JP5771450B2 - 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、関連技術に係る発光装置の構成を示す回路図である。

発光装置３ｒは、複数チャンネルのＬＥＤストリング（ＬＥＤ列）６＿１〜６＿Ｎと、それを駆動する駆動回路１００ｒを備える。各チャンネルのＬＥＤストリング６は、直列に接続された複数のＬＥＤを含む。複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿Ｎのアノード側の一端は共通に接続され、図示しないスイッチング電源４により生成される駆動電圧Ｖ_ＯＵＴが印加される。

駆動ＩＣ１００ｒは、ひとつの半導体基板上に一体集積化された機能ＩＣ（Integrated Circuit）であり、複数のチャンネルごとに設けられた、複数の電流源ＣＳｒ_１〜ＣＳｒ_Ｎを備える。

複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿Ｎのカソード側の一端は、駆動ＩＣ１００ｒのＬＥＤ端子ＬＥＤ_１〜ＬＥＤ_Ｎに接続される。ｉ番目（１≦ｉ≦Ｎ）の電流源ＣＳｒ_ｉは、対応するＬＥＤストリング６＿ｉの経路上に設けられる。具体的には電流源ＣＳｒ_ｉは、対応するＬＥＤストリング６＿ｉに、目標輝度に応じた駆動電流Ｉ_ＬＥＤｉを供給する。

電流源ＣＳｒ_ｉは、第１トランジスタＭ１_ｉ、電流検出抵抗Ｒｓ_ｉ、演算増幅器ＯＡ_ｉを備える。第１トランジスタＭ１_ｉおよび電流検出抵抗Ｒｓ_ｉは、対応するＬＥＤ端子ＬＥＤ_ｉと接地端子間に直列に設けられる。演算増幅器ＯＡ_ｉの非反転入力端子には基準電圧Ｖ_ＲＥＦが印加され、その反転入力端子には、第１トランジスタＭ１_ｉと電流検出抵抗Ｒｓ_ｉの接続点の電位Ｖｓ_ｉがフィードバックされる。演算増幅器ＯＡ_ｉの出力端子は、第１トランジスタＭ１_ｉのゲートと接続される。

この電流源ＣＳｒ_ｉでは、Ｖｓ_ｉ＝Ｖ_ＲＥＦが成り立つようにフィードバックがかかり、その結果、式（１）で与えられる駆動電流Ｉ_ＬＥＤｉが生成される。
Ｉ_ＬＥＤｉ＝Ｖ_ＲＥＦ／Ｒｓ_ｉ …（１）

各チャンネルのＬＥＤ端子の電位Ｖ_ＬＥＤｉは、駆動電圧ＶＯＵＴおよびＬＥＤストリング６＿ｉの電圧降下Ｖ_Ｆｉを用いて、式（２）で与えられる。
Ｖ_ＬＥＤｉ＝Ｖ_ＯＵＴ−Ｖ_Ｆｉ …（２）

スイッチング電源４は、複数のＬＥＤ端子の電圧Ｖ_ＬＥＤ１〜Ｖ_ＬＥＤＮのうち、最も電圧レベルが低いひとつが、所定の基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿Ｏ}と一致するように、出力電圧Ｖ_ＯＵＴを調節する。基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿Ｏ}は、各チャンネルの第１トランジスタＭ_１〜Ｍ_Ｎが飽和領域で動作するように設定される。

特開２０１０−２７２７６３号公報 特開２００５−１１８９５号公報

ＬＥＤ端子の電位Ｖ_ＬＥＤｉは、電流検出抵抗Ｒｓ_ｉの電圧Ｖｓ_ｉと、第１トランジスタＭ１のドレインソース間電圧Ｖｄｓ_ｉの和で与えられ、上述のようにＶｓ_ｉ＝Ｖ_ＲＥＦが成り立つため、式（３）が成り立つ。
Ｖ_ＬＥＤｉ＝Ｖ_ＲＥＦ＋Ｖｄｓ_ｉ …（３）

