JP5947034B2 - Dc/dcコンバータおよび電流ドライバの制御回路ならびにそれらを用いた発光装置および電子機器 - Google Patents
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Description
IDRV=VREF/R1
が成り立つように、フィードバックがかかり、基準電圧VREF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(電流調光)。
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。
IDRV=VREF/R1 …(1)
誤差増幅器20は、トランスコンダクタンス(gm)アンプ22、フィードバック端子(FB端子)および第1スイッチSW1を含む。
FB端子と接地端子の間には、フィードバック抵抗RFBおよびフィードバックキャパシタCFBが直列に接続される。gmアンプ22は、検出電圧Vsと基準電圧VREFの誤差に応じた誤差電流を生成する。第1スイッチSW1は、gmアンプ22の出力端子とFB端子の間に設けられ、第1バースト調光パルスPWM1がオンレベルの期間オンする。
VSRC1=min(V1,V2)+VTHP
電位差VTHPは、入力トランジスタM11、M12のゲートソース間しきい値電圧であり、min(x,y)は、xとyのうち小さい値を示す関数である。
VSRC2=VSRC1−VTHN
したがって、VTHP=VTHNが成り立つとき、最小電圧回路SEL1の出力電圧は、2つの入力電圧V1、V2の低い電圧となる。
VSRC2=min(V1,V2)
さらには、最小電圧回路SEL1の構成は図5には限定されず、公知の最小電圧回路を用いればよい。たとえばダイオードを用いた最小電圧回路などを用いてもよい。
第1キャパシタC11の一端は接地される。充電回路は、第1バースト調光パルスPWM1がオンレベルに遷移したことを契機として第1キャパシタC11の充電を開始する。放電回路は、第1バースト調光パルスPWM1がオフレベルに遷移したことを契機として第1キャパシタC11の放電を開始する。初期化回路は、第1バースト調光パルスPWM1がオフレベルに遷移するのに先立ち、第1キャパシタC11の電圧VSLOPEを、フィードバック電圧VFBに初期化する。
時刻t0以前、第5スイッチSW5、第3スイッチSW3が両方オンしており、Ic2>Ic1であるため、第1キャパシタC11の電圧VSLOPEは最小電圧VMINに低下している。
Claims (15)
- 発光素子に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、前記発光素子に流れる駆動電流を制御する電流ドライバと、を制御する制御回路であって、
バースト調光パルスにもとづいて前記電流ドライバが生成する駆動電流をスイッチングするバーストコントローラと、
前記駆動電流に応じた電圧または前記電流ドライバの両端間の電圧である検出電圧と、所定の基準電圧の誤差を増幅し、フィードバック電圧を生成する誤差増幅器と、
前記バースト調光パルスがオフレベルからオンレベルに切りかわると、時間とともに上昇する上昇スロープ電圧を生成し、前記バースト調光パルスがオンレベルからオフレベルに切りかわると、時間とともに下降する下降スロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、
前記上昇スロープ電圧、前記下降スロープ電圧および前記フィードバック電圧を受け、それらのうち最も低い電圧を選択して出力する最小電圧回路と、
前記最小電圧回路の出力にもとづいて前記パルス変調信号のデューティ比を調節するDC/DCコンバータ制御部であって、(1)前記バースト調光パルスがオンレベルに遷移すると、前記上昇スロープ電圧に応じてデューティ比が調節されるパルス変調信号を生成し、前記スイッチングトランジスタをスイッチングし、(2)続いて前記フィードバック電圧に応じてデューティ比が調節されるパルス変調信号を生成し、前記スイッチングトランジスタをスイッチングし、(3)前記バースト調光パルスがオフレベルに遷移すると、前記下降スロープ電圧に応じてデューティ比が調節されるパルス変調信号を生成し、前記スイッチングトランジスタをスイッチングし、(4)その後、次に前記バースト調光パルスがオンレベルに遷移するまでの期間、前記スイッチングトランジスタのスイッチングを停止するDC/DCコンバータ制御部と、
を備えることを特徴とする制御回路。 - 前記スロープ電圧生成部は、
一端の電位が固定された第1キャパシタと、
前記バースト調光パルスがオンレベルに遷移したことを契機として前記第1キャパシタの充電を開始する充電回路と、
を含み、
前記スロープ電圧生成部は、前記第1キャパシタの電圧を、前記上昇スロープ電圧として出力することを特徴とする請求項1に記載の制御回路。 - 前記スロープ電圧生成部は、前記第1キャパシタの電圧を、前記フィードバック電圧に応じた上限値以下にクランプするクランプ回路をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の制御回路。
