JP5749465B2

JP5749465B2 - 発光素子の駆動回路、それを用いた発光装置および電子機器

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Publication number: JP5749465B2
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Inventors: 義和佐々木
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Description

本発明は、発光素子の駆動技術に関し、特にその過電流保護技術に関する。

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）をはじめとする発光素子を利用した発光装置が利用される。図１は、比較技術に係る発光装置の構成例を示す回路図である。発光装置１００３は、ＬＥＤストリング６と、スイッチング電源１００４と、を備える。

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１００４は、入力端子Ｐ１に入力された入力電圧Ｖｉｎを昇圧して、出力端子Ｐ２に接続されたＬＥＤストリング６の一端に駆動電圧Ｖｏｕｔを供給する。

スイッチング電源１００４は、出力回路１０２と、制御ＩＣ１１００を備える。出力回路１０２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。

ＬＥＤストリング６の経路上には、ＰＷＭ調光用スイッチ（トランジスタ）Ｍ２および電流検出用の検出抵抗Ｒ１が設けられる。コントローラ１０１０は、目標輝度に応じてデューティ比が調節されるＰＷＭ調光用のパルス信号Ｇ２を生成する。ドライバＤＲ２は、パルス信号Ｇ２にもとづき、ＰＷＭ調光用スイッチＭ２をスイッチングする。

検出抵抗Ｒ２には、ＬＥＤストリング６に流れる駆動電流Ｉ_ＤＲＶに比例した電圧降下（検出電圧）Ｖ_Ｒ１が発生する。誤差増幅器ＥＡ１は、検出電圧Ｖ_Ｒ１と、制御電圧Ｖ_ＲＥＦとの誤差を増幅し、フィードバック電圧Ｖ_ＦＢを生成する。コントローラ１０１０は、フィードバック電圧Ｖ_ＦＢにもとづいてパルス変調されるゲートパルス信号Ｇ１を生成する。ドライバＤＲ１は、ゲートパルス信号Ｇ１にもとづいてスイッチングトランジスタＭ１をスイッチングする。

以上の構成により、
Ｉ_ＤＲＶ＝Ｖ_ＲＥＦ／Ｒ２
が成り立つように、フィードバックがかかり、制御電圧Ｖ_ＲＥＦに応じた輝度でＬＥＤストリング６を発光させることができる。

特開２００９−２６１１５８号公報

発光装置１００３において、回路素子を保護するために、過電流検出が行われる。コンパレータＣＭＰ１は、検出電圧Ｖ_Ｒ１を、所定のしきい値電圧Ｖ_ＴＨ１と比較し、Ｖ_Ｒ１＞Ｖ_ＴＨ１となると、つまり駆動電流Ｉ_ＤＲＶが所定のしきい値を超えて過電流状態が検出されると、過電流検出信号ＯＣＰ１をアサート（ハイレベル）する。コントローラ１０１０は、過電流検出信号ＯＣＰ１がアサートされると、ゲートパルス信号Ｇ１をローレベルとし、スイッチングトランジスタＭ１をオフする。

また、スイッチングトランジスタＭ１の経路上には、検出抵抗Ｒ２が設けられる。検出抵抗Ｒ２には、インダクタＬ１に流れる電流Ｉ_Ｌ１に比例した電圧降下（検出電圧Ｖ_Ｒ２）が発生する。コンパレータＣＭＰ２は、検出電圧Ｖ_Ｒ２を所定のしきい値電圧Ｖ_ＴＨ２と比較し、Ｖ_Ｒ２＞Ｖ_ＴＨ２となると、つまりコイル電流Ｉ_Ｌが所定のしきい値を超えて過電流状態が検出されると、過電流検出信号ＯＣＰ２をアサートする。コントローラ１０１０は、過電流検出信号ＯＣＰ２がアサートされると、ゲートパルス信号Ｇ１をローレベルとし、スイッチングトランジスタＭ１をオフする。

従来では、しきい値電圧Ｖ_ＴＨ１、Ｖ_ＴＨ２は、インダクタＬ１やＬＥＤ、ＰＷＭ調光用スイッチＭ２の最大定格電流に応じて設定されており、それらは駆動電流Ｉ_ＤＲＶの大小にかかわらず、一定値に固定されていた。