式（２）および（３）から、各チャンネルの第１トランジスタＭ１のドレインソース間電圧Ｖｄｓ_ｉは式（４）で与えられる。
Ｖｄｓ_ｉ＝Ｖ_ＯＵＴ−Ｖ_ＲＥＦ−Ｖ_Ｆｉ …（４）

複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿Ｎの電圧降下Ｖ_Ｆ１〜Ｖ_ＦＮは、均一ではなく、チャンネルごとにばらつく。したがって、ＬＥＤストリング６の電圧降下Ｖ_Ｆが小さなチャンネルでは、ドレインソース間電圧Ｖｄｓ_ｉが大きくなる。たとえば、ＬＥＤストリング６の順方向電圧Ｖ_Ｆの平均値が３０Ｖであり、１０％程度ばらつくとすると、順方向電圧Ｖ_Ｆが小さなチャンネルでは、第１トランジスタＭ１のドレインソース間電圧は、他のチャンネルのドレインソース間電圧よりも３Ｖも大きくなる。

ドレインソース間電圧が大きくなると、第１トランジスタＭ１による発熱が大きくなり、駆動回路の温度が上昇する。この問題は、第１トランジスタＭ１としてディスクリート素子を用い、駆動ＩＣ１００の外付けにすることにより解決することもできるが、これは駆動回路の低コスト化、小面積化という要請に反することになる。

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、温度上昇を抑制可能な駆動回路の提供にある。

本発明のある態様は、それぞれの一端が共通に接続された複数の発光ダイオードストリングに接続され、複数の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、各発光ダイオードストリングごとに、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第１端子と第３端子の間に設けられた第１トランジスタと、第２端子と第３端子の間に設けられた第２トランジスタと、その第１入力端子に所定の基準電圧が入力され、その第２入力端子が第３端子と接続され、その出力端子が第１トランジスタの制御端子と接続された演算増幅器と、を備えて、ひとつの半導体基板に一体集積化される。駆動回路は、第１端子に、対応する発光ダイオードストリングの他端が接続され、第１端子と第２端子の間に外部抵抗が接続され、第３端子と接地端子の間に検出抵抗が接続された状態において、対応する発光ダイオードストリングに駆動電流を供給するように構成される。

本発明の別の態様もまた、駆動回路に関する。この駆動回路は、各発光ダイオードストリングごとに、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第１端子と第３端子の間に順に直列に設けられた、第１トランジスタおよび検出抵抗と、第１トランジスタと並列に設けられた第２トランジスタと、その第１入力端子に所定の基準電圧が入力され、その第２入力端子に第１トランジスタと検出抵抗の接続点の電位が入力され、その出力端子が第１トランジスタの制御端子と接続された演算増幅器と、を備えてひとつの半導体基板に一体集積化される。駆動回路は、第１端子に、対応する発光ダイオードストリングの他端が接続され、第１端子と第２端子の間に外部抵抗が接続され、第３端子が接地された状態において、対応する発光ダイオードストリングに駆動電流を供給するように構成される。

これら態様によると、発光ダイオードストリングに流れる駆動電流のうち、一部は第１トランジスタを含む第１経路に流れ、残りの部分は、外部抵抗および第２トランジスタを含む第２経路に流れる。そして第１端子の電位が高くなるほど、第１経路に流れる電流が減少し、反対に第２経路に流れる電流が増加する。したがって、発光ダイオードストリングの順方向電圧（電圧降下）のばらつきによって、第１端子の電位が高くなっても、第１経路に流れる電流が減少するため、第１トランジスタの発熱量を抑制することができる。反対に第２経路に流れる電流は増大するが、これは駆動回路に外付けされる外部抵抗によって熱に変換されるため、駆動回路自体の発熱を抑制することができる。

