JP5637037B2 - 点灯制御回路、及び、表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源の点灯のオンオフを繰り返すスイッチング回路を備える点灯制御回路、及び、表示装置に関する。

近年の液晶テレビジョンは、バックライトにＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられるようになっている。このようなバックライトの駆動回路には、ＬＥＤ直列回路のアノード側に接続された昇圧回路で昇圧された電源電圧をＬＥＤ直列回路に供給し、ＬＥＤ直列回路のカソード側に接続されたスイッチング回路でＬＥＤ点灯のオンオフを繰り返す点灯制御を行うものがある。

また、特許文献１に記載の保護回路は、駆動パルス発生部と駆動回路との間に設けられ、入力される駆動パルス信号のパルスの幅が予め設定された制限パルス幅よりも長い場合に、パルスの前記幅を制限パルス幅に制限して駆動パルス信号を駆動回路へと出力する。
特許文献２には、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部で出力されるスイッチングパルスの幅を調節してスイッチのオン／オフ時間を制御することによって一定の電圧を負荷に提供する直流−直流コンバータが開示されている。
特許文献３に記載の保護回路は、入力されたＬＥＤ制御信号によりＬＥＤの点灯を制御する第２のトランジスタの制御によってＬＥＤに流れた電流とＬＥＤの端電圧を検出し、該検出の結果に基づいて、定電流制御回路の動作をリセットするリセット信号を出力する。

特開２００７−３０５７１２号公報 特開２００６−３２５３９６号公報 特開２０１０−１５７４７７号公報

上述した保護回路は、光源のカソード側とグランドとの短絡から保護するものではない。

以上を鑑み、本発明は、より確実に光源のカソード側とグランドとの短絡から保護する目的を有している。

上記目的を達成するため、本発明は、光源のアノード側に電源電圧を供給する電源電圧供給回路と、
前記光源のカソード側に接続されて調光信号に従って前記光源の点灯のオンオフを繰り返すスイッチング回路と、
前記調光信号が前記光源の点灯のオフを表す状態である場合に前記光源のカソード側の電圧がローレベルになると前記光源のアノード側への電源電圧供給を停止させ後続の前記調光信号が前記光源の点灯のオンを表す状態となる期間も前記スイッチング回路をオフに維持する保護回路と、を備える態様を有している。

請求項１に係る発明によれば、より確実に光源のカソード側とグランドとの短絡から保護することができる。
請求項２に係る発明では、簡易な構成で光源のカソード側とグランドとの短絡から保護することができる。
請求項３に係る発明では、簡易な回路で光源のカソード側とグランドとの短絡から保護することができ、また、従来機能のドライバーＩＣ（集積回路）を使用することができる。
請求項４に係る発明によれば、より確実に発光ダイオード直列回路のカソード側とグランドとの短絡から保護することができ、また、従来機能のドライバーＩＣを使用することができる。

本発明の一実施形態に係る点灯制御回路１０を採用した表示装置１の要部の電気回路構成を例示するブロック図である。 （ａ）は昇圧回路２０の電気回路構成を例示する回路図、（ｂ）は分圧回路４１及び電圧検出回路４４の電気回路構成を例示する回路図、である。 スイッチング回路３０及び保護回路４０の電気回路構成を例示する回路図である。 調光信号ＤＩＭ及び駆動信号ＤＲ１を例示する図である。 ドライバーＩＣで行われるドライバー処理を例示するフローチャートである。 点灯制御回路１０の動作を例示するタイミングチャートである。

（１）点灯制御回路を含む表示装置の概略：
図１，３に例示する表示装置１は、電源回路２、調光信号生成回路３、定電流源ＣＣ１、点灯制御回路１０を含むバックライト駆動回路４、発光ダイオード直列回路８０、を備える。点灯制御回路１０は、調光信号生成回路３からの調光信号ＤＩＭに基づいて複数のＬＥＤ（発光ダイオード、光源）８１を点灯制御する。

本発明を適用可能な表示装置には、液晶テレビジョンやプラズマテレビジョンといった薄型表示装置、受像管表示装置、記録再生装置が一体化されたテレビジョン、テレビジョン放送を受信しないディスプレイ、等が含まれる。前記記録再生装置には、ハードディスク記録再生装置、ＢＤ（Blue-ray Disc）記録再生装置、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）記録再生装置、ビデオデッキ、等が含まれる。

図１，３に例示される点灯制御回路は、電源電圧供給回路（昇圧回路２０）、スイッチング回路３０、保護回路４０、を備える。電源電圧供給回路（２０）は、光源（８１）のアノード側８０ａに電源電圧ＶＢ１を供給する。スイッチング回路３０は、光源（８１）のカソード側８０ｃに接続されて該光源（８１）の点灯のオンオフを繰り返す。保護回路４０は、スイッチング回路３０がオフであり、かつ、光源（８１）のカソード側８０ｃの電圧ＶＣ１がＬ（ローレベル）である時に、スイッチング回路３０をオフに維持する。
光源（８１）の点灯がオフであると、正常時には光源（８１）のカソード側８０ｃの電圧ＶＣ１がＨ（ハイレベル）になる。ここで、光源（８１）のカソード側８０ｃとグランドとが短絡していると、光源（８１）のカソード側８０ｃの電圧ＶＣ１がＬとなる。この場合、光源（８１）のアノード側８０ａへの電源電圧供給が停止する。従って、本態様は、より確実に光源（８１）のカソード側８０ｃとグランドとの短絡から光源（８１）等の回路を保護することができる。