- 前記バースト調光パルスがオンレベルに遷移するタイミングにおける前記第1キャパシタの電圧は、前記スイッチングトランジスタのデューティ比が非ゼロとなるように定められていることを特徴とする請求項2または3に記載の制御回路。
- 前記スロープ電圧生成部は、
一端の電位が固定された第2キャパシタと、
前記バースト調光パルスがオフレベルに遷移したことを契機として、前記第2キャパシタの放電を開始する放電回路と、を含み、
前記スロープ電圧生成部は、前記第2キャパシタの電圧を、前記下降スロープ電圧として出力することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の制御回路。 - 前記バースト調光パルスがオフレベルに遷移するタイミングにおける前記第2キャパシタの電圧は、前記フィードバック電圧と実質的に等しいことを特徴とする請求項5に記載の制御回路。
- 前記スロープ電圧生成部は、
前記第2キャパシタと前記フィードバック電圧が生ずるフィードバック端子の間に設けられ、前記バースト調光パルスがオンレベルである期間オンする初期化スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の制御回路。 - 発光素子に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、前記発光素子に流れる駆動電流を制御する電流ドライバと、を制御する制御回路であって、
バースト調光パルスにもとづいて前記電流ドライバが生成する駆動電流をスイッチングするバーストコントローラと、
前記駆動電流に応じた電圧または前記電流ドライバの両端間の電圧である検出電圧と、所定の基準電圧の誤差を増幅し、フィードバック電圧を生成する誤差増幅器と、
前記バースト調光パルスがオフレベルからオンレベルに切りかわると、時間とともに上昇する上昇スロープ電圧を生成し、前記バースト調光パルスがオンレベルからオフレベルに切りかわると、時間とともに下降する下降スロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、
(1)前記バースト調光パルスがオンレベルに遷移すると、前記上昇スロープ電圧に応じてデューティ比が調節されるパルス変調信号を生成し、前記スイッチングトランジスタをスイッチングし、(2)続いて前記フィードバック電圧に応じてデューティ比が調節されるパルス変調信号を生成し、前記スイッチングトランジスタをスイッチングし、(3)前記バースト調光パルスがオフレベルに遷移すると、前記下降スロープ電圧に応じてデューティ比が調節されるパルス変調信号を生成し、前記スイッチングトランジスタをスイッチングし、(4)その後、次に前記バースト調光パルスがオンレベルに遷移するまでの期間、前記スイッチングトランジスタのスイッチングを停止するDC/DCコンバータ制御部と、
を備え、
前記誤差増幅器は、
前記検出電圧と前記基準電圧の誤差に応じた誤差電流を生成するトランスコンダクタンスアンプと、
フィードバック端子と接地端子の間に直列に設けられるフィードバック抵抗およびフィードバックキャパシタと、
前記トランスコンダクタンスアンプの出力端子と前記フィードバック端子の間に設けられ、前記バースト調光パルスがオンレベルの期間オンする第1スイッチと、
を含み、
前記スロープ電圧生成部は、
一端の電位が固定された第1キャパシタと、
前記第1キャパシタに第1電流を供給する第1電流源と、
前記バースト調光パルスがオフレベルの期間、前記第1キャパシタから前記第1電流より大きな第2電流を引き抜く第2電流源と、
前記第1スイッチと前記フィードバック端子の間に挿入され、前記バースト調光パルスがオンレベルの期間オンする第2スイッチと、
前記第1スイッチと前記第2スイッチの接続点と、接地端子との間に設けられた第2キャパシタと、
前記第2キャパシタから第3電流を引き抜く第3電流源と、
を含み、
前記DC/DCコンバータ制御部は、前記第1キャパシタの電圧と、前記第2キャパシタの電圧の低い方にもとづいて、前記パルス変調信号を生成することを特徴とする制御回路。 - 前記スロープ電圧生成部は、
前記第1キャパシタの電圧を、前記フィードバック電圧に応じた上限値以下にクランプするクランプ回路をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の制御回路。 - 前記スロープ電圧生成部は、
一端の電位が固定された第1キャパシタと、
前記バースト調光パルスがオンレベルに遷移したことを契機として前記第1キャパシタの充電を開始する充電回路と、
前記バースト調光パルスがオフレベルに遷移したことを契機として前記第1キャパシタの放電を開始する放電回路と、
前記バースト調光パルスがオフレベルに遷移するのに先立ち、前記第1キャパシタの電圧を、前記フィードバック電圧に初期化する初期化回路と、
を含み、