上述のいずれかの態様において、駆動回路は、各発光ダイオードストリングごとに、駆動電流をバースト調光するためのバースト制御信号を受けるドライバを備えてもよい。ドライバは、バースト制御信号が点灯期間を示すときに、第２トランジスタをオンし、バースト制御信号が消灯期間を示すときに、第２トランジスタをオフしてもよい。
この態様によれば、バースト調光が実現できる。

ある態様の駆動回路は、複数の第１端子に生ずる電圧のうち最も低い電圧と、所定の第２基準電圧との誤差電圧を生成する誤差増幅器をさらに備えてもよい。複数の発光ダイオードストリングの共通に接続された一端に駆動電圧を供給するスイッチング電源は、誤差電圧にもとづき、最も低い電圧が第２基準電圧と一致するように駆動電圧を調節してもよい。

本発明の別の態様は、発光装置に関する。発光装置は、それぞれの一端が共通に接続された複数の発光ダイオードストリングと、複数の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、複数の発光ダイオードストリングの共通に接続された一端に駆動電圧を供給するスイッチング電源と、を備える。

本発明の別の態様は、電子機器に関する。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発光装置と、を備えてもよい。発光装置は、それぞれの一端が共通に接続された複数の発光ダイオードストリングと、複数の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、複数の発光ダイオードストリングの共通に接続された一端に駆動電圧を供給するスイッチング電源と、を備えてもよい。

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、温度上昇を抑制できる。

関連技術に係る発光装置の構成を示す回路図である。 実施の形態に係る駆動ＩＣを備える電子機器の構成を示す回路図である。 図２の電流源ＣＳにおける、ＬＥＤ電圧Ｖ_ＬＥＤと駆動電流Ｉ_ＬＥＤの関係を示す図である。 変形例に係る駆動ＩＣ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、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その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、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その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、実施の形態に係る駆動ＩＣ１００を備える電子機器２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、複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿Ｎと、駆動ＩＣ１００と、スイッチング電源４と、を備える。

複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿Ｎの一端（アノード）は共通に接続される。複数の発光ダイオードストリングの列の数Ｎは任意であり、ＬＣＤパネル５のサイズに応じて決められる。ＬＥＤストリング６＿１〜６＿Ｎの共通に接続されたアノードには、スイッチング電源４が生成した駆動電圧Ｖ_ＯＵＴが供給される。

駆動ＩＣ１００は、ひとつの半導体基板に一体集積化された機能ＩＣであり、複数のＬＥＤストリング６＿１〜６＿Ｎの他端（カソード）に接続され、各ＬＥＤストリング６に対して駆動電流Ｉ_ＬＥＤ１〜Ｉ_ＬＥＤＮを供給する。

図２には、駆動ＩＣ１００のうち、ひとつのＬＥＤストリング６＿１に対応する部分のみが示される。その他のＬＥＤストリング６＿２〜６＿Ｎに対応する部分の構成は、図２のそれと同様であるため省略される。

駆動ＩＣ１００は、ＬＥＤストリング６ごとに、第１端子Ｐ１、第２端子Ｐ２、第３端子Ｐ３、第１トランジスタＭ１、第２トランジスタＭ２、演算増幅器ＯＡ、ドライバＤＲを備える。

第１トランジスタＭ１は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であり、第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２の間に設けられる。第２トランジスタＭ２は、第１トランジスタＭ１と同型のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、第２端子Ｐ２と第３端子Ｐ３の間に設けられる。演算増幅器ＯＡの第１入力端子（非反転入力端子）には、所定の基準電圧Ｖ_ＲＥＦが入力され、その第２入力端子（反転入力端子）は第３端子Ｐ３と接続される。演算増幅器ＯＡの出力端子は、第１トランジスタＭ１の制御端子（ゲート）と接続される。

