JP5685015B2 - 発光ダイオードの駆動回路およびそれを用いた発光装置、電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオードの駆動回路に関する。

近年、液晶パネルのバックライトや照明機器として、ＬＥＤ（発光ダイオード）を利用した発光装置が利用される。図１は、本発明者が検討した発光装置の構成を示す回路図である。発光装置１００３は、ＬＥＤストリング１００６と、スイッチング電源１００４と、電流源ＣＳを備える。

ＬＥＤストリング１００６は、直列に接続された複数のＬＥＤを含む。スイッチング電源１００４は、入力電圧Ｖｉｎを昇圧してＬＥＤストリング１００６の一端に駆動電圧Ｖｏｕｔを供給する。

電流源ＣＳは、ＬＥＤストリング１００６の経路上に設けられる。電流源ＣＳは、対応するＬＥＤストリング１００６に、目標輝度に応じた駆動電流Ｉ_ＬＥＤを供給する。電流源ＣＳは、出力トランジスタＱ１、電流制御抵抗Ｒ４、演算増幅器ＯＡを備える。出力トランジスタＱ１は、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタであり、駆動電流Ｉ_ＬＥＤの経路上に設けられる。電流制御抵抗Ｒ４は、出力トランジスタＱ１のコレクタと接地端子間に設けられる。演算増幅器ＯＡの出力端子は出力トランジスタＱ１のベースに接続され、その反転入力端子は出力トランジスタＱ１のコレクタと接続され、その非反転入力端子には基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。

電流源ＣＳによって、出力トランジスタＱ１のコレクタ電位、つまり電流制御抵抗Ｒ４の電圧降下が基準電圧Ｖｒｅｆと一致するようにフィードバックがかかり、駆動電流Ｉ_ＬＥＤが、基準電圧Ｖｒｅｆに応じた値に設定される。
Ｉ_ＬＥＤ＝Ｖｒｅｆ／Ｒ４

スイッチング電源１００４は、出力回路１１０２と、制御ＩＣ１１００を備える。出力回路１１０２は、インダクタＬ１、スイッチングトランジスタＭ１、整流ダイオードＤ１、出力キャパシタＣ１を含む。制御ＩＣ１１００は、スイッチングトランジスタＭ１のオン、オフのデューティ比を制御することにより、駆動電圧Ｖｏｕｔを調節する。誤差増幅器ＥＡは、出力トランジスタＱ１のベース電圧Ｖｂと基準電圧Ｖｒｅｆの誤差を増幅する。制御ＩＣ１１００は、誤差増幅器ＥＡの出力信号を受け、ベース電圧Ｖｂと基準電圧Ｖｒｅｆが一致するように、出力電圧Ｖｏｕｔを調節する。

特開２０１０−０１５９６７号公報 特開２００９−１８８１３５号公報

図１の発光装置１００３において、出力トランジスタＱ１のベース電圧Ｖｂおよびコレクタ電圧Ｖｃは、いずれも基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなるように調節される。したがって、出力トランジスタＱ１のベースコレクタ間電圧は、ベースエミッタ間電圧Ｖｆと等しくなる。

ベースエミッタ間電圧Ｖｆの小さなトランジスタは高価であるため、コストを下げるためにＶｆの大きなトランジスタを利用する場合がある。Ｖｆの大きなトランジスタを用いると、出力トランジスタＱ１のコレクタエミッタ間電圧が大きくなるため、出力トランジスタＱ１の消費電力が大きくなり、発熱も大きくなる。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、バイポーラトランジスタの発熱を抑制可能な電流駆動回路の提供にある。

本発明のある態様は、発光ダイオードストリングを駆動する駆動回路に関する。この駆動回路は、そのエミッタが発光ダイオードストリングのカソードと接続された、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタである出力トランジスタと、出力トランジスタのエミッタと固定電圧端子の間に順に直列に設けられた、熱分散抵抗および電流制御抵抗と、その出力端子が出力トランジスタのベースと接続され、その非反転入力端子が熱分散抵抗と電流制御抵抗の接続点に接続され、その反転入力端子に基準電圧が印加された演算増幅器と、出力トランジスタのベースの電位が基準電圧と一致するように駆動電圧を生成し、発光ダイオードストリングのアノードに供給するスイッチング電源と、を備える。

この態様によると、出力トランジスタのコレクタエミッタ間電圧が、熱分散抵抗の電圧降下の分だけ小さくなり、出力トランジスタの消費電力、言い換えれば発熱量を低減することができる。

