JP6358780B2 - 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器 - Google Patents

発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JP6358780B2
JP6358780B2 JP2013105446A JP2013105446A JP6358780B2 JP 6358780 B2 JP6358780 B2 JP 6358780B2 JP 2013105446 A JP2013105446 A JP 2013105446A JP 2013105446 A JP2013105446 A JP 2013105446A JP 6358780 B2 JP6358780 B2 JP 6358780B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
dimming
light emitting
gate
mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013105446A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014230296A (ja
Inventor
義和 佐々木
義和 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2013105446A priority Critical patent/JP6358780B2/ja
Publication of JP2014230296A publication Critical patent/JP2014230296A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6358780B2 publication Critical patent/JP6358780B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

本発明は、発光素子の駆動技術に関する。
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、本発明者が検討した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100rは、1チャンネルの発光素子102と、DC/DCコンバータ104と、制御回路2rと、を備える。
発光素子102は、直列に接続された複数のLEDを含むLEDストリングである。DC/DCコンバータ104は、入力ライン110に入力された入力電圧VINを昇圧して、出力ライン112に接続された発光素子102の一端(アノード)に駆動電圧VOUTを供給する。
DC/DCコンバータ104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。制御回路2rのスイッチング端子(GATE端子という)は、スイッチングトランジスタM1のゲートと接続される。制御回路2rは、スイッチングトランジスタM1のゲートに供給するゲートパルスGATEのハイレベルとローレベルの時間比率、つまりスイッチングトランジスタM1のオン、オフの時間比率(デューティ比)を制御することにより、駆動電圧VOUTのレベルを調節する。
発光素子102の経路上には、PWM調光(バースト調光ともいう)用のスイッチ(トランジスタ)M2および電流検出用の第1抵抗R1が設けられる。制御回路2rの調光端子(以下、PWM端子という)には、外部のホストプロセッサ106から、発光素子102の目標輝度に応じてデューティ比が調節されるPWM調光用の調光パルスPWMが入力される。制御回路2rの調光出力端子(DIMOUT端子という)は、調光用スイッチM2のゲートと接続される。制御回路2rは、調光パルスPWMにもとづき、調光用スイッチM2をスイッチングする。
調光パルスPWMが、発光素子102の点灯を指示するレベル(たとえばハイレベルであり、以下、オンレベルと称する)の期間、調光用スイッチM2がオンし、発光素子102には駆動電流ILEDが流れ、発光素子102は、駆動電流ILEDに応じた輝度で発光する。
調光パルスPWMが、発光素子102の消灯を指示するレベル(たとえばローレベルであり、以下オフレベルと称する)の期間、調光用スイッチM2がオフし、発光素子102には駆動電流ILEDが流れず、発光素子102は消灯する。
調光パルスPWMのデューティ比を制御することで、発光素子102に流れる駆動電流ILEDの時間平均量が制御され、発光素子102の実効的な輝度が制御される。
第1抵抗R1には、発光素子102に流れる駆動電流ILEDに比例した電圧降下(第1検出電圧という)VR1が発生する。制御回路2rの電流検出端子(IS端子という)には、第1検出電圧VR1がフィードバックされる。
点灯期間において制御回路2rは、第1検出電圧VR1がその目標電圧である基準電圧VREF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GATEを生成し、このゲートパルスに応じて、スイッチングトランジスタM1をスイッチングする。
系が安定した状態において、
R1=R1×ILED=VREF
が成り立つため、駆動電流ILEDは、目標値VREF/R1に保たれる。