誤差増幅器ＥＡは、複数の第１端子Ｐ１に生ずるＬＥＤ電圧Ｖ_ＬＥＤ１〜Ｖ_ＬＥＤＮのうち最も低いＬＥＤ電圧と、所定の第２基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿０}との誤差電圧Ｖ_ＥＲＲを生成する。パルス変調器１０は、誤差電圧Ｖ_ＥＲＲに基づき、パルス信号Ｓ_Ｐを生成する。パルス変調器１０は、パルス幅変調器、あるいはパルス周波数変調器など公知の回路であり、最も低いＬＥＤ電圧と基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿Ｏ}が一致するようにパルス信号Ｓ_Ｐのデューティ比を調節する。スイッチング電源４のスイッチング素子（不図示）は、パルス信号Ｓ_Ｐにもとづいてスイッチングされる。その結果、駆動電圧Ｖ_ＯＵＴは、最も低いＬＥＤ電圧が、基準電圧Ｖ_{ＬＥＤ＿Ｏ}と一致するように調節される。

駆動ＩＣ１００は、各ＬＥＤストリング６に対する駆動電流Ｉ_ＬＥＤを間欠的に発生させることにより、点灯時間と消灯時間を交互に繰り返し、それらの時間比率によってＬＥＤストリング６の実効的な輝度を制御する。これをバースト調光という。

バーストコントローラ１２は、ＬＥＤストリング６＿ｉ毎に、点灯期間において第１レベル（たとえばハイレベル）、消灯期間において第２レベル（たとえばローレベル）をとるバースト制御信号ＰＷＭ_ｉを生成し、対応する電流源ＣＳ_ｉに出力する。

各電流源ＣＳ_ｉは、バースト制御信号ＰＷＭ_ｉを受け、バースト制御信号ＰＷＭ_ｉが点灯期間Ｔ_ＯＮを示すときに、第２トランジスタＭ２をオンし、バースト制御信号ＰＷＭ_ｉが消灯期間Ｔ_ＯＦＦを示すときに、第２トランジスタＭ２をオフする。また演算増幅器ＯＡ_ｉは、バースト制御信号ＰＷＭ_ｉを受け、バースト制御信号ＰＷＭ_ｉが点灯期間Ｔ_ＯＮを示すときに、第１トランジスタＭ１_ｉをオンし、バースト制御信号ＰＷＭ_ｉが消灯期間Ｔ_ＯＦＦを示すときに、第１トランジスタＭ１_ｉをオフする。

以上が駆動ＩＣ１００の構成である。

第１端子Ｐ１には、対応するＬＥＤストリング６の他端（カソード）が接続され、第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２の間には、外部抵抗Ｒｅｘｔが外付けされる。第３端子Ｐ３と外部の接地端子の間には、検出抵抗Ｒｓが外付けされる。

第１トランジスタＭ１、第２トランジスタＭ２、演算増幅器ＯＡ、ドライバＤＲ、外部抵抗Ｒｅｘｔ、電流検出抵抗Ｒｓは、駆動電流Ｉ_ＬＥＤを生成する電流源ＣＳを構成する。

図３は、図２の電流源ＣＳにおける、ＬＥＤ電圧Ｖ_ＬＥＤと駆動電流Ｉ_ＬＥＤの関係を示す図である。図３には、横軸をＬＥＤ電圧Ｖ_ＬＥＤとして、駆動電流Ｉ_ＬＥＤ（実線）、第１トランジスタＭ１を含む第１経路に流れる電流Ｉａ（破線）、外部抵抗Ｒｅｘｔおよび第２トランジスタＭ２を含む第２経路に流れる電流Ｉｂ（一点鎖線）が示される。

Ｖ_ＬＥＤ＜Ｖ１の領域では、第１トランジスタＭ１および第２トランジスタＭ２が非飽和領域であるため、第１経路、第２経路ともに電流Ｉａ、Ｉｂはほとんど流れない。

Ｖ１＜Ｖ_ＬＥＤの飽和領域において、第２トランジスタＭ２がオンの点灯期間において第２経路に流れる電流Ｉｂは、式（５）で与えられる。
Ｉｂ＝Ｖ_ＬＥＤ／（Ｒｓ＋Ｒ_ＯＮ２＋Ｒｅｘｔ） …（５）
Ｒ_ＯＮ２は、第２トランジスタＭ２のオン抵抗である。すなわち電流Ｉｂは、第１端子Ｐ１に生ずるＬＥＤ電圧Ｖ_ＬＥＤに比例する。第２トランジスタＭ２のサイズは、Ｒ_ＯＮ２＜Ｒｅｘｔを満たすように設計される。