本発明者は、このような発光装置１００３について検討し、以下の課題を認識するに至った。従来の回路では、回路素子を保護することのみを目的としていたため、最大定格電流を超えない範囲において、非常に大きな電流が流れることが許容されていた。つまり、本来は流すべきでない無駄な電流が流れ得るため、そこには消費電力をさらに削減する余地がある。

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、回路を確実に保護しつつ、消費電力を低減可能な制御回路の提供にある。

本発明のある態様は、発光素子に駆動電圧および駆動電流を供給する駆動回路に関する。駆動回路は、発光素子の経路上に設けられた第１検出抵抗と、発光素子の目標輝度に応じたレベルを有する制御電圧と、制御電圧に比例した第１しきい値電圧を出力する電圧源と、第１検出抵抗の電圧降下が制御電圧と一致するようにデューティ比が調節される、ゲートパルス信号を生成するコントローラと、ゲートパルス信号にもとづき、駆動電圧を生成するスイッチング電源を駆動するドライバと、第１検出抵抗の電圧降下が第１しきい値電圧を超えると、第１過電流検出信号をアサートし、スイッチング電源のスイッチング動作を停止せしめる第１コンパレータと、を備える。

この態様によると、第１検出抵抗の抵抗値をＲ１、制御電圧をＶ_ＤＩＭと書くとき、駆動電流の目標値Ｉ_ＤＲＶ’は、
Ｉ_ＤＲＶ’＝Ｖ_ＤＩＭ／Ｒ１
で与えられる。また、第１しきい値電圧Ｖ_ＴＨ１が比例定数Ｋ１を用いて、
Ｖ_ＴＨ１＝Ｖ_ＤＩＭ×Ｋ１
で与えられるとき、過電流状態のしきい値電流Ｉ_ＴＨ１は、
Ｉ_ＴＨ１＝Ｖ_ＤＩＭ×Ｋ１／Ｒ１
で与えられる。つまりしきい値電流Ｉ_ＴＨ１を、駆動電流の目標値Ｉ_ＤＲＶ’に比例させることができる。つまり、駆動電流の目標値Ｉ_ＤＲＶ’に応じて、しきい値電流Ｉ_ＴＨ１、つまり回路に流れる電流の上限値を設定することができ、回路を安全に保護しつつも、しきい値電流を高いレベルに固定した場合に比べて、消費電力を低減することができる。

電圧源は、制御電圧に比例した第２しきい値電圧をさらに出力してもよい。駆動回路は、スイッチング電源のスイッチング素子の経路上に設けられた第２検出抵抗と、第２検出抵抗の電圧降下が第２しきい値電圧を超えると、第２過電流検出信号をアサートし、スイッチング素子をオフせしめる第２コンパレータと、をさらに備えてもよい。
この場合、スイッチング素子に流れる電流の過電流状態を検出するしきい値を、駆動電流に応じて変化させることができるため、回路を安全に保護しつつ、消費電力を低減することができる。

本発明の別の態様もまた、発光素子に駆動電圧および駆動電流を供給する駆動回路に関する。この駆動回路は、発光素子の目標輝度に応じたレベルを有する制御電圧と、制御電圧に比例した第１しきい値電圧を出力する電圧源と、発光素子の経路上に直列に設けられたトランジスタおよび第１検出抵抗と、第１検出抵抗の電圧降下が制御電圧と一致するように、トランジスタの制御端子の電圧を調節する誤差増幅器と、トランジスタおよび第１検出抵抗の電圧降下の合計が所定の基準電圧と一致するようにデューティ比が調節される、ゲートパルス信号を生成するコントローラと、ゲートパルス信号にもとづき、駆動電圧を生成するスイッチング電源を駆動するドライバと、第１検出抵抗の電圧降下が第１しきい値電圧を超えると、第１過電流検出信号をアサートし、スイッチング電源のスイッチング動作を停止せしめる第１コンパレータと、を備える。

電圧源は、制御電圧に比例した第２しきい値電圧をさらに出力してもよい。駆動回路は、スイッチング電源のスイッチング素子の経路上に設けられた第２検出抵抗と、第２検出抵抗の電圧降下が第２しきい値電圧を超えると、第２過電流検出信号をアサートし、スイッチング素子をオフせしめる第２コンパレータと、をさらに備えてもよい。

本発明のさらに別の態様は、発光装置である。この発光装置は、発光素子と、発光素子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、回路保護の機能を損なうことなく、消費電力を低減できる。