前記スロープ電圧生成部は、前記第1キャパシタの電圧を、前記上昇スロープ電圧および前記下降スロープ電圧として出力することを特徴とする請求項1に記載の制御回路。 - 発光素子に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、前記発光素子に流れる駆動電流を制御する電流ドライバと、を制御する制御回路であって、
バースト調光パルスにもとづいて前記電流ドライバが生成する駆動電流をスイッチングするバーストコントローラと、
前記駆動電流に応じた電圧または前記電流ドライバの両端間の電圧である検出電圧と、所定の基準電圧の誤差を増幅し、フィードバック電圧を生成する誤差増幅器と、
前記バースト調光パルスがオフレベルからオンレベルに切りかわると、時間とともに上昇する上昇スロープ電圧を生成し、前記バースト調光パルスがオンレベルからオフレベルに切りかわると、時間とともに下降する下降スロープ電圧を生成するスロープ電圧生成部と、
(1)前記バースト調光パルスがオンレベルに遷移すると、前記上昇スロープ電圧に応じてデューティ比が調節されるパルス変調信号を生成し、前記スイッチングトランジスタをスイッチングし、(2)続いて前記フィードバック電圧に応じてデューティ比が調節されるパルス変調信号を生成し、前記スイッチングトランジスタをスイッチングし、(3)前記バースト調光パルスがオフレベルに遷移すると、前記下降スロープ電圧に応じてデューティ比が調節されるパルス変調信号を生成し、前記スイッチングトランジスタをスイッチングし、(4)その後、次に前記バースト調光パルスがオンレベルに遷移するまでの期間、前記スイッチングトランジスタのスイッチングを停止するDC/DCコンバータ制御部と、
を備え、
前記誤差増幅器は、
前記検出電圧と前記基準電圧の誤差に応じた誤差電流を生成するトランスコンダクタンスアンプと、
フィードバック端子と接地端子の間に直列に設けられるフィードバック抵抗およびフィードバックキャパシタと、
前記トランスコンダクタンスアンプの出力端子と前記フィードバック端子の間に設けられ、前記バースト調光パルスがオンレベルの期間オンする第1スイッチと、
を含み、
前記スロープ電圧生成部は、
一端の電位が固定された第1キャパシタと、
前記第1キャパシタの他端と前記フィードバック端子の間に設けられた第4スイッチと、
オン、オフが切りかえ可能に構成され、オン状態において前記第1キャパシタに第1電流を供給する第1電流源と、
前記バースト調光パルスがオフレベルの期間、前記第1キャパシタから第2電流を引き抜く第2電流源と、
前記バースト調光パルスがオンレベルに遷移してからある期間、前記第1電流源をオン、前記第4スイッチをオフし、その後、次に前記バースト調光パルスがオフレベルに遷移するまでの期間、前記第1電流源をオフ、前記第4スイッチをオンする充放電制御部と、
を含み、
前記DC/DCコンバータ制御部は、前記第1キャパシタの電圧と、前記フィードバック端子に生ずる前記フィードバック電圧の低い方にもとづいて、前記パルス変調信号を生成することを特徴とする制御回路。 - 前記バーストコントローラは、第1周波数の前記バースト調光パルスと、前記第1周波数より高い第2周波数の第2バースト調光パルスと、の論理積にもとづいて前記電流ドライバが生成する駆動電流をスイッチングし、
前記第1周波数が可聴周波数であることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の制御回路。 - 発光素子と、
前記発光素子に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、
前記発光素子に流れる駆動電流を制御する電流ドライバと、
前記DC/DCコンバータと前記電流ドライバを制御する請求項1から12のいずれかの制御回路と、
を備え、
前記電流ドライバは、前記発光素子と接地端子の間に設けられたバースト調光用スイッチおよび電流検出抵抗を含み、
前記制御回路は、前記電流検出抵抗の電圧降下を前記駆動電流に応じた検出電圧として受けるとともに、前記バースト調光パルスにもとづいて前記バースト調光用スイッチをスイッチングすることを特徴とする発光装置。 - 発光素子と、
前記発光素子に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、
前記発光素子に流れる駆動電流を制御する電流ドライバと、
前記DC/DCコンバータと前記電流ドライバを制御する請求項1から12のいずれかの制御回路と、
を備え、
前記電流ドライバは、前記発光素子と接地端子の間に設けられた電流源を含み、
前記制御回路は、前記電流源の両端間の電圧を前記検出電圧として受けるとともに、前記バースト調光パルスにもとづいて前記電流源をスイッチングす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13または14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。
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