一方、Ｖ１＜Ｖ_ＬＥＤ＜Ｖ２においては、演算増幅器ＯＡによって、第３端子Ｐ３の電位Ｖｓが、基準電圧Ｖ_ＲＥＦと一致するようにフィードバックがかかる。したがって、電流検出抵抗Ｒｓに流れる駆動電流Ｉ_ＬＥＤは、式（６）で与えられる一定値をとる。
Ｉ_ＬＥＤ＝Ｖ_ＲＥＦ／Ｒｓ …（６）

駆動電流Ｉ_ＬＥＤは、第１経路と第２経路の電流Ｉａ、Ｉｂの和であるから、第１経路に流れる電流Ｉａは、式（７）で与えられる。
Ｉａ＝Ｉ_ＬＥＤ−Ｉｂ＝Ｖ_ＲＥＦ／Ｒｓ−Ｖ_ＬＥＤ／（Ｒｓ＋Ｒ_ＯＮ２＋Ｒｅｘｔ） …（７）
言い換えれば、第１経路に流れる電流Ｉａは、駆動電流Ｉ_ＬＥＤが一定となるように調節される。これは演算増幅器ＯＡが、電圧Ｖ_ＬＥＤが増加するほど、第１トランジスタＭ１のゲート電圧を低下させて、第１トランジスタＭ１のオン抵抗Ｒ_ＯＮ１が増大することにより実現されている。

Ｖ_ＬＥＤ＝Ｖ２となると、電流Ｉａは０Ａとなる。電流Ｉａは負にはならないため、Ｖ２＜Ｖ_ＬＥＤの領域ではＩａ＝０であり、駆動電流Ｉ_ＬＥＤは、第２経路の電流Ｉｂと等しくなる。つまり、基準電圧Ｖ_ＲＥＦによって制御できなくなる。

駆動ＩＣ１００は、Ｖ１＜Ｖ_ＬＥＤ＜Ｖ２の範囲において、基準電圧Ｖ_ＲＥＦに比例し、検出抵抗Ｒｓに反比例する駆動電流Ｉ_ＬＥＤを生成できる。ＬＥＤストリング６の電圧降下Ｖ_Ｆのばらつきを無視すれば、ＬＥＤ電圧Ｖ_ＬＥＤは、第２基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿Ｏ}と一致するようにフィードバックがかかる。したがって、誤差増幅器ＥＡに入力される第２基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿Ｏ}は、Ｖ１＜Ｖ_{ＲＥＦ＿Ｏ}＜Ｖ２の範囲で決めることが望ましい。

実際にはＬＥＤストリング６の電圧降下Ｖ_Ｆはチャンネルごとにばらつく。ＬＥＤストリング６の電圧降下Ｖ_Ｆのばらつきの最大値をΔＶ_Ｆとするとき、第２基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｏは、不等式（８）を満たすように決めることが望ましい。
Ｖ_１＜Ｖ_{ＲＥＦ＿Ｏ}＜Ｖ２−ΔＶ_Ｆ …（８）

なぜなら電圧降下Ｖ_Ｆが最も大きいｊ番目（ｊは、１≦ｊ≦Ｎの任意の整数）のチャンネルにおいて、Ｖ_ＬＥＤｊ＝Ｖ_{ＲＥＦ＿Ｏ}が成り立つように駆動電圧Ｖ_ＯＵＴが調節される。このとき、電圧降下Ｖ_Ｆが最も小さいｋ番目（ｊ≠ｋ）のチャンネルにおいて、ＬＥＤ電圧Ｖ_ＬＥＤｋが最も高くなり、その電位Ｖ_ＬＥＤｋは、電圧降下Ｖ_ＦのばらつきΔＶ_Ｆを用いて式（９）で与えられる。
Ｖ_ＬＥＤｋ＝Ｖ_ＬＥＤｊ＋ΔＶ_Ｆ …（９）