前記スイッチング回路３０がパルス状の調光信号ＤＩＭに従って前記光源（８１）の点灯をオンオフ可能な回路とされる場合、前記保護回路４０は、前記調光信号ＤＩＭが前記光源（８１）の点灯のオフを表す状態（ローレベル）であり、かつ、前記光源（８１）のカソード側８０ｃの電圧ＶＣ１がＬである時に、前記調光信号ＤＩＭが前記光源（８１）の点灯のオンを表す状態（ハイレベル）となっても前記スイッチング回路３０をオフに維持してもよい。
本態様は、簡易な構成で光源（８１）のカソード側８０ｃとグランドとの短絡から光源（８１）等の回路を保護することができる。

前記保護回路４０は、前記電源電圧供給回路（昇圧回路２０）への入力電圧ＶＩＮに対応した比較用電圧を生成するための比較用電圧生成部（分圧部４２）を有していてもよい。
前記保護回路４０は、比較用電圧生成部（４２）の電圧ＶＤ１が閾電圧（Ｖｔｈとする）よりも低い時に前記スイッチング回路３０をオフに維持し、前記比較用電圧生成部（４２）の電圧ＶＤ１が前記閾電圧Ｖｔｈよりも低い状態から該閾電圧Ｖｔｈよりも高い状態へ切り替わった後に前記スイッチング回路３０に前記調光信号ＤＩＭに従ったオンオフを繰り返させてもよい。
前記保護回路４０は、前記調光信号ＤＩＭが前記光源（８１）の点灯のオフを表す状態（ローレベル）であり、かつ、前記光源（８１）のカソード側８０ｃの電圧ＶＣ１がＬである時に、前記比較用電圧生成部（４２）の電圧を前記閾電圧Ｖｔｈよりも低く維持してもよい。
本態様は、簡易な構成で光源（８１）のカソード側８０ｃとグランドとの短絡から光源（８１）等の回路を保護することができる。

前記光源（８１）が発光ダイオード（８１）の直列回路８０に含まれていてもよい。前記電源電圧供給回路（２０）は、前記入力電圧ＶＩＮを昇圧する昇圧回路２０とされてもよい。前記調光信号ＤＩＭは、Ｈ（ハイレベル）の電圧が前記光源（８１）の点灯のオンを表す状態とされ、Ｌ（ローレベル）の電圧が前記光源（８１）の点灯のオフを表す状態とされてもよい。
前記スイッチング回路３０は、前記光源（８１）のカソード側８０ｃに接続されて駆動信号ＤＲ１の電圧がＨである時にオンとなり該駆動信号ＤＲ１の電圧がＬである時にオフとなるスイッチング素子（ＱＳ１）を有していてもよい。
前記スイッチング回路３０は、前記比較用電圧生成部（４２）の電圧が前記閾電圧Ｖｔｈよりも低い時に前記駆動信号ＤＲ１の電圧がＬとなり、前記比較用電圧生成部（４２）の電圧が前記閾電圧Ｖｔｈよりも低い状態から該閾電圧Ｖｔｈよりも高い状態へ切り替わった後に前記駆動信号ＤＲ１の状態が前記調光信号ＤＩＭの状態となる切替回路３１を有していてもよい。
前記保護回路４０は、前記比較用電圧生成部（４２）の電圧ＶＤ１が前記閾電圧Ｖｔｈよりも低い時に前記駆動信号ＤＲ１の電圧をＬにさせ前記比較用電圧生成部（４２）の電圧ＶＤ１が前記閾電圧Ｖｔｈよりも低い状態から該閾電圧Ｖｔｈよりも高い状態へ切り替わった後に前記駆動信号ＤＲ１の状態を前記調光信号ＤＩＭの状態にさせる切り替えを前記切替回路３１に対して行う調光制御回路４３を有していてもよい。
前記保護回路４０は、前記光源（８１）のカソード側８０ｃにカソードを接続した整流回路（ダイオードＤＰ１）を有していてもよい。
前記保護回路４０は、前記比較用電圧生成部（４２）にソースを接続し、前記整流回路（ＤＰ１）のアノードにドレインを接続したＦＥＴ（電界効果トランジスタ）ＱＰ１を有していてもよい。
前記保護回路４０は、ＦＥＴ ＱＰ１のドレインとゲートとの間に介装された抵抗回路ＲＰ１を有していてもよい。
前記保護回路４０は、前記駆動信号ＤＲ１を入力部ＮＰ１ｉに入力し、前記ＦＥＴ ＱＰ１のゲートに出力部ＮＰ１ｏを接続した反転回路ＮＰ１を有していてもよい。
本態様は、簡易な回路で光源（８１）のカソード側８０ｃとグランドとの短絡から光源（８１）等の回路を保護することができ、また、従来機能のドライバーＩＣ（集積回路）を使用することができる。さらに、調光信号ＤＩＭのデューティ比Ｔ１／Ｔallが小さい低デューティの場合でも短絡の検出精度が低下しない。