比較技術に係る発光装置の構成例を示す回路図である。本発明の第１の実施の形態に係る駆動回路を備える電子機器の構成を示す回路図である。第２の実施の形態に係る駆動回路の構成を示す回路図である。

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、本発明の第１の実施の形態に係る駆動回路４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と、その駆動回路４を備える。

ＬＥＤストリング６は、直列に接続された複数のＬＥＤを含む。駆動回路４は、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータを含み、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。ＬＥＤストリング６の一端（アノード）は、出力端子Ｐ２に接続される。

駆動回路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、かつＬＥＤストリング６が目標の輝度で発光するように、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。

ＬＥＤストリング６の経路上には、具体的にはＬＥＤストリング６のカソードと接地端子の間には、ＰＷＭ調光用スイッチＭ２が設けられる。ＰＷＭ調光用スイッチＭ２のオン、オフ比率（デューティ比）を調節することにより、ＬＥＤストリング６の点灯期間と消灯期間の比率が調節され、ＬＥＤストリング６の実効的な輝度を調節することができる。これをＰＷＭ調光という。

第１検出抵抗Ｒ１は、ＬＥＤストリング６の経路上、具体的にはＬＥＤストリング６のカソードと接地端子の間に設けられる。制御ＩＣ１００には、ＬＥＤストリング６の目標輝度に応じた制御信号ＤＩＭが入力される。制御信号ＤＩＭは、アナログ電圧であってもよいし、デジタル信号であってもよい。

電圧源２０は、制御信号ＤＩＭを受け、それに応じた制御電圧Ｖ_ＤＩＭを出力する。さらに電圧源２０は、制御電圧Ｖ_ＤＩＭに比例した第１しきい値電圧Ｖ_ＴＨ１、第２しきい値電圧Ｖ_ＴＨ２を生成する。２つのしきい値電圧Ｖ_ＴＨ１、Ｖ_ＴＨ２は、比例定数Ｋ１、Ｋ２を用いて以下の式で与えられる。
Ｖ_ＴＨ１＝Ｖ_ＤＩＭ×Ｋ１
Ｖ_ＴＨ２＝Ｖ_ＤＩＭ×Ｋ２
なお、定数Ｋ１、Ｋ２は１より大きい値に設定される。定数Ｋ１は、１．５〜２の範囲であることが望ましい。定数Ｋ２は、インダクタＬ１のインダクタンス値などに応じて適切に設定する。

図２には、制御信号ＤＩＭがアナログ電圧であるときの、電圧源２０の具体的な構成例が示される。電圧源２０は、制御信号ＤＩＭを受けるバッファＢＵＦと、バッファＢＵＦの出力電圧を分圧するための、直列に接続された複数の抵抗を備える。複数の抵抗の接続ノード（タップ）から、制御電圧Ｖ_ＤＩＭと、それと比例関係を有するしきい値電圧Ｖ_ＴＨ１、Ｖ_ＴＨ２が出力される。当業者であれば、抵抗の分圧比が比例定数Ｋ１、Ｋ２を与えることが理解できよう。

制御信号ＤＩＭがデジタル信号の場合、電圧源２０は、制御信号ＤＩＭをアナログ電圧に変換するＤ／Ａコンバータをさらに備えてもよい。なお電圧源２０の構成は図２のそれに限定されず、別の構成であってもよい。

誤差増幅器ＥＡ１は、第１検出抵抗Ｒ１に生ずる電圧降下Ｖ_Ｒ１と制御電圧Ｖ_ＤＩＭの誤差を増幅し、誤差電圧Ｖ_ＦＢを生成する。コントローラ１０は誤差電圧Ｖ_ＦＢを受け、第１検出抵抗Ｒ１の電圧降下Ｖ_Ｒ１が制御電圧Ｖ_ＤＩＭと一致するようにデューティ比が調節される、ゲートパルス信号Ｇ１を生成する。第１ドライバＤＲ１は、ゲートパルス信号Ｇ１にもとづきＤＣ／ＤＣコンバータを駆動する。

第１コンパレータＣＭＰ１は、第１検出抵抗Ｒ１の電圧降下Ｖ_Ｒ１が第１しきい値電圧Ｖ_ＴＨ１を超えると、第１過電流検出信号ＯＣＰ１をアサートする。コントローラ１０は、第１過電流検出信号ＯＣＰ１がアサートされると直ちにゲートパルス信号Ｇ１をローレベルに固定し、スイッチングトランジスタＭ１をオフすることによりＤＣ／ＤＣのスイッチング動作を停止する。