したがって、すべてのチャンネルにおいて
Ｖ１＜Ｖ_ＬＥＤ＜Ｖ２
が成り立つことになり、所望の駆動電流Ｉ_ＬＥＤを発生させることができる。

以上が駆動ＩＣ１００の動作である。
駆動ＩＣ１００によると、ＬＥＤストリング６_ｉに流れる駆動電流ＩＬＥＤ_ｉのうち、一部Ｉａは第１トランジスタＭ１_ｉを含む第１経路に流れ、残りの部分Ｉｂは、外部抵抗Ｒｅｘｔ_ｉおよび第２トランジスタＭ２_ｉを含む第２経路に流れる。そして第１端子Ｐ１の電位ＶＬＥＤ_ｉが高くなるほど、第１経路に流れる電流Ｉａが減少し、反対に第２経路に流れる電流Ｉｂが増加する。

ＬＥＤストリング６＿１〜６＿Ｎの順方向電圧（電圧降下）Ｖ_Ｆ１〜Ｖ_ＦＮのばらつきによって、ｋ番目のチャンネル第１端子Ｐ１の電位Ｖ_ＬＥＤｋが高くなり、第１トランジスタＭ１のドレインソース間電圧Ｖｄｓ_ｉが増大しても、第１経路に流れる電流Ｉａが減少するため、第１トランジスタＭ１の発熱量を抑制することができる。これにより、駆動ＩＣ１００の温度が上昇するのを抑制できる。

一方で、ｋ番目のチャンネルにおいて、外部抵抗Ｒｅｘｔ_ｋおよび第２トランジスタＭ２_ｋを含む第２経路に流れる電流Ｉｂは増大する。
第２トランジスタＭ２_ｋの消費電力Ｐ_Ｍ２、外部抵抗Ｒｅｘｔ_ｋの消費電力Ｐ_ＲＥＸＴはそれぞれ、式（１０ａ）、（１０ｂ）で与えられる。
Ｐ_Ｍ２＝Ｒ_ＯＮ２×Ｉｂ^２ …（１０ａ）
Ｐ_ＲＥＸＴ＝Ｒｅｘｔ_ｋ×Ｉｂ^２ …（１０ｂ）

Ｒ_ＯＮ２＜Ｒ_ｅｘｔｋが成り立つとき、第２経路における消費電力は、外部抵抗Ｒｅｘｔによるものが支配的となり、これは駆動ＩＣ１００の外部の外部抵抗Ｒｅｘｔにおいて熱に変換される。したがって第２トランジスタＭ２_ｋでの発熱を抑制することができ、駆動ＩＣ１００の温度上昇を抑制することができる。

図２の駆動ＩＣ１００は、第２基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿Ｏ}に応じて、回路の動作点を制御できるという利点を有する。
具体的には、式（８）を満たす範囲において、第２基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿Ｏ}を高くするほど、すべてのチャンネルにおいて第２経路に流れる電流Ｉｂが支配的となるため、駆動ＩＣ１００の発熱を抑制することができる。この反面、回路全体としての消費電力は増大し、効率は悪化する。

反対に、第２基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿Ｏ}を低くするほど、すべてのチャンネルにおいて、第２経路に流れる電流Ｉａが支配的となるため、駆動ＩＣ１００の発熱量は増大する。この反面、回路全体としての消費電力は低下する。

駆動ＩＣ１００によれば、駆動ＩＣ１００の発熱量が問題とならない範囲において、第２基準電圧Ｖ_{ＲＥＦ＿Ｏ}をなるべく低く設定することにより、発熱量と効率の双方の要求を満たすことができる。