本発明は、入力電圧ＶＩＮを昇圧して発光ダイオード直列回路８０のアノード側８０ａに供給する昇圧回路２０と、前記発光ダイオード直列回路８０のカソード側８０ｃに接続されて該発光ダイオード直列回路８０を構成する発光ダイオード（８１）の点灯のオンオフを繰り返すスイッチング回路３０とを備えるバックライト駆動回路４において、
前記入力電圧ＶＩＮの分圧部４２を有する分圧回路４１を有する保護回路４０を備え、
前記スイッチング回路３０は、
前記発光ダイオード直列回路８０のカソード側８０ｃに接続されて駆動信号ＤＲ１の電圧がハイレベルである時にオンとなり該駆動信号ＤＲ１の電圧がローレベルである時にオフとなるスイッチング素子（ＱＳ１）と、
前記駆動信号ＤＲ１の状態をローレベルにするかパルス状の調光信号ＤＩＭの状態にする切替回路３１とを有し、
前記保護回路４０は、さらに、
前記分圧部４２の電圧が閾電圧Ｖｔｈよりも低いか否かを検出する電圧検出回路４４を有し、前記分圧部４２の電圧が前記閾電圧Ｖｔｈよりも低い時に前記駆動信号ＤＲ１の電圧をローレベルにさせ前記分圧部４２の電圧が前記閾電圧Ｖｔｈよりも低い状態から該閾電圧Ｖｔｈよりも高い状態へ切り替わった後に前記駆動信号ＤＲ１の状態をパルス状の調光信号ＤＩＭの状態にさせる切り替えを前記切替回路３１に対して行う調光制御回路４３と、
前記発光ダイオード直列回路８０のカソード側８０ｃにカソードを接続した整流回路（ＤＰ１）と、
前記分圧部４２にソースを接続し、前記整流回路（ＤＰ１）のアノードにドレインを接続した電界効果トランジスタ（ＱＰ１）と、
該電界効果トランジスタ（ＱＰ１）のドレインとゲートとの間に介装された抵抗回路ＲＰ１と、
前記駆動信号ＤＲ１を入力部ＮＰ１ｉに入力し、前記電界効果トランジスタ（ＱＰ１）のゲートに出力部ＮＰ１ｏを接続した反転回路ＮＰ１とを備える態様を有している。

なお、上述したスイッチング素子（ＱＳ１）は、単一のスイッチング素子のみならず、複数のスイッチング素子の組合せにより構成されてもよい。上述した整流回路（ＤＰ１）は、単一の素子のみならず、複数の素子の組合せにより構成されてもよい。上述したＦＥＴ（ＱＰ１）は、単一の素子のみならず、複数の素子の組合せにより構成されてもよい。上述した抵抗回路ＲＰ１は、単一の抵抗素子のみならず、複数の抵抗素子の組合せにより構成されてもよい。
第一の素子が他の第二の素子と接続されることには、第一の素子が第二の素子と直接接続されること、中間に他の第三の素子を介在させて第一の素子が第二の素子とが間接的に接続されること、のいずれも含まれる。

本技術の目的の一つは、ＬＥＤ直列回路のカソード側に定電流制御回路を有しＬＥＤ調光制御にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式（パルスDuty制御）を使用している際にＬＥＤ直列回路のカソード端子とグランド電位との間に発生する短絡を検出し、この検出の信号によりＬＥＤ直列回路への電源供給を安全に停止させることにある。ＬＥＤ直列回路のカソード端子とグランドとの短絡が発生した場合においてもＬＥＤに定格以上の過電流が連続的、継続的に発生することを回避し、ＬＥＤの破壊、発熱の発生を回避することが可能である。

（２）点灯制御回路を含む表示装置の構成：
図１に例示する電源回路２は、一次側電源回路、電源トランス、整流平滑回路、を備え、昇圧回路２０に供給する入力電圧ＶＩＮを外部の商用交流電源といった交流電源の交流から生成する。

図１に例示する調光信号生成回路３は、電源ラインの電源電圧（Ｖｃｃとする）に基づいて、複数のＬＥＤ８１を点灯制御する基となるパルス状の調光信号ＤＩＭを生成する。図４の上段に例示するように、調光信号ＤＩＭは、設定されたデューティ比Ｔ１／Ｔallのパルス状の電圧とされ、ＰＷＭ制御によりデューティ比Ｔ１／Ｔallが変えられる。調光信号ＤＩＭは、Ｈの電圧がＬＥＤ８１の点灯のオンを表す状態とされ、Ｌの電圧がＬＥＤ８１の点灯のオフを表す状態とされる。調光信号生成回路３には、公知のパルス生成回路やドライバーＩＣ等を用いることができる。