第２検出抵抗Ｒ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングトランジスタＭ１の経路上に設けられる。第２コンパレータＣＭＰ２は、第２検出抵抗Ｒ２の電圧降下Ｖ_Ｒ２が第２しきい値電圧Ｖ_ＴＨ２を超えると第２過電流検出信号ＯＣＰ２をアサートする。コントローラ１０は、第２過電流検出信号ＯＣＰ２がアサートされると直ちにゲートパルス信号Ｇ１をローレベルに固定し、スイッチングトランジスタＭ１をオフすることによりＤＣ／ＤＣのスイッチング動作を停止する。

以上が駆動回路４の構成である。続いてその動作を説明する。
発光装置３が正常に動作するとき、駆動電流Ｉ_ＤＲＶは、
Ｉ_ＤＲＶ＝Ｖ_ＤＩＭ／Ｒ１
に安定化される。

いま何らかの異常や故障によって、ＬＥＤストリング６に流れる電流Ｉ_ＤＲＶが、目標値を超えて増大し、しきい値電流Ｉ_ＴＨ１を超えたとする。そうすると、コントローラ１０によって過電流保護が行われる。具体的にはスイッチングトランジスタＭ１が直ちにオフされ、ＬＥＤストリング６に対する電力供給が停止する。

駆動回路４の利点は、比較技術との対比によって明確となる。比較技術では、駆動電流Ｉ_ＤＲＶの目標値にかかわらず、固定的なしきい値電流Ｉ_ＴＨ（たとえば２００ｍＡとする）が設定されていた。したがって、駆動電流Ｉ_ＤＲＶの目標値が小さな場合、たとえば２０ｍＡの場合でも、ＬＥＤストリング６に２００ｍＡが流れない限り保護動作が行われず、無駄な電流が消費されることになる。

これに対し、図２の駆動回路４では、過電流状態のしきい値電流Ｉ_ＴＨ１は、
Ｉ_ＴＨ１＝Ｖ_ＤＩＭ×Ｋ１／Ｒ１
で与えられる。つまりしきい値電流Ｉ_ＴＨ１は、駆動電流の目標値Ｖ_ＤＩＭ／Ｒ１に追従して動的に変化する。たとえばＫ１＝１．５のとき、駆動電流Ｉ_ＤＲＶの目標値が２０ｍＡのとき、しきい値電流Ｉ_ＴＨ１は３０ｍＡとなり、３０ｍＡ以上の電流は流れないように保護がかかる。つまり、比較技術よりも、１７０ｍＡの消費電流を低減することができる。

つまり、駆動電流Ｉ_ＤＲＶの目標値に応じて、しきい値電流Ｉ_ＴＨ１、つまり回路に流れる電流の上限値を設定することができ、回路を安全に保護しつつも、しきい値電流を高いレベルに固定した場合に比べて、消費電力を低減することができる。

第２コンパレータＣＭＰ２による、スイッチングトランジスタＭ１に流れる電流に対する過電流保護についても、同様の効果を得ることができる。

（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態に係る駆動回路４ａの構成を示す回路図である。駆動回路４ａは、複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿ｍを駆動可能に構成され、制御ＩＣ１００、出力回路１０２に加えて、電流ドライバ８を備える。

電流ドライバ８は、ＬＥＤストリング６ごとに設けられた電流源ＣＳを備える。各電流源ＣＳは、トランジスタＭ３、第１検出抵抗Ｒ１、誤差増幅器ＥＡ２を含む。トランジスタＭ３および第１検出抵抗Ｒ１は、対応するＬＥＤストリング６の経路上に直列に設けられる。誤差増幅器ＥＡ２は、第１検出抵抗Ｒ１の電圧降下Ｖ_Ｒ１が制御電圧Ｖ_ＤＩＭと一致するように、トランジスタＭ３の制御端子の電圧を調節する。各電流源ＣＳによって、対応するＬＥＤストリング６に流れる駆動電流Ｉ_ＤＲＶが、Ｉ_ＤＲＶ＝Ｖ_ＤＩＭ／Ｒ１に安定化される。