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。

実施の形態では、電流検出抵抗Ｒｓ_１〜Ｒｓ_Ｎが駆動ＩＣ１００に外付けされる場合を説明したが、電流検出抵抗Ｒｓは駆動ＩＣ１００に内蔵してもよい。図４は、変形例に係る駆動ＩＣ１００ａの構成を示す回路図である。図４には電流源ＣＳｉに関連する構成のみが示され、その他は省略される。

第１トランジスタＭ１_ｉおよび電流検出抵抗Ｒｓ_ｉは、第１端子Ｐ１と第３端子Ｐ３の間に順に直列に設けられる。第２トランジスタＭ２_ｉは、第１トランジスタＭ１_ｉと並列に接続される。

駆動ＩＣ１００ａは、第１端子Ｐ１に、対応するＬＥＤストリング６＿ｉのカソードが接続され、第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２の間に外部抵抗Ｒｅｘｔ_ｉが外付けされ、第３端子Ｐ３が接地された状態において、対応するＬＥＤストリング６＿ｉに駆動電流Ｉ_ＬＥＤｉ＝Ｖ_ＲＥＦ／Ｒｓ_ｉを供給するように構成される。

この変形例によれば、図３の駆動ＩＣ１００と同様の効果を得ることができる。なお、電流検出抵抗Ｒｓが駆動ＩＣ１００ａに内蔵されるため、電流検出抵抗Ｒｓの発熱によって、駆動ＩＣ１００ａの温度が上昇するが、電流検出抵抗Ｒｓの抵抗値を、第１トランジスタＭ１、第２トランジスタＭ２それぞれのオン抵抗Ｒ_ＯＮ１、Ｒ_ＯＮ２ならびに外部抵抗Ｒｅｘｔの抵抗値より低く設計することにより、および／または、第１トランジスタＭ１と電流検出抵抗Ｒｓを離れた位置に配置するなどしてレイアウトを工夫することにより、熱集中を防止し、駆動ＩＣ１００の温度が上昇しすぎるのを防止できる。

実施の形態では、第１トランジスタＭ１および第２トランジスタＭ２がＮチャンネルＭＯＳＦＥＴの場合を説明したが、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成してもよい。この場合演算増幅器ＯＡの反転入力端子と非反転入力端子が入れ替えられる。

また、第１トランジスタＭ１および第２トランジスタＭ２は、バイポーラトランジスタで構成してもよい。

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、具体的な用語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…スイッチング電源、Ｒｓ…電流検出抵抗、ＯＡ…演算増幅器、Ｍ１…第１トランジスタ、Ｍ２…第２トランジスタ、Ｐ１…第１端子、Ｐ２…第２端子、Ｐ３…第３端子、Ｒｅｘｔ…外部抵抗、ＤＲ…ドライバ、５…ＬＣＤパネル、６…ＬＥＤストリング、１０…パルス変調器、１２…バーストコントローラ、１００…駆動ＩＣ、ＣＳ…電流源。

Claims (9)