図１，３及び図２（ａ）に例示する昇圧回路２０は、コイル（インダクタ）ＬＢ１、ＦＥＴ ＱＢ１、ダイオードＤＢ１、コンデンサＣＢ１、を備え、入力電圧ＶＩＮを昇圧して電源電圧ＶＢ１を生成し、発光ダイオード直列回路８０のアノード側８０ａに供給する。図２（ａ）では、コイルＬＢ１の一端が入力電圧ＶＩＮのラインに接続され、ＦＥＴ ＱＢ１のゲートが調光制御回路４３のＦＥＴドライバー４６に接続され、ＦＥＴ ＱＢ１のソース及びダイオードＤＢ１のアノードがコイルＬＢ１の他端に接続され、ＦＥＴ ＱＢ１のドレインが接地され、コンデンサＣＢ１の一端がダイオードＤＢ１のカソード（電源電圧出力部）に接続され、コンデンサＣＢ１の他端が接地されている。むろん、昇圧回路には、公知の種々の回路を用いることができる。

図１，３に例示するスイッチング回路３０は、ＦＥＴ（スイッチング素子）ＱＳ１、切替回路３１、を備え、ＬＥＤ８１の点灯のオンオフを繰り返す。ＦＥＴ ＱＳ１のソースは、発光ダイオード直列回路８０のカソード側８０ｃに接続されている。ＦＥＴ ＱＳ１のドレインは、定電流源ＣＣ１に接続されている。ＦＥＴ ＱＳ１のゲートは、切替回路３１の出力側に接続されている。切替回路３１の一方の入力側は、調光信号生成回路３からの調光信号ＤＩＭの入力部とされている。切替回路３１の他方の入力側は、接地されている。切替回路３１の出力側から駆動信号ＤＲ１が出力される。切替回路３１が調光信号ＤＩＭ側に切り替えられているとき、図４の下段に例示するように、設定されたデューティ比Ｔ１／Ｔallのパルス状の電圧とされる。駆動信号ＤＲ１は、Ｈの電圧がＬＥＤ８１の点灯のオンを表す状態とされ、Ｌの電圧がＬＥＤ８１の点灯のオフを表す状態とされる。

以上より、ＦＥＴ ＱＳ１は、駆動信号ＤＲ１の電圧がＨである時にオンとなり、駆動信号ＤＲ１の電圧がＬである時にオフとなる。従って、スイッチング回路３０は、パルス状の調光信号ＤＩＭに従ってＬＥＤ８１の点灯をオンオフ可能な回路とされている。また、切替回路３１は、駆動信号ＤＲ１の状態をＬにするかパルス状の調光信号ＤＩＭの状態にする。

図１，３に例示する保護回路４０は、分圧回路４１、調光制御回路４３、比較用電圧制御部４７、を備える。
分圧回路４１は、図２（ｂ）及び図３に例示するように、抵抗回路ＲＤ１，ＲＤ２の直列回路を有し、昇圧回路２０への入力電圧ＶＩＮの分圧部４２を有している。抵抗回路ＲＤ１の一端は入力電圧ＶＩＮのラインに接続され、抵抗回路ＲＤ１の他端は抵抗回路ＲＤ２の一端に接続され、抵抗回路ＲＤ２の他端は接地されている。分圧部４２は、入力電圧ＶＩＮに対応した比較用電圧を生成するための比較用電圧生成部とされている。

調光制御回路４３は、電圧検出回路４４、ソフトスタート回路４５、ＦＥＴドライバー４６、を備える。
電圧検出回路４４は、例えば、図２（ｂ）に示すｎｐｎ形のトランジスタＴＲ１及び抵抗回路Ｒ１１で構成することができる。トランジスタＴＲ１のコレクタは電源Ｖｃｃのラインに接続され、トランジスタＴＲ１のエミッタは抵抗回路Ｒ１１の一端及びソフトスタート回路４５に接続され、トランジスタＴＲ１のベースは分圧部４２に接続されている。抵抗回路Ｒ１１の他端は、接地されている。分圧部４２の電圧ＶＤ１がトランジスタＴＲ１の閾電圧Ｖｔｈよりも低い時、トランジスタＴＲ１がオフとなり、トランジスタＴＲ１の出力部（エミッタ）はＬとなる。一方、分圧部４２の電圧ＶＤ１がトランジスタＴＲ１の閾電圧Ｖｔｈよりも高い時、トランジスタＴＲ１がオンとなり、トランジスタＴＲ１の出力部（エミッタ）はＨとなる。このようにして、電圧検出回路４４は、分圧部４２の電圧ＶＤ１が閾電圧Ｖｔｈよりも低いか否かを検出する。

ソフトスタート回路４５は、電圧検出回路４４からの検出電圧を入力し、該検出電圧に応じてＦＥＴドライバー４６及びスイッチング回路の切替回路３１に指示信号を出力する。検出電圧がＬである時、ソフトスタート回路４５は、切替回路３１をグランド側にする指示信号ＳＳ１を切替回路３１へ出力し、昇圧回路２０の駆動を停止させる指示信号をＦＥＴドライバー４６へ出力する。検出電圧がＬからＨに切り替わった時、ソフトスタート回路４５は、電圧が徐々に立ち上がるソフトスタート信号を生成し、昇圧回路２０の駆動を開始させる指示信号をＦＥＴドライバー４６へ出力し、ソフトスタート信号が完全に立ち上がった時に、切替回路３１を調光信号ＤＩＭ側にする指示信号ＳＳ１を切替回路３１へ出力する。
ＦＥＴドライバー４６は、昇圧回路２０の駆動を停止させる指示信号を入力すると昇圧回路２０の駆動を停止させ、昇圧回路２０の駆動を開始させる指示信号を入力すると昇圧回路２０の駆動を開始させる。