誤差増幅器ＥＡ１は、トランジスタＭ３および第１検出抵抗Ｒ１の電圧降下の合計、言い換えれば、ＬＥＤストリング６のカソードの電位と、所定の基準電圧Ｖ_ＲＥＦとの誤差に応じたフィードバック電圧Ｖ_ＦＢを生成する。誤差増幅器ＥＡ１には、複数の反転入力端子が設けられ、それぞれには、複数のＬＥＤストリング６のカソード電圧が入力される。誤差増幅器ＥＡ１は、複数のカソード電圧のうち、最も低い電圧と、基準電圧Ｖ_ＲＥＦの誤差を増幅する。コントローラ１０はフィードバック電圧Ｖ_ＦＢを受け、最も低いカソード電圧が、基準電圧Ｖ_ＲＥＦと一致するようにデューティ比が調節される、ゲートパルス信号Ｇ１を生成する。

第１コンパレータＣＭＰ１_１〜ＣＭＰ１_ｍは、電流源ＣＳ_１〜ＣＳ_ｍごとに設けられる。各第１コンパレータＣＭＰ１は、対応する第１検出抵抗Ｒ１の電圧降下Ｖ_Ｒ１が第１しきい値電圧Ｖ_ＴＨ１を超えると、第１過電流検出信号ＯＣＰ１をアサートする。

以上が駆動回路４ａの構成である。続いてその動作を説明する。
図３の駆動回路４ａにおいても、図２の駆動回路４と同様に、駆動電流Ｉ_ＤＲＶは、Ｖ_ＤＩＭ／Ｒ１を目標値として安定化される。また、過電流保護のしきい値電流Ｉ_ＴＨ１、Ｉ_ＴＨ２はそれぞれ、Ｖ_ＤＩＭ×Ｋ１／Ｒ１、Ｖ_ＤＩＭ×Ｋ２／Ｒ１で与えられる。したがって、しきい値電流Ｉ_ＴＨ１、Ｉ_ＴＨ２は、駆動電流Ｉ_ＤＲＶの目標値に比例する。

したがって図３の駆動回路４ａによれば、図２の駆動回路４と同様に、駆動電流Ｉ_ＤＲＶの目標値に応じてしきい値電流Ｉ_ＴＨ１、つまり回路に流れる電流の上限値を設定することができ、回路を安全に保護しつつも、しきい値電流を高いレベルに固定した場合に比べて、消費電力を低減することができる。

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。

第１、第２の実施の形態において、第２しきい値電圧Ｖ_ＴＨ２は、以下のように生成してもよい。制御ＩＣ１００の起動直後、出力電圧Ｖｏｕｔが低い状態においては、短時間で出力電圧Ｖｏｕｔを目標値に立ち上げるために、出力キャパシタＣ１を、比較的大きな電流で充電する必要がある。もし起動直後において、制御信号ＤＩＭのレベルが低く、第２しきい値電圧Ｖ_ＴＨ２が低く設定されていると、第２コンパレータＣＭＰ２によって過電流リミットがかかり、出力電圧Ｖｏｕｔの上昇速度が遅くなるという問題が生じるうる。

そこで制御ＩＣ１００に、出力電圧Ｖｏｕｔを、所定のしきい値電圧Ｖ_ＴＨ３と比較する起動検出用のコンパレータをさらに設ける。そして電圧源２０は、出力電圧Ｖｏｕｔがしきい値電圧Ｖ_ＴＨ３よりも低いときには、十分な充電電流が得られるように、制御信号ＤＩＭ（制御電圧Ｖ_ＤＩＭ）とは無関係に、十分に高い一定レベルに設定する。電圧源２０はその後、出力電圧Ｖｏｕｔがしきい値電圧Ｖ_ＴＨ３を超えると、制御電圧Ｖ_ＤＩＭに比例した第２しきい値電圧ＶＴＨ２を生成してもよい。この変形例によれば、出力電圧Ｖｏｕｔの立ち上がり速度を犠牲にすることなく、過電流保護を行うことができる。

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。

また、本実施の形態において、ハイレベル、ローレベルの論理信号の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。

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。

２…電子機器、３…発光装置、４…駆動回路、５…ＬＣＤパネル、６…ＬＥＤストリング、８…電流ドライバ、１０…コントローラ、２０…電圧源、１００…制御ＩＣ、１０２…出力回路、ＥＡ１…誤差増幅器、ＤＲ１…第１ドライバ、ＤＲ２…第２ドライバ、ＣＭＰ１…第１コンパレータ、ＣＭＰ２…第２コンパレータ、Ｒ１…第１検出抵抗、Ｒ２…第２検出抵抗、Ｍ２…ＰＷＭ調光用スイッチ、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、ＯＣＰ１…第１過電流検出信号、ＯＣＰ２…第２過電流検出信号。