消灯期間では、調光用スイッチM2がオフし、第1抵抗R1に駆動電流ILEDが流れないため、第1検出電圧VR1にもとづくフィードバック制御が不可能となる。制御回路2rには、消灯期間の間、スイッチングトランジスタM1のスイッチングを停止するタイプと、消灯期間の間、スイッチングトランジスタM1のスイッチングを継続するタイプの2つが存在する。
前者のタイプでは、消灯期間において、ゲートパルスGATEの生成が停止し、スイッチングトランジスタM1のスイッチングも停止する。このタイプは、消灯期間において、出力キャパシタC1の放電によって、出力電圧VOUTが低下するという問題が存在する。
後者のタイプでは、第1抵抗R1の電圧降下VR1を利用したフィードバックループに加えて、出力電圧VOUTを利用した別のフィードバックループが設けられる。制御回路2rの過電圧保護端子(OVP端子という)には、抵抗R31、R32によって分圧された出力電圧VOUT’(以下、第2検出電圧という)が入力される。制御回路2rは、点灯期間および消灯期間の両方において、第2検出電圧VOUT’を所定のしきい値電圧VOVPと比較し、過電圧保護を行う。それに加えて制御回路2rは消灯期間において、第2検出電圧VOUT’がその目標値に近づくように、ゲートパルスGATEのデューティ比を調節する。これにより、消灯期間中に出力電圧VOUTが低下するのを抑制できる。これを出力電圧保持機能と称する。
特開2009−261158号公報
図2は、出力電圧保持機能付きの発光装置100rの動作波形図である。図2には上から順に、調光信号PWM、ゲートパルスGATE、フィードバック経路が示される。FB1は、第1検出電圧VR1にもとづくフィードバックを、FB2は、第2検出電圧VOUT’にもとづくフィードバックを示す。
図1の制御回路2rにおいて、ゲートパルスGATEは、フリーランする内部のオシレータと同期して生成される。つまり内部オシレータと調光パルスPWMは非同期である。出力電圧保持機能付きの発光装置100rでは、フィードバックループの切り替わりの前後で、パルスの不連続性が失われる。その結果、消灯期間から点灯期間に遷移した直後のゲートパルスGATEのオフ時間TOFF1が短くなったり、消灯期間から点灯期間に遷移した直後のゲートパルスGATEのオフ時間TOFF2が短くなったりしうる。
図3は、短いオフ期間TOFFによって引き起こされる問題を示す波形図である。図3には、ゲートパルスGATE、インダクタL1とスイッチングトランジスタM1の接続点の電位VLX、整流ダイオードD1に流れる電流Iが示される。
短いオフ期間TOFF1に続いて、スイッチングトランジスタM1が再度オン(TON2)すると、図3に破線(A)で囲って示すように、ノードLXに生ずる逆起電力VLXが、負方向に非常に大きくスイングしてしまう。したがってDC/DCコンバータ104のスイッチングトランジスタM1、インダクタL1、整流ダイオードD1は、逆起電圧VLX以上の耐圧を有する素子を選定しなければならず、これが高コスト化、大面積化の要因となりうる。
なお、PWM調光で消灯期間から点灯期間に遷移した前後に、逆起電力VLXが負方向に大きくスイングするという事象、およびその原因を、当業者の一般的な認識ととらえてはならず、本発明者が独自に認識したものである。
同様の問題は、出力電圧保持機能を有しない発光装置100rにおいても発生しうる。
またかかる問題は、図1の発光装置100rのみでなく、第1抵抗R1に代えて定電流ドライバを有する発光装置においても生じうる。
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、PWM調光時の、消灯期間から点灯期間の遷移前後の逆起電力を抑制可能な発光装置の制御回路の提供にある。
本発明のある態様は、発光素子と、発光素子の第1端に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、を有する発光装置に使用され、DC/DCコンバータのスイッチングトランジスタを制御するとともに、発光素子に流れる駆動電流をスイッチングする制御回路に関する。制御回路は、発光素子の目標輝度に応じてパルス変調された調光パルスを受け、調光パルスが点灯期間を指示するオンレベルのとき、駆動電流をオン、調光パルスが消灯期間を指示するオフレベルのとき、駆動電流をオフする調光用ドライバと、所定の周波数の周期信号を生成するオシレータと、発光装置のひとつのノードに生ずる第1検出電圧がフィードバックされており、点灯期間において、周期信号と同期し、かつ第1検出電圧がその目標値に近づくようにそのデューティ比が調節された第1ゲートパルスを生成する第1パルス変調器と、点灯期間に遷移した後の初出の第1ゲートパルスをマスクするマスク回路と、点灯期間において、マスク後の第1ゲートパルスにもとづいてスイッチングトランジスタをスイッチングするゲートドライバと、を備える。
この態様によると、PWM調光の消灯期間から点灯期間に遷移するときに、スイッチングトランジスタの最初のオン時間がマスクされる。これにより、最初のオン時間をマスクしなかった場合に、最初のオン時間の直後に生じうる短いオフ時間を防止できる。その結果、オフ時間の後、スイッチングトランジスタが2回目にオンしたときに、DC/DCコンバータのコイルに生ずる逆起電力が大きくスイングするのを抑制できる。
第1パルス変調器は、周期信号がアサートされると第1ゲートパルスをオンレベルとし、第1検出電圧とその目標値の誤差に応じたタイミングで第1ゲートパルスをオフレベルとするよう構成されてもよい。マスク回路は、調光パルスがオンレベルに遷移してから、次に周期信号がアサートされるまでの第1マスク期間、アサートされるマスク信号を生成する第1マスク信号生成部と、マスク信号を用いて第1ゲートパルスをマスクする論理ゲートと、を含んでもよい。