調光制御回路４３は、汎用的なドライバーＩＣに設けられている回路を利用することができる。電圧検出回路４４は、ドライバーＩＣの低電圧誤動作防止回路（ＵＶＬＯ）機能、イネーブル（ＥＮ）機能、等を利用することができる。ドライバーＩＣには、調光信号生成回路３、定電流源ＣＣ１、スイッチング素子（ＱＳ１）、切替回路３１、等も有するものがある。ドライバーＩＣには、例えば、Intersil社のEL7801、ISL97678、MAX16814、等を使用することができる。

図５は、ドライバーＩＣで行われるドライバー処理をフローチャートにより例示している。この処理は、表示装置１に設けられた所定の操作手段で電源をオンにする操作を受け付けたときに開始する。
まず、ドライバーＩＣは、分圧部４２の電圧ＶＤ１が閾電圧Ｖｔｈよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ＶＤ１≧Ｖｔｈの時にはステップＳ１０２の判断処理を繰り返し、ＶＤ１＜Ｖｔｈになると、電源電圧ＶＢ１の供給を停止させ、ＦＥＴ ＱＳ１をオフにしてスイッチング動作を停止させる（ステップＳ１０４）。電源電圧供給を停止する際には、昇圧回路２０の駆動を停止させる指示信号をＦＥＴドライバー４６へ出力する。ＦＥＴ ＱＳ１のスイッチング動作を停止させる際には、切替回路３１をグランド側にする指示信号ＳＳ１を切替回路３１へ出力する。

ステップＳ１０６では、分圧部４２の電圧ＶＤ１が閾電圧Ｖｔｈ以上か否かを判断する。ＶＤ１＜Ｖｔｈの時には、電源電圧供給停止を継続させるため、ステップＳ１０６の判断処理を繰り返す。ＶＤ１≧Ｖｔｈになると、ソフトスタート回路４５で電圧が徐々に立ち上がるソフトスタート信号を生成し、電源電圧ＶＢ１の供給を開始させる（ステップＳ１０８）。電源電圧供給を開始する際には、昇圧回路２０の駆動を開始させる指示信号をＦＥＴドライバー４６へ出力する。ソフトスタート信号が完全に立ち上がった時、ドライバーＩＣは、ＦＥＴ ＱＳ１のスイッチング動作を開始させて（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０２に戻る。ＦＥＴ ＱＳ１のスイッチング動作を開始させる際には、切替回路３１を調光信号ＤＩＭ側にする指示信号ＳＳ１を切替回路３１へ出力する。
なお、ステップＳ１０８のソフトスタート中に電圧ＶＤ１が閾電圧Ｖｔｈよりも低くなった時にステップＳ１０４で電源電圧供給を停止させＦＥＴ ＱＳ１のスイッチング動作を停止させてもよい。

ところで、ＬＥＤがオン、すなわち、調光信号ＤＩＭの電圧がＨであるときに異常を検出する場合、発光ダイオード直列回路のカソード側とグランドとの短絡を検出するのは容易ではない。また、消費電力を低減させるために閾電圧を低くせざるを得ず、十分な検出精度を出すのも容易ではない。調光信号ＤＩＭのデューティ比Ｔ１／Ｔallが大きい高デューティの場合も、閾電圧が低いと十分な検出精度を出すのも容易ではない。特に、液晶表示装置の場合、調光信号ＤＩＭのデューティ比Ｔ１／Ｔallを大きく変える必要があるため、デューティ比Ｔ１／Ｔallが小さい低デューティの場合に検出精度がさらに低下してしまうことになる。

発光ダイオード直列回路のカソード側とグランドとの短絡を検出する方式としては、以下の方式（Ａ）〜（Ｃ）も考えられる。
（Ａ）電圧供給ライン（Anode）の過電流検出方式：
しかし、Anodeラインに配置するには高耐圧部品が必要であり、電流検出精度の高い回路を設ける事は容易ではない。
（Ｂ）電圧供給ライン（Anode）のへFUSE設置：
しかし、定常駆動電流IFに対し、Cathode〜GND短絡時の過電流はLED動作抵抗や他電力制限回路が制限となり、一般的な溶断に必要なFUSE定格×200%以上を発生させ溶断保護とする事は困難である。１系統駆動回路でFUSE配置は有効であっても、複数Anode Common駆動の場合は成り立たない。
（Ｃ）Cathode低電圧検出方式：
しかし、Cathode制御部に低電圧検出閾値を設ける方式の場合、１系統にOPENが発生した場合に他系列を正常点灯継続の処理を優先する為、供給回路側は停止しない。その為、Cathode-GND間短絡系列は異常電流が発生したまま継続点灯する可能性が残る。