熱分散抵抗の抵抗値は、熱分散抵抗の電圧降下が、出力トランジスタのベースエミッタ間電圧の２０％以上となるように決められてもよい。
この場合、消費電力を、出力トランジスタと熱分散抵抗とに好適に分散させることができる。

本発明の別の態様は、発光装置である。この装置は、発光ダイオードストリングと、発光ダイオードストリングを駆動する上述のいずれかの態様の駆動回路と、を備える。

本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、液晶パネルと、液晶パネルのバックライトとして設けられた上述の発光装置と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明のある態様によれば、簡易に位相シフトバースト調光を実現できる。

本発明者が検討した発光装置の構成を示す回路図である。 実施の形態に係るスイッチング電源を備える電子機器の構成を示す回路図である。 図２の電流駆動回路の動作モードを決定するフローチャートである。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

図２は、実施の形態に係るスイッチング電源を備える電子機器の構成を示す回路図である。

電子機器２は、ノートＰＣ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの電池駆動型の機器であり、発光装置３とＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル５を備える。発光装置３はＬＣＤパネル５のバックライトとして設けられる。

発光装置３は、発光素子であるＬＥＤストリング６＿１〜６＿ｎと、電流駆動回路８と、スイッチング電源４と、を備える。チャンネル数ｎは最大で８であり、電子機器２の設計者が、ＬＣＤパネル５のサイズや電子機器２の種類などに応じて決定する。すなわちチャンネル数ｎは、１〜８で任意の個数を取り得る。

各ＬＥＤストリング６は、直列に接続された複数のＬＥＤを含む。スイッチング電源４は、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、入力端子Ｐ１に入力された入力電圧（たとえば電池電圧）Ｖｉｎを昇圧して、出力端子Ｐ２から出力電圧（駆動電圧）Ｖｏｕｔを出力する。複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿ｎそれぞれの一端（アノード）は、出力端子Ｐ２に共通に接続される。

スイッチング電源４は、制御ＩＣ１００および出力回路１０２を備える。出力回路１０２は、インダクタＬ１、整流ダイオードＤ１、スイッチングトランジスタＭ１、出力キャパシタＣ１を含む。出力回路１０２のトポロジーは一般的であるため、説明を省略する。

制御ＩＣ１００のスイッチング端子Ｐ４は、スイッチングトランジスタＭ１のゲートと接続される。制御ＩＣ１００は、ＬＥＤストリング６の点灯に必要な出力電圧Ｖｏｕｔが得られるように、フィードバックによりスイッチングトランジスタＭ１のオン、オフのデューティ比を調節する。なおスイッチングトランジスタＭ１は制御ＩＣ１００に内蔵されてもよい。

抵抗Ｒ１、Ｒ２は、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧することにより、それに応じたフィードバック電圧Ｖｏｕｔ’を生成する。フィードバック電圧Ｖｏｕｔ’はフィードバック端子Ｐ３（ＯＶＰ端子）に入力される。図示しない過電圧保護（Over Voltage Protection）回路（不図示）は、フィードバック電圧Ｖｏｕｔ’がしきい値を超えると、過電圧保護を行う。

電流駆動回路８は、複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿ｎの他端（カソード）側に設けられる。電流駆動回路８は、ＬＥＤストリング６＿１〜６＿ｎそれぞれに、目標輝度に応じた間欠的な駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１〜Ｉ_ＬＥＤｎを供給する。

電流駆動回路８は、チャンネルごとに設けられた複数の電流源ＣＳ_１〜ＣＳ_ｎ、バーストコントローラ９、制御入力端子Ｐ５、スタンバイ端子（ＳＴＢ端子）Ｐ６、チャンネルごとのバースト調光端子ＢＳ１〜ＢＳ８、チャンネルごとの電流制御端子ＣＬ１〜ＣＬ８、チャンネルごとのコンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ８、コンパレータＣＯＭＰ９を備える。