Claims

発光素子に駆動電圧および駆動電流を供給する駆動回路であって、
前記発光素子の経路上に設けられた第１検出抵抗と、
前記発光素子の目標輝度に応じたレベルを有する制御電圧と、前記目標輝度の変化に応じて変化する第１しきい値電圧を出力する電圧源と、
前記第１検出抵抗の電圧降下が前記制御電圧と一致するようにデューティ比が調節される、ゲートパルス信号を生成するコントローラと、
前記ゲートパルス信号にもとづき、前記駆動電圧を生成するスイッチング電源を駆動するドライバと、
前記第１検出抵抗の電圧降下が前記第１しきい値電圧を超えると、第１過電流検出信号をアサートし、前記スイッチング電源のスイッチング動作を停止せしめる第１コンパレータと、
を備え、
前記電圧源は、
少なくとも、前記制御電圧として第１の制御電圧、又は前記第１の制御電圧よりも高い第２の制御電圧を出力し、
前記第１の制御電圧を出力する場合には、前記第２の制御電圧よりも低い前記第１しきい値電圧を出力することを特徴とする駆動回路。
前記電圧源は、前記制御電圧に比例した第２しきい値電圧をさらに出力し、
前記駆動回路は、
前記スイッチング電源のスイッチング素子の経路上に設けられた第２検出抵抗と、
前記第２検出抵抗の電圧降下が前記第２しきい値電圧を超えると、第２過電流検出信号をアサートし、前記スイッチング素子をオフせしめる第２コンパレータと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
前記電圧源は、前記駆動電圧が所定の第３しきい値電圧より低いとき、前記第２しきい値電圧を、前記制御電圧とは無関係な一定レベルに固定し、前記駆動電圧が前記第３しきい値電圧を超えると、前記制御電圧に比例した前記第２しきい値電圧を出力することを特徴とする請求項２に記載の駆動回路。
発光素子に駆動電圧および駆動電流を供給する駆動回路であって、
前記発光素子の目標輝度に応じたレベルを有する制御電圧と、前記目標輝度の変化に応じて変化する第１しきい値電圧を出力する電圧源と、
前記発光素子の経路上に直列に設けられたトランジスタおよび第１検出抵抗と、
前記第１検出抵抗の電圧降下が前記制御電圧と一致するように、前記トランジスタの制御端子の電圧を調節する誤差増幅器と、
前記トランジスタおよび前記第１検出抵抗の電圧降下の合計が所定の基準電圧と一致するようにデューティ比が調節される、ゲートパルス信号を生成するコントローラと、
前記ゲートパルス信号にもとづき、前記駆動電圧を生成するスイッチング電源を駆動するドライバと、
前記第１検出抵抗の電圧降下が前記第１しきい値電圧を超えると、第１過電流検出信号をアサートし、前記スイッチング電源のスイッチング動作を停止せしめる第１コンパレータと、
を備え、
前記電圧源は、
少なくとも、前記制御電圧として第１の制御電圧、又は前記第１の制御電圧よりも高い第２の制御電圧を出力し、
前記第１の制御電圧を出力する場合には、前記第２の制御電圧よりも低い前記第１しきい値電圧を出力することを特徴とする駆動回路。
前記電圧源は、前記制御電圧に比例した第２しきい値電圧をさらに出力し、
前記駆動回路は、
前記スイッチング電源のスイッチング素子の経路上に設けられた第２検出抵抗と、
前記第２検出抵抗の電圧降下が前記第２しきい値電圧を超えると、第２過電流検出信号をアサートし、前記スイッチング素子をオフせしめる第２コンパレータと、
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の駆動回路。
前記電圧源は、前記駆動電圧が所定の第３しきい値電圧より低いとき、前記第２しきい値電圧を、前記制御電圧とは無関係な一定レベルに固定し、前記駆動電圧が前記第３しきい値電圧を超えると、前記制御電圧に比例した前記第２しきい値電圧を出力することを特徴とする請求項５に記載の駆動回路。
発光素子と、
前記発光素子を駆動する請求項１から６のいずれか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。
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７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。