そこで、スイッチング回路３０がオフであり、かつ、発光ダイオード直列回路のカソード側８０ｃの電圧ＶＣ１がＬである時に、発光ダイオード直列回路のアノード側８０ａへの電源電圧供給を停止させる保護回路４０を本点灯制御回路１０に設けている。

図３に例示する比較用電圧制御部４７は、ダイオード（整流回路）ＤＰ１、ＦＥＴ ＱＰ１、抵抗回路ＲＰ１、反転回路ＮＰ１、を備えている。ダイオードＤＰ１のアノードは、発光ダイオード直列回路８０のカソード側８０ｃに接続されている。ＦＥＴ ＱＰ１のソースは、分圧部４２に接続されている。ＦＥＴ ＱＰ１のドレインは、ダイオードＤＰ１のアノード及び抵抗回路ＲＰ１の一端に接続されている。ＦＥＴ ＱＰ１のゲートは、抵抗回路ＲＰ１の他端及び反転回路ＮＰ１の出力部ＮＰ１ｏに接続されている。反転回路ＮＰ１の入力部ＮＰ１ｉは、スイッチング回路の切替回路３１の出力部に接続されている。従って、反転回路ＮＰ１は、入力部ＮＰ１ｉに入力される駆動信号ＤＲ１の論理を反転させて出力部ＮＰ１ｏから出力する。反転回路ＮＰ１には、汎用のＮＯＴゲート等を使用することができる。

ＬＥＤ８１の点灯がオン、すなわち、駆動信号ＤＲ１の電圧がＨで反転信号の電圧がＬである時、発光ダイオード直列回路のカソード側８０ｃの電圧がＨになる。このとき、ＦＥＴ ＱＰ１がオフとなり、電圧検出回路４４には入力電圧ＶＩＮの分圧電圧が入力される。従って、ドライバーＩＣに低電圧誤動作防止回路（ＵＶＬＯ）機能があれば分圧電圧に応じてＵＶＬＯが機能し、ドライバーＩＣにイネーブル（ＥＮ）機能があれば分圧電圧に応じてＥＮが機能する。

ＬＥＤ８１の点灯がオフ、すなわち、駆動信号ＤＲ１の電圧がＬで反転信号の電圧がＨである時、正常時には発光ダイオード直列回路のカソード側８０ｃの電圧がＨになる。このとき、ＦＥＴ ＱＰ１がオフとなり、電圧検出回路４４には入力電圧ＶＩＮの分圧電圧が入力される。従って、分圧電圧に応じてＵＶＬＯやＥＮが機能することになる。ここで、発光ダイオード直列回路のカソード側８０ｃとグランドとに短絡が生じると、発光ダイオード直列回路のカソード側８０ｃの電圧がＬになる。このとき、ＦＥＴ ＱＰ１がオンとなり、電圧検出回路４４には閾電圧Ｖｔｈよりも低い電圧が入力される。従って、ドライバーＩＣに低電圧誤動作防止回路（ＵＶＬＯ）機能があれば強制的にＵＶＬＯが機能し、ドライバーＩＣにイネーブル（ＥＮ）機能があれば強制的にＥＮが機能する。

以上より、切替回路３１は、分圧部４２の電圧ＶＤ１が閾電圧Ｖｔｈよりも低い時に駆動信号ＤＲ１の電圧がＬとなり、分圧部４２の電圧ＶＤ１が閾電圧Ｖｔｈよりも低い状態から閾電圧Ｖｔｈよりも高い状態へ切り替わった後に駆動信号ＤＲ１の状態が調光信号ＤＩＭの状態となる。調光制御回路４３は、分圧部４２の電圧ＶＤ１が閾電圧Ｖｔｈよりも低い時に駆動信号ＤＲ１の電圧をＬにさせ分圧部４２の電圧ＶＤ１が閾電圧Ｖｔｈよりも低い状態から閾電圧Ｖｔｈよりも高い状態へ切り替わった後に駆動信号ＤＲ１の状態をパルス状の調光信号ＤＩＭの状態にさせる切り替えを切替回路３１に対して行う。

（３）点灯制御回路の動作、作用、及び、効果：
次に、図１〜６を参照して、点灯制御回路１０の動作、作用、及び、効果を説明する。
図６は、点灯制御回路１０の動作をタイミングチャートにより例示している。ここで、ＵＶＬＯ（ＥＮ）の電圧は電圧検出回路４４に入力される電圧ＶＤ１を示し、Soft Startの電圧はソフトスタート回路４５で生成されるソフトスタート信号の電圧を示し、Cathode電圧は発光ダイオード直列回路８０のカソード側８０ｃの電圧ＶＣ１を示している。

電源オン時、入力電圧ＶＩＮが立ち上がり、パルス状の調光信号ＤＩＭが生成され、ソフトスタート信号が立ち上がり始めると、分圧部４２の電圧ＶＤ１がＬからＨに立ち上がる。ソフトスタートが完了するまでは、ソフトスタート回路４５が切替回路３１をグランド側にする指示信号ＳＳ１を切替回路３１へ出力するので、切替回路３１からＦＥＴ ＱＳ１へ出力される駆動信号ＤＲ１の電圧はＬであり、反転回路ＮＰ１からＦＥＴ ＱＰ１のゲートへ出力される反転信号の電圧はＨである。