ｉ番目の電流源ＣＳ_ｉは、対応するＬＥＤストリング６＿ｉに駆動電流Ｉ_ＬＥＤｉを供給する。電流源ＣＳ_ｉは、出力回路ＣＳｂ_ｉと制御部ＣＳａ_ｉを含む。出力回路ＣＳｂ_ｉは、出力トランジスタＱ１、電流制御抵抗Ｒ４、プルアップ抵抗Ｒ５および熱分散抵抗Ｒ７を含む。出力トランジスタＱ１はＰＮＰ型バイポーラトランジスタであり、そのエミッタは、ＬＥＤストリング６＿ｉのカソードと接続される。熱分散抵抗Ｒ７および電流制御抵抗Ｒ４は、出力トランジスタＱ１のエミッタと固定電圧端子（接地端子）の間に順に直列に設けられる。熱分散抵抗Ｒ７と電流制御抵抗Ｒ４の接続点の電圧Ｖ_Ｒ４、つまり電流制御抵抗Ｒ４の電圧降下は、電流制御端子ＣＬｉへと入力される。プルアップ抵抗Ｒ５は、出力トランジスタＱ１のベースエミッタ間に設けられる。その他のチャンネルも同様に構成される。

抵抗Ｒ４には、駆動電流Ｉ_ＬＥＤｉに比例した電圧降下Ｖ_Ｒ４が発生する。
Ｖ_Ｒ４＝Ｉ_ＬＥＤｉ×Ｒ４
制御部ＣＳａ_ｉは、対応する電圧降下Ｖ_Ｒ４が基準電圧Ｖｒｅｆと一致するように、出力トランジスタＱ１のベース電圧を調節する。つまり点灯期間において、
Ｉ_ＬＥＤｉ＝Ｖｒｅｆ／Ｒ４
が成り立つ。

制御部ＣＳａ_ｉは、演算増幅器ＯＡ１、トランジスタＭ４を含む。トランジスタＭ４は、バースト調光端子ＢＳｉと接地端子の間に設けられる。演算増幅器ＯＡ１の非反転入力端子（＋）には基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、その反転入力端子（−）には電流制御端子ＣＬの電圧、つまり電流制御抵抗Ｒ４の電圧降下Ｖ_Ｒ４が入力される。演算増幅器ＯＡ１の出力電圧は、トランジスタＭ４のゲートと接続される。この電流源ＣＳ_ｉによって、Ｖ_Ｒ４＝Ｖｒｅｆが成り立つようにフィードバックがかかり、各チャンネルにおいて基準電圧Ｖｒｅｆに応じた駆動電流Ｉ_ＬＥＤｉを生成することができる。なお、トランジスタＭ４は、演算増幅器ＯＡ４の出力段の一部と把握してもよいし、トランジスタＭ４を省略してもよい。

制御入力端子Ｐ５は、バースト調光を行う際に利用されるパルス幅変調された調光パルス信号ＰＷＭが入力される。調光パルス信号ＰＷＭの第１レベル（たとえばハイレベル）は、ＬＥＤストリング６の点灯期間Ｔ_ＯＮを、その第２レベル（たとえばローレベル）は消灯期間Ｔ_ＯＦＦを指示する。このＰＷＭ調光パルス信号ＰＷＭのデューティ比、すなわち点灯期間Ｔ_ＯＮおよび消灯期間Ｔ_ＯＦＦは、全チャンネル共通で利用される。

スタンバイ端子Ｐ６には、電流駆動回路８のスタンバイ状態と動作状態を指示するスタンバイ信号ＳＴＢが入力される。具体的には、スタンバイ信号ＳＴＢがローレベル（たとえば０〜０．８Ｖ）のとき、電流駆動回路８はスタンバイ状態となる。スタンバイ信号ＳＴＢがハイレベル（＞０．８Ｖ）のとき、電流駆動回路８は動作状態となり、ＬＥＤストリング６に駆動電流を供給する。

バーストコントローラ９は、スタンバイ信号ＳＴＢの電圧レベルＶ_ＳＴＢおよび８チャンネルそれぞれのバースト調光端子ＢＳ１〜ＢＳ８の電圧レベルＶ_ＢＳ１〜Ｖ_ＢＳ８にもとづき、以下のモードが切りかえ可能となっている。

ａ． 全チャンネル共通モードφ_ＣＯＭ
このモードにおいてバーストコントローラ９は位相シフトを行わず、接続されるＬＥＤストリング６の個数にかかわらず、駆動対象となるすべてのチャンネルのＬＥＤストリングを、それらの駆動電流Ｉ_ＬＥＤの位相をすべて揃えて駆動する。このモードでは各チャンネルの駆動電流の位相差がゼロであることからφ_０とも記す。

ｂ． 位相シフトモードφ_{ＳＨＩＦＴ}
このモードにおいてバーストコントローラ９は、各チャンネルの発光ダイオードストリングを、それぞれの駆動電流の位相がシフトするように駆動する。位相シフトモードｂは、以下の３つのモードを含む。

