminal voltage of the resistor
And a current corresponding to the comparison result is supplied to the MOS transistor.
5. A driving circuit for an LED device for illumination of a display device according to claim 4 , wherein said LED device sends the signal to a gate of a display device.
【請求項6】 電池と、この電池から電力を受けて所定の
周波数でスイッチングして第1のコンデンサに充電し前
記スイッチングに対して相補的にON/OFFするスイ
ッチングにより第1のコンデンサに充電された電荷を実
質的にn/m倍電圧(ただしn>mで、n、mは2以上
の整数)にして第2のコンデンサに転送してこれを充電
することにより昇圧する昇圧回路と、この昇圧回路の出
力端子に負荷として接続されるLED素子と、このLE
D素子の上流あるいは下流に挿入され前記LED素子を
定電流で駆動する定電流回路と、カレントミラー回路と
を備え、前記定電流回路は、前記定電流を発生する出力
段にMOSトランジスタを有し、所定の定電圧と比較す
ることにより前記MOSトランジスタを制御して前記定
電流を発生し、前記LED素子は、前記カレントミラー
回路の出力側トランジスタを介して前記昇圧回路の前記
出力端子に接続され、前記カレントミラー回路の入力側
トランジスタが前記定電流回路により駆動されるするこ
とを特徴とする携帯型機器における表示装置の照明用L
ED素子駆動回路。
6. A battery and a first capacitor charged by receiving power from the battery and switching at a predetermined frequency to charge the first capacitor and switching ON / OFF complementarily to the switching. A booster circuit for converting the electric charge to a voltage substantially n / m times (where n> m, where n and m are integers of 2 or more), transferring the charge to a second capacitor, and charging the second capacitor to boost the charge; An LED element connected as a load to the output terminal of the booster circuit;
A constant current circuit inserted upstream or downstream of the D element to drive the LED element with a constant current; and a current mirror circuit , wherein the constant current circuit includes a MOS transistor at an output stage for generating the constant current. It has a transistor, and controls the MOS transistor generates the constant current by comparing a predetermined constant voltage, wherein the LED element, the current mirror
The booster circuit via the output transistor of the circuit.
Connected to the output terminal, the input side of the current mirror circuit
The transistor is driven by the constant current circuit.
L for illumination of a display device in a portable device , characterized by:
ED element drive circuit.
【請求項7】前記昇圧回路は、前記第1および第2のコ
ンデンサを充電するチャージポンプ回路を有し、前記チ
ャージポンプ回路と前記定電流回路とがIC化されてい
る請求項6記載の 携帯型機器における表示装置の照明用
LED素子駆動回路。
7. The booster circuit according to claim 1, wherein the first and second capacitors are connected to each other.
A charge pump circuit for charging the capacitor.
Charge pump circuit and the constant current circuit are integrated into an IC.
An LED driving circuit for lighting a display device in a portable device according to claim 6 .
【請求項8】前記定電流回路は、差動増幅回路と、前記
所定の定電圧を発生する定電圧発生回路と、前記MOS
トランジスタの下流に電流検出のための抵抗とを有する
電流シンク型定電流回路であり、前記差動増幅回路が前
記定電圧発生回路の電圧と前記抵抗の端子電圧とを比較
してその比較結果に応じた電流を前記MOSトランジス
タのゲートに送出する請求項7記載の 表示装置の照明用
LED素子駆動回路。
8. The constant current circuit comprises: a differential amplifier circuit;
A constant voltage generating circuit for generating a predetermined constant voltage;
With a resistor for current detection downstream of the transistor
A current sink type constant current circuit, wherein the differential amplifier circuit is
Compare the voltage of the voltage generator with the terminal voltage of the resistor
And a current corresponding to the comparison result is supplied to the MOS transistor.
8. A driving circuit for an LED device for illumination of a display device according to claim 7 , wherein said LED device sends the signal to a gate of a display device.
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