ソフトスタートが完了すると（”ＳＳ完了”）、ソフトスタート回路４５は、切替回路３１を調光信号ＤＩＭ側にする指示信号ＳＳ１を切替回路３１へ出力する。これにより、切替回路３１からＦＥＴ ＱＳ１へ出力される駆動信号ＤＲ１の状態はパルス状の調光信号ＤＩＭの状態となり、調光信号ＤＩＭに従ってＦＥＴ ＱＳ１がオンオフを繰り返してＬＥＤ８１が点灯制御される。

発光ダイオード直列回路のカソード側８０ｃとグランドとに短絡が発生すると（図６の丸１）、ＬＥＤ８１の点灯がオンからオフ、すなわち、駆動信号ＤＲ１の電圧がＨからＬに切り替わり反転信号の電圧がＬからＨに切り替わった時に（図６の丸４と丸５）、ＦＥＴ ＱＰ１がオフからオンに切り替わる。これにより、電圧検出回路４４には閾電圧Ｖｔｈよりも低い電圧が入力される（図６の丸２）。また、図５のステップＳ１０４により、電源電圧ＶＢ１の供給が停止してソフトスタート信号が立ち下がり（図６の丸３）、ＦＥＴ ＱＳ１がオフになる。従って、ドライバーＩＣに低電圧誤動作防止回路（ＵＶＬＯ）機能があれば強制的にＵＶＬＯが機能し、ドライバーＩＣにイネーブル（ＥＮ）機能があれば強制的にＥＮが機能する。
ここで、発光ダイオード直列回路のカソード側８０ｃとグランドとの短絡が継続すると、その間、電圧検出回路４４には閾電圧Ｖｔｈよりも低い電圧が入力される。これにより、ラッチ機能が実現され、発光ダイオード直列回路のカソード側８０ｃとグランドとの短絡から発光ダイオード直列回路８０等をより確実に保護することができる。

発光ダイオード直列回路のカソード側８０ｃとグランドとの短絡が解除されると、駆動信号ＤＲ１の電圧がＬで反転信号の電圧がＨである状態で発光ダイオード直列回路のカソード側８０ｃの電圧ＶＣ１がＬからＨに変わる。このとき、ＦＥＴ ＱＰ１がオンからオフに切り替わり、電圧検出回路４４には入力電圧ＶＩＮの分圧電圧、すなわち、閾電圧Ｖｔｈよりも高い電圧が入力される。すると、図５のステップＳ１０８でソフトスタート処理が開始し、電源電圧ＶＢ１の供給が開始してソフトスタート信号が徐々に立ち上がる。ソフトスタートが完了すると（”ＳＳ完了”）、ソフトスタート回路４５は、切替回路３１を調光信号ＤＩＭ側にする指示信号ＳＳ１を切替回路３１へ出力する。これにより、切替回路３１からＦＥＴ ＱＳ１へ出力される駆動信号ＤＲ１の状態はパルス状の調光信号ＤＩＭの状態となり、調光信号ＤＩＭに従ってＦＥＴ ＱＳ１がオンオフを繰り返してＬＥＤ８１が点灯制御される。このようにして、自動復帰が実現される。

以上説明したように、光源（８１）のカソード側８０ｃとグランドとが短絡していると、光源（８１）のアノード側８０ａへの電源電圧供給が停止する。従って、本態様は、より確実に光源（８１）のカソード側８０ｃとグランドとの短絡から光源（８１）等の回路を保護することができる。また、従来機能のドライバーＩＣを使用することができる。さらに、調光信号ＤＩＭが低デューティの場合でも短絡の検出精度が低下しない。

（４）変形例：
発光ダイオード直列回路は、複数列設けられてもよい。
なお、比較用電圧制御部４７を図３に示す回路とするのは必須ではなく、比較用電圧生成部を分圧部４２とするのも必須ではない。
むろん、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる点灯制御回路、バックライト駆動回路、表示装置、等でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。

以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、より確実に光源のカソード側とグランドとの短絡から保護する技術等を提供することができる。

また、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

１…表示装置、２…電源回路、３…調光信号生成回路、４…バックライト駆動回路、
１０…点灯制御回路、
２０…昇圧回路（電源電圧供給回路）、
３０…スイッチング回路、３１…切替回路、
４０…保護回路、
４１…分圧回路、４２…分圧部（比較用電圧生成部）、
４３…調光制御回路、４４…電圧検出回路、
４５…ソフトスタート回路、４６…ＦＥＴドライバー、
４７…比較用電圧制御部、
８０…発光ダイオード直列回路、８０ａ…アノード側、８０ｃ…カソード側、
８１…ＬＥＤ（発光ダイオード、光源）、
ＤＩＭ…パルス状の調光信号、ＤＲ１…駆動信号、
ＤＰ１…ダイオード（整流回路）、
ＮＰ１…反転回路、ＮＰ１ｉ…入力部、ＮＰ１ｏ…出力部、
ＱＢ１…ＦＥＴ、ＱＰ１…ＦＥＴ、ＱＳ１…ＦＥＴ（スイッチング素子）、
ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＰ１…抵抗回路、
ＶＢ１…電源電圧、ＶＣ１…カソード側の電圧、ＶＤ１…電圧、ＶＩＮ…入力電圧。