ｂ１． ９０度位相シフトモードφ_９０
このモードでは、第１〜第４チャンネルが駆動対象とされ、ＬＥＤストリング６＿１〜６＿４に対する駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１〜Ｉ_ＬＥＤ４の位相が、互いに調光パルス信号ＰＷＭの１／４周期シフトされる。

ｂ２． ６０度位相シフトモードφ_６０
このモードでは、第１〜第６チャンネルのＬＥＤストリング６＿１〜６＿６に対する駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１〜Ｉ_ＬＥＤ６の位相が、互いに調光パルス信号ＰＷＭの１／６周期シフトされる。

ｂ３． ４５度位相シフトモードφ_４５
このモードでは、第１から第８チャンネルのＬＥＤストリング６＿１〜６＿８に対する駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１〜Ｉ_ＬＥＤ８の位相が、互いに調光パルス信号ＰＷＭの１／８周期シフトされる。

バーストコントローラ９は、各モードに応じたバースト制御信号ＰＷＭ_１〜ＰＷＭ_８を生成し、電流源ＣＳ_１〜ＣＳ_８に供給する。バースト制御信号ＰＷＭ_ｉがハイレベルのとき、電流源ＣＳ_ｉは動作状態となって駆動電流Ｉ_ＬＥＤｉを生成し、それが点灯期間Ｔ_ＯＮとなる。反対にバースト制御信号ＰＷＭ_ｉがローレベルのとき、電流源ＣＳ_ｉは停止状態となり、それが消灯期間Ｔ_ＯＦＦとなる。

スタンバイ信号ＳＴＢがローレベルからハイレベルへとアサートされた後の一定時間の間、判定期間Ｔ_ＪＤＧとなる。判定期間Ｔ_ＪＤＧは、たとえば調光パルス信号ＰＷＭの数周期、具体的には３周期程度である。この判定期間Ｔ_ＪＤＧにおいてバーストコントローラ９は、スタンバイ信号ＳＴＢの電圧レベルＶ_ＳＴＢおよび８チャンネルそれぞれのバースト調光端子ＢＳ１〜ＢＳ８の電圧レベルＶ_ＢＳ１〜Ｖ_ＢＳ８にもとづき、モードを決定する。図３は、図２の電流駆動回路８の動作モードを決定するフローチャートである。

はじめにバーストコントローラ９は、スタンバイ信号ＳＴＢの電圧レベルＶ_ＳＴＢに応じて、動作モードを決定する。スタンバイ信号ＳＴＢの電圧レベルＶ_ＳＴＢが所定の第１範囲に含まれるとき、全チャンネル共通モードφ_０に設定される。コンパレータＣＯＭＰ９は、電圧Ｖ_ＳＴＢをしきい値電圧Ｖｔｈ１と比較し、比較結果を示す判定信号Ｓ９を出力する。判定信号Ｓ９がＶ_ＳＴＢ＞Ｖｔｈ１を示すとき（Ｓ１００のＹ）、バーストコントローラ９は全チャンネル共通モードφ_０に設定される（Ｓ１０２）。

スタンバイ信号ＳＴＢの電圧レベルＶ_ＳＴＢが所定の第２の電圧範囲に含まれるとき、バーストコントローラ９は位相シフトモードφ_{ＳＨＩＦＴ}に設定される。第２電圧範囲は、Ｖ_ＳＴＢ＜Ｖｔｈ１であるため、判定信号Ｓ９がＶ_ＳＴＢ＜Ｖｔｈ１を示すとき（Ｓ１００のＮ）、バーストコントローラ９は位相シフトモードφ_{ＳＨＩＦＴ}となる。

位相シフトモードφ_{ＳＨＩＦＴ}に設定されたバーストコントローラ９は、続いて各チャンネルのバースト調光端子ＢＳの電圧レベルＶ_ＢＳ１〜Ｖ_ＢＳ８にもとづき、９０度、６０度、４５度位相シフトモードのいずれかに設定される。

コンパレータＣＯＭＰ１〜ＣＯＭＰ８は、チャンネルごとに設けられ、対応するチャンネルの電圧Ｖ_ＢＳ１〜Ｖ_ＢＳ８を、所定のしきい値電圧Ｖｔｈ２と比較する。しきい値電圧Ｖｔｈ２は、たとえば０．１Ｖ程度が好ましい。ｉ番目のチャンネルのコンパレータＣＯＭＰｉは、Ｖ_ＢＳｉ＜Ｖｔｈ２のときハイレベル（Ｈ）、Ｖ_ＢＳｉ＞Ｖｔｈ２のときローレベル（Ｌ）となる検出信号Ｓｉを出力する。

