JP5054759B2 - スイッチングレギュレータ制御のための方法および装置 - Google Patents
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Description
図1は、LEDスタック104を駆動するコンバータ102を有する例示的な回路100を示す。コンバータ102は電圧入力端子VINへの入力電圧信号106を受け取り、電界効果トランジスタ(FET)などのスイッチングデバイス110に結合された出力端子SGでゲート駆動信号108を供給する。インダクタ114は電圧入力端子VINとスイッチングデバイス110との間に結合され、電流制限感知抵抗(RSS)112はスイッチングデバイス110と接地との間に結合される。LED電流感知抵抗(RSL)115はLEDスタック104と電圧入力端子VINの間に結合される。負荷コンデンサ116はLEDスタック104の両端に結合される。
K×Rs{1/[1+s(Rs+Rled)CL]}×Gm[1/(sCc)]
である。分かるように、この構成では、負荷コンデンサCLが、図2の構成と比較して別の極を導入することによってループ応答を複雑にしている。
内部ループ200は、周期毎ベースでピークスイッチ電流を制御することによって平均インダクタ電流を確立する。ピーク電流と平均電流との関係がデューティサイクルに応じて非線形になるので、ピークスイッチ電流の基準レベルが勾配発生器280によって変更され、それによりデューティサイクルが増加するときわずかな量だけピークスイッチ電流測定値が減少する。勾配発生器280の補正は固定周波数電流制御構成に固有の不安定性も除去する。
FSEL=1のとき、fPWM=fosc/4096
FSEL=0のとき、fPWM=fosc/1024
のように決定される。輝度レベルはEN入力に加えられるPWM信号によって制御することもできる。この信号の周波数は、スリープモードに入らないように等価内部PWM周波数の半分よりも大きくするべきである。
Claims (22)
- 負荷素子の両端に結合し、DC信号によってエネルギーを与えられるための容量性素子と、
前記負荷素子および前記容量性素子を通る電流の瞬間の合計をモニタするための第1の感知素子と、
前記第1の感知素子を通る電流を制御するためのスイッチング素子と、
前記スイッチング素子を通る電流を感知するために前記スイッチング素子に結合された第2の感知素子と、
前記スイッチング素子に結合されたエネルギー蓄積素子と、
前記第1の感知素子の両端に結合された入力を備え、DCおよびスイッチング素子をスイッチングする情報を出力する差動相互コンダクタンス増幅器と、
前記相互コンダクタンスの差動増幅器の出力に接続された第2の容量性素子と、
前記負荷素子への電流フローを可能にする単方向電流フロー素子と、
前記スイッチング素子を制御するためのコンバータ回路と、前記コンバータ回路は前記第1の感知素子の両端でモニタされた電流レベルに対して調整し、コンバータ調整ループが前記第1の感知素子によって感知された前記電流を平均するための主極を含み、
前記差動相互コンダクタンス増幅器および前記第2の容量性素子は、前記第1の感知素子によって感知された前記電流を平均するために 主極に対して能動および無効素子を与える、
回路。 - 前記負荷素子はLEDスタックを含む、請求項1に記載の回路。
- 前記容量性素子は、前記容量性素子と直列に結合されたさらなるインピーダンス素子を含む、請求項1に記載の回路。
- 前記単方向電流フロー素子はダイオードを含む、請求項1に記載の回路。
- 前記エネルギー蓄積素子はインダクタを含む、請求項1に記載の回路。
- 前記インダクタは、前記スイッチング素子に結合された第1の端部と、入力電圧信号に結合された第2の端部とを有する、請求項5に記載の回路。
- 前記コンバータ回路は、前記第2の感知素子の両端に結合されたスイッチ電流端子を含む、請求項1に記載の回路。
- 前記コンバータ回路は、周期毎ベースでピークスイッチ電流によって平均エネルギー蓄積素子電流を制御するために、前記スイッチ電流端子に結合された内部ループをさらに含む、請求項7に記載の回路。
- 前記第1の感知素子によって検出された前記電流をフィルタ処理平均するために前記第1の感知素子と並列に結合された第2の容量性素子をさらに含む、請求項1に記載の回路。
- 前記負荷素子からのリターンパスは接地されてない、請求項1に記載の回路。
- 前記リターンパスは電源電圧に接続されている、請求項10に記載の回路。
- 前記第1の感知素子は電源電圧に接続されている、請求項11に記載の回路。
- 前記容量性素子は調整ループの安定性を妨げない、請求項1に記載の回路。
- LEDスタックと、
前記LEDスタックの両端に結合されたコンデンサと、
前記LEDスタックおよび前記コンデンサを通る電流の瞬間の合計を検出するために前記LEDスタックおよび前記コンデンサと直列に結合された第1の電流感知抵抗と、
アノードおよびカソードを有し、前記カソードが前記LEDスタックおよびコンデンサに結合される阻止ダイオードと、
第1の端部および第2の端部を有し、前記第1の端部が前記阻止ダイオードの前記アノードに結合され、前記第2の端部が入力電圧信号に結合されるインダクタと、
前記インダクタおよび阻止ダイオードアノードに結合され、前記第1の電流感知抵抗を通る前記電流を制御するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に結合された第2の電流感知抵抗と、
前記スイッチング素子を制御するためのコンバータ回路と、前記コンバータは前記第1の電流感知抵抗の両端でモニタされた前記電流レベルを調整し、
前記第1の感知抵抗の両端に結合された入力を備え、DCおよびスイッチング素子をスイッチングする情報を出力する差動相互コンダクタンス増幅器と、
を備える、回路。 - 前記コンバータ回路は、
前記第1の電流感知抵抗の両端に結合された第1および第2の端子と、
前記第2の電流感知抵抗の両端に結合された第3および第4の端子と、
前記LEDスタックへの電流を制御するための前記スイッチング素子に結合された第5の端子と
を含む、請求項14に記載の回路。 - 変調信号を受け取るための第6の端子をさらに含む、請求項15に記載の回路。
- 電流レベル選択信号を受け取るための第8の端子をさらに含む、請求項16に記載の回路。
- 前記第1および第2端子に結合された外部ループと、前記第3および第4の端子に結合された内部ループとをさらに含む、請求項15に記載の回路。
- 負荷を設けるステップと、
前記負荷の両端にインピーダンス素子を結合するステップと、
前記負荷および前記インピーダンス素子を通る電流の瞬間の合計をモニタするために第1の感知素子を前記負荷に結合するステップと、
前記第1の感知素子を通る電流を制御するためのスイッチング素子を設けるステップと、
前記スイッチング素子を通る電流を感知するために第2の感知素子を前記スイッチング素子に結合するステップと、
前記負荷への電流フローを可能にするために単方向電流フロー素子を前記スイッチング素子に結合するステップと、
前記スイッチング素子を制御するためにコンバータ回路をスイッチング素子に結合するステップと、
エネルギー蓄積素子をスイッチング素子に結合するステップと、を含み、
前記第1の感知抵抗の両端に結合された入力を備え、DCおよびスイッチング素子をスイッチングする情報を出力する差動相互コンダクタンス増幅器を備える、
方法。 - 前記コンバータ調整ループは、前記第1の素子によって感知された前記電流を平均するための主極を含む、請求項19に記載の方法。
- 前記コンバータ回路は、周期毎ベースでピークスイッチ電流によって平均インダクタ電流を制御するために、前記スイッチ電流端子に結合された内部ループをさらに含む、請求項19に記載の方法。
- 前記第1の感知素子によって検出された前記電流をフィルタ処理平均するために前記第1の感知素子と並列に第2の容量性素子を結合するステップをさらに含む、請求項19に記載の方法。
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