1. それぞれの一端が共通に接続された複数の発光ダイオードストリングに接続され、前記複数の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、
   各発光ダイオードストリングごとに、
   第１端子と、
   第２端子と、
   第３端子と、
   前記第１端子と前記第３端子の間に設けられた第１トランジスタと、
   前記第２端子と前記第３端子の間に設けられた第２トランジスタと、
   その第１入力端子に所定の基準電圧が入力され、その第２入力端子が前記第３端子と接続され、その出力端子が前記第１トランジスタの制御端子と接続された演算増幅器と、
   を備えてひとつの半導体基板に一体集積化され、
   前記第１端子に、対応する前記発光ダイオードストリングの他端が接続され、前記第１端子と前記第２端子の間に外部抵抗が接続され、前記第３端子と接地端子の間に検出抵抗が接続された状態において、対応する発光ダイオードストリングに駆動電流を供給するように構成された駆動回路。
2. 各発光ダイオードストリングごとに、
   前記駆動電流をバースト調光するためのバースト制御信号を受け、前記バースト制御信号が点灯期間を示すときに、前記第２トランジスタをオンし、前記バースト制御信号が消灯期間を示すときに、前記第２トランジスタをオフするドライバと、
   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。
3. 複数の前記第１端子に生ずる電圧のうち最も低い電圧と、所定の第２基準電圧との誤差電圧を生成する誤差増幅器をさらに備え、
   前記複数の発光ダイオードストリングの共通に接続された前記一端に駆動電圧を供給するスイッチング電源は、前記誤差電圧にもとづき、前記最も低い電圧が前記第２基準電圧と一致するように前記駆動電圧を調節することを特徴とする請求項１または２に記載の駆動回路。
4. それぞれの一端が共通に接続された複数の発光ダイオードストリングと、
   前記複数の発光ダイオードストリングを駆動する請求項１から３のいずれかに記載の駆動回路と、
   前記複数の発光ダイオードストリングの共通に接続された前記一端に駆動電圧を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発光装置。
5. 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発光装置と、
   を備え、
   前記発光装置は、
   それぞれの一端が共通に接続された複数の発光ダイオードストリングと、
   前記複数の発光ダイオードストリングを駆動する請求項１から４のいずれかに記載の駆動回路と、
   前記複数の発光ダイオードストリングの共通に接続された前記一端に駆動電圧を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電子機器。
6. それぞれの一端が共通に接続された複数の発光ダイオードストリングに接続され、前記複数の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、
   各発光ダイオードストリングごとに、
   第１端子と、
   第２端子と、
   第３端子と、
   前記第１端子と前記第３端子の間に順に直列に設けられた、第１トランジスタおよび検出抵抗と、
   一端が前記第２端子と接続され、他端が、前記第１トランジスタおよび前記検出抵抗の接続ノードと接続される第２トランジスタと、
   その第１入力端子に所定の基準電圧が入力され、その第２入力端子に前記第１トランジスタと前記検出抵抗の接続点の電位が入力され、その出力端子が前記第１トランジスタの制御端子と接続された演算増幅器と、
   複数の前記第１端子に生ずる電圧のうち最も低い電圧と、所定の第２基準電圧との誤差電圧を生成する誤差増幅器と、
   を備えてひとつの半導体基板に一体集積化され、
   前記第１端子に、対応する前記発光ダイオードストリングの他端が接続され、前記第１端子と前記第２端子の間に外部抵抗が接続され、前記第３端子が接地された状態において、対応する発光ダイオードストリングに駆動電流を供給するように構成され、
   前記複数の発光ダイオードストリングの共通に接続された前記一端に駆動電圧を供給するスイッチング電源は、前記誤差電圧にもとづき、前記最も低い電圧が前記第２基準電圧と一致するように前記駆動電圧を調節することを特徴とする駆動回路。
7. 各発光ダイオードストリングごとに、
   前記駆動電流をバースト調光するためのバースト制御信号を受け、前記バースト制御信号が点灯期間を示すときに、前記第２トランジスタをオンし、前記バースト制御信号が消灯期間を示すときに、前記第２トランジスタをオフするドライバと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の駆動回路。
8. それぞれの一端が共通に接続された複数の発光ダイオードストリングと、
   前記複数の発光ダイオードストリングを駆動する請求項６または７に記載の駆動回路と、
   前記複数の発光ダイオードストリングの共通に接続された前記一端に駆動電圧を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発光装置。
9. 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発光装置と、
   を備え、
   前記発光装置は、
   それぞれの一端が共通に接続された複数の発光ダイオードストリングと、
   前記複数の発光ダイオードストリングを駆動する請求項６から８のいずれかに記載の駆動回路と、
   前記複数の発光ダイオードストリングの共通に接続された前記一端に駆動電圧を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電子機器。

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