ｉ番目のバースト調光端子ＢＳｉにＬＥＤストリング６＿ｉが接続されるとき、駆動電流Ｉ_ＬＥＤｉがゼロであればその電圧レベルＶ_ＢＳｉは、出力電圧Ｖｏｕｔ付近まで上昇する。一方、バースト調光端子ＢＳｉにＬＥＤストリング６＿ｉが接続されていないとき、その電圧レベルＶ_ＢＳｉは、接地電圧付近まで低下する。つまり、コンパレータＣＯＭＰｉの出力信号Ｓｉは、ＬＥＤストリング６＿ｉの接続の有無を示す。

バーストコントローラ９は、判定期間Ｔ_ＪＤＧにおいて第５から第８チャンネルのすべてのバースト調光端子ＢＳ５〜ＢＳ８の電位Ｖ_ＢＳ５〜Ｖ_ＢＳ８が、所定の第２しきい値電圧Ｖｔｈ２より低いとき、言い換えれば、条件式
Ｓ５＝＝Ｈ ＆＆ Ｓ６＝Ｈ ＆＆ Ｓ７＝Ｈ ＆＆ Ｓ８＝Ｈ
を満たすとき（Ｓ１０４のＹ）、９０度位相シフトモードφ_９０に設定される（Ｓ１０６）。これは、第５から第８チャンネルにＬＥＤストリング６＿５〜６＿８が接続されていない状態を示す。（Ａ＝Ｂ）は、ＡとＢが等しいとき真（１）を、そうでないとき偽（０）を示す演算子であり、「＆＆」は、論理積を示す演算子である。

上記条件式を満たさないとき（Ｓ１０４のＮ）、処理Ｓ１０８に進む。第７、第８チャンネルのバースト調光端子ＢＳ７、ＢＳ８の電位Ｖ_ＢＳ７、Ｖ_ＢＳ８が、第２しきい値電圧Ｖｔｈ２より低いとき、言い換えれば、条件式
Ｓ７＝Ｈ ＆＆ Ｓ８＝Ｈ
を満たすとき（Ｓ１０８のＹ）、第１〜第６チャンネルが駆動対象となり、６０度位相シフトモードφ_６０に設定される（Ｓ１１０）。

それ以外のとき（Ｓ１０８のＮ）、すべてのチャンネルが駆動対象となり、４５度位相シフトモードφ_４５に設定される（Ｓ１１２）。

このようにして、チャンネルごとにＬＥＤストリング６の接続の有無が判定される。誤差増幅器ＥＡ１は、駆動期間において、ＬＥＤストリング６が接続されているチャンネルそれぞれの電圧Ｖ_ＢＳのうち、最も低いひとつと、基準電圧Ｖｒｅｆ（たとえば０．３Ｖ）の誤差を増幅し、誤差に応じた誤差電圧Ｖｅｒｒを生成する。誤差電圧Ｖｅｒｒは、トランジスタＱ２および抵抗Ｒ６を介してＦＢ端子から出力され、制御ＩＣ１００のフィードバック端子に入力される。制御ＩＣ１００は、駆動期間において、ＬＥＤストリング６が接続されているチャンネルそれぞれの電圧Ｖ_ＢＳのうち最も低いひとつと、基準電圧Ｖｒｅｆが一致するように、出力電圧Ｖｏｕｔを調節する。

以上が発光装置３の構成である。続いてその動作を説明する。
複数のチャンネルのうち、出力トランジスタＱ１のベース電圧Ｖ_ＢＳが最も低いチャンネルに着目する。
出力トランジスタＱ１のベース電圧Ｖ_ＢＳは、スイッチング電源４によって基準電圧Ｖｒｅｆと一致するようにフィードバック制御される。また電流制御抵抗Ｒ４の電圧降下Ｖ_Ｒ４は、電流源ＣＳによって基準電圧Ｖｒｅｆと一致するようにフィードバック制御される。出力トランジスタＱ１のベースエミッタ間電圧をＶｆ、コレクタエミッタ間電圧をＶ_ＣＥ、熱分散抵抗Ｒ７の電圧降下をＶ_Ｒ７と書くとき、出力トランジスタＱ１のエミッタ電圧に関して以下の式が成り立つ。
Ｖｒｅｆ＋Ｖｆ＝Ｖｒｅｆ＋Ｖ_Ｒ７＋Ｖ_ＣＥ …（１）