Claims (4)

1. 光源のアノード側に電源電圧を供給する電源電圧供給回路と、
   前記光源のカソード側に接続されて調光信号に従って前記光源の点灯のオンオフを繰り返すスイッチング回路と、
   前記調光信号が前記光源の点灯のオフを表す状態である場合に前記光源のカソード側の電圧がローレベルになると前記光源のアノード側への電源電圧供給を停止させ後続の前記調光信号が前記光源の点灯のオンを表す状態となる期間も前記スイッチング回路をオフに維持する保護回路と、を備えることを特徴とする点灯制御回路。
2. 前記保護回路は、
   前記電源電圧供給回路への入力電圧に対応した比較用電圧を生成するための比較用電圧生成部を有し、
   該比較用電圧生成部の電圧が閾電圧よりも低い時に前記スイッチング回路をオフに維持し、前記比較用電圧生成部の電圧が前記閾電圧よりも低い状態から該閾電圧よりも高い状態へ切り替わった後に前記スイッチング回路に前記調光信号に従ったオンオフを繰り返させ、
   前記調光信号が前記光源の点灯のオフを表す状態であり、かつ、前記光源のカソード側の電圧がローレベルである時に、前記比較用電圧生成部の電圧を前記閾電圧よりも低く維持することを特徴とする請求項１に記載の点灯制御回路。
3. 前記光源が発光ダイオードの直列回路に含まれており、
   前記電源電圧供給回路は、前記入力電圧を昇圧する昇圧回路とされ、
   前記調光信号は、ハイレベルの電圧が前記光源の点灯のオンを表す状態とされ、ローレベルの電圧が前記光源の点灯のオフを表す状態とされ、
   前記スイッチング回路は、
   前記光源のカソード側に接続されて駆動信号の電圧がハイレベルである時にオンとなり該駆動信号の電圧がローレベルである時にオフとなるスイッチング素子と、
   前記比較用電圧生成部の電圧が前記閾電圧よりも低い時に前記駆動信号の電圧がローレベルとなり、前記比較用電圧生成部の電圧が前記閾電圧よりも低い状態から該閾電圧よりも高い状態へ切り替わった後に前記駆動信号の状態が前記調光信号の状態となる切替回路とを有し、
   前記保護回路は、
   前記比較用電圧生成部の電圧が前記閾電圧よりも低い時に前記駆動信号の電圧をローレベルにさせ前記比較用電圧生成部の電圧が前記閾電圧よりも低い状態から該閾電圧よりも高い状態へ切り替わった後に前記駆動信号の状態を前記調光信号の状態にさせる切り替えを前記切替回路に対して行う調光制御回路と、
   前記光源のカソード側にカソードを接続した整流回路と、
   前記比較用電圧生成部にソースを接続し、前記整流回路のアノードにドレインを接続した電界効果トランジスタと、
   該電界効果トランジスタのドレインとゲートとの間に介装された抵抗回路と、
   前記駆動信号を入力部に入力し、前記電界効果トランジスタのゲートに出力部を接続した反転回路とを備えることを特徴とする請求項２に記載の点灯制御回路。
4. 入力電圧を昇圧して発光ダイオード直列回路のアノード側に供給する昇圧回路と、前記発光ダイオード直列回路のカソード側に接続されて該発光ダイオード直列回路を構成する発光ダイオードの点灯のオンオフを繰り返すスイッチング回路とを備える表示装置において、
   前記入力電圧の分圧部を有する分圧回路を有する保護回路を備え、
   前記スイッチング回路は、
   前記発光ダイオード直列回路のカソード側に接続されて駆動信号の電圧がハイレベルである時にオンとなり該駆動信号の電圧がローレベルである時にオフとなるスイッチング素子と、
   前記駆動信号の状態をローレベルにするかパルス状の調光信号の状態にする切替回路とを有し、
   前記保護回路は、さらに、
   前記分圧部の電圧が閾電圧よりも低いか否かを検出する電圧検出回路を有し、前記分圧部の電圧が前記閾電圧よりも低い時に前記駆動信号の電圧をローレベルにさせ前記分圧部の電圧が前記閾電圧よりも低い状態から該閾電圧よりも高い状態へ切り替わった後に前記駆動信号の状態をパルス状の調光信号の状態にさせる切り替えを前記切替回路に対して行う調光制御回路と、
   前記発光ダイオード直列回路のカソード側にカソードを接続した整流回路と、
   前記分圧部にソースを接続し、前記整流回路のアノードにドレインを接続した電界効果トランジスタと、
   該電界効果トランジスタのドレインとゲートとの間に介装された抵抗回路と、
   前記駆動信号を入力部に入力し、前記電界効果トランジスタのゲートに出力部を接続した反転回路とを備えることを特徴とする表示装置。

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