式（１）を変形すると、式（２）を得る。
Ｖ_ＣＥ＝Ｖｆ−Ｖ_Ｒ７ …（２）

式（２）から分かるように、出力トランジスタＱ１のコレクタエミッタ間電圧Ｖ_ＣＥは、熱分散抵抗Ｒ７を設けない場合に比べて、熱分散抵抗Ｒ７の電圧降下Ｖ_Ｒ７分だけ小さくすることができる。このことは、出力トランジスタＱ１の消費電力、すなわち発熱量を低減できることを意味する。

出力トランジスタＱ１の発熱量を低減することにより、発光装置３を搭載する電子機器２の熱対策が容易となり、それに要するコストを低減できる。

十分な熱分散の効果を得るためには、熱分散抵抗Ｒ７の電圧降下Ｖ_Ｒ７が、出力トランジスタＱ１のベースエミッタ間電圧Ｖｆの２０％程度、もしくはそれ以上となるように、熱分散抵抗Ｒ７の抵抗値を設計することが望ましい。
０．２×Ｖｆ＜Ｖ_Ｒ７＜Ｖｆ …（３）
熱分散抵抗Ｒ７の電圧降下Ｖ_Ｒ７は、式（４）で与えられる。
Ｖ_Ｒ７＝Ｉ_ＬＥＤ×Ｒ７ …（４）
したがって、熱分散抵抗Ｒ７の抵抗値を、以下の範囲となるよう設計することにより、出力トランジスタＱ１の発熱量を好適に低減することができる。
０．２×Ｖｆ／Ｉ_ＬＥＤ＜Ｒ７＜Ｖｆ／Ｉ_ＬＥＤ

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセス、それらの組み合わせには、さまざまな変形例が存在しうる。以下、こうした変形例について説明する。

実施の形態ではインダクタを用いた非絶縁型のスイッチング電源を説明したが、本発明はトランスを用いた絶縁型のスイッチング電源にも適用可能である。

実施の形態では、発光装置３のアプリケーションとして電子機器を説明したが、用途は特に限定されず、照明などにも利用できる。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

Ｑ１…出力トランジスタ、Ｌ１…インダクタ、Ｃ１…出力キャパシタ、Ｄ１…整流ダイオード、Ｍ１…スイッチングトランジスタ、２…電子機器、３…発光装置、４…スイッチング電源、Ｒ４…電流制御抵抗、Ｒ７…熱分散抵抗、５…ＬＣＤパネル、ＢＳ…バースト調光端子、ＣＬ…電流制御端子、Ｒ５…プルアップ抵抗、６…ＬＥＤストリング、８…電流駆動回路、９…バーストコントローラ、１００…制御ＩＣ、１０２…出力回路、ＣＳ…電流源。

Claims (4)

1. 発光ダイオードストリングを駆動する駆動回路であって、
   そのエミッタが前記発光ダイオードストリングのカソードと接続された、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタである出力トランジスタと、
   前記出力トランジスタのコレクタと固定電圧端子の間に順に直列に設けられた、熱分散抵抗および電流制御抵抗と、
   その出力端子が前記出力トランジスタのベースと接続され、その非反転入力端子が前記熱分散抵抗と前記電流制御抵抗の接続点に接続され、その反転入力端子に基準電圧が印加された演算増幅器と、
   前記出力トランジスタのベースの電位と基準電圧の誤差を増幅する誤差増幅器と、
   前記誤差増幅器の出力信号にもとづいて、前記ベースの電位が前記基準電圧と一致するように駆動電圧を生成し、前記発光ダイオードストリングのアノードに供給するスイッチング電源と、
   を備えることを特徴とする駆動回路。
2. 前記熱分散抵抗の抵抗値は、前記熱分散抵抗の電圧降下が、前記出力トランジスタのベースエミッタ間電圧の２０％以上となるように決められることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
3. 発光ダイオードストリングと、
   前記発光ダイオードストリングを駆動する請求項１または２に記載の駆動回路と、
   を備えることを特徴とする発光装置。
4. 液晶パネルと、
   前記液晶パネルのバックライトとして設けられた請求項３に記載の発光装置と、
   を備えることを特徴とする電子機器。

Images