この態様によれば、調光パルスがオンレベルに遷移した時刻を含む、周期信号の1周期の期間、マスク信号がアサートされるため、初出の第1ゲートパルスをマスクすることができる。
ある態様の制御回路は、消灯期間において、DC/DCコンバータの出力ラインに生ずる駆動電圧に応じた第2検出電圧がその目標値に近づくようにデューティ比が調節される第2ゲートパルスを生成する第2パルス変調器をさらに備えてもよい。マスク回路は、調光パルスが駆動電流のオフを指示する消灯期間に遷移した後の初出の第2ゲートパルスをマスクしてもよい。ゲートドライバは、消灯期間において、マスク後の第2ゲートパルスにもとづいてスイッチングトランジスタをスイッチングしてもよい。
この態様では、PWM調光の消灯期間においても、DC/DCコンバータのスイッチングトランジスタが第2ゲートパルスに応じてスイッチングされ、点灯期間から消灯期間に遷移した後に、スイッチングトランジスタの最初のオン時間がマスクされる。これにより、最初のオン時間をマスクしなかった場合に、最初のオン時間の直前に生じうる短いオフ時間を防止できる。その結果、オフ時間の後、スイッチングトランジスタが2回目にオンしたときに、DC/DCコンバータのコイルに生ずる逆起電力が負方向に大きくスイングするのを抑制できる。
第2パルス変調器は、周期信号がアサートされると第2ゲートパルスをオンレベルとし、第2検出電圧とその目標値の誤差に応じたタイミングで第2ゲートパルスをオフレベルとするよう構成されてもよい。マスク回路は、調光パルスがオフレベルに遷移してから、次に周期信号がアサートされるまでの第2マスク期間、アサートされるマスク信号を生成する第2マスク信号生成部と、マスク信号を用いて第2ゲートパルスをマスクする論理ゲートと、を含んでもよい。
この態様によれば、調光パルスがオフレベルに遷移した時刻を含む、周期信号の1周期の期間、マスク信号がアサートされるため、初出の第2ゲートパルスをマスクすることができる。
発光装置は、発光素子の第1端と反対の第2端と固定電圧ラインの間に直列に設けられた調光用スイッチおよび第1抵抗をさらに有してもよい。制御回路は、第1抵抗の電圧降下に応じた第1検出電圧と、その目標値に応じて定められた第1基準電圧との誤差を増幅し、第1フィードバック信号を生成する第1誤差増幅器をさらに備えてもよい。第1パルス変調器は、第1フィードバック信号に応じて第1ゲートパルスのデューティ比を調節し、調光用ドライバは、調光パルスに応じて調光用スイッチをスイッチングしてもよい。
発光装置は、発光素子の第1端と反対の第2端に接続され、駆動電流を生成するオン状態と、駆動電流を遮断するオフ状態が切りかえ可能に構成された電流ドライバをさらに有してもよい。制御回路は、電流ドライバの電圧降下に応じた第1検出電圧と、その目標値に応じて定められた第1基準電圧との誤差を増幅し、第1フィードバック信号を生成する第1誤差増幅器をさらに備えてもよい。パルス変調器は、第1フィードバック信号に応じて第1ゲートパルスのデューティ比を調節し、調光用ドライバは、調光パルスにもとづいて電流ドライバのオン状態とオフ状態をスイッチングしてもよい。
第1パルス変調器は、フィードバック信号に応じたタイミングでアサートされるオフ信号を生成するデューティコントローラと、周期信号とオフ信号を受け、第1ゲートパルスを生成するフリップフロップと、を含んでもよい。
デューティコントローラは、フィードバック信号に加えて、DC/DCコンバータのコイルに流れる電流に応じた第3検出電圧を、オフ信号がアサートされるタイミングに反映させてもよい。
周期信号は、三角波もしくはのこぎり波であってもよい。第1パルス変調器は、第1フィードバック信号と周期信号を比較することにより、第1ゲートパルスを生成するコンパレータを含んでもよい。
第2パルス変調器は、第1パルス変調器と同じ形式で構成されてもよい。
DC/DCコンバータは、スイッチングトランジスタと直列に設けられた第2抵抗をさらに有してもよい。第2抵抗の電圧降下に応じて第3検出電圧が生成されてもよい。
制御回路は、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。
発光素子は、直列に接続された複数の発光ダイオードを含むLEDストリングであってもよい。
本発明の別の態様は、発光装置に関する。発光装置は、発光素子と、発光素子の一端に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、を備えてもよい。DC/DCコンバータは、スイッチングトランジスタと、スイッチングトランジスタをスイッチングする上述の制御回路と、を備えてもよい。
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。
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、PWM調光にともなって生ずる逆起電力を抑制できる。
本発明者が検討した比較技術に係る発光装置の構成例を示す回路図である。 出力電圧保持機能付きの発光装置の動作波形図である。 短いオフ期間TOFFによって引き起こされる問題を示す波形図である。 実施の形態に係る制御回路を備える発光装置を示す回路図である。 第1パルス変調器およびマスク回路の構成例を示す回路図である。 マスク回路の動作を説明するタイムチャートである。 図4の発光装置の動作を示すタイムチャートである。 図4の発光装置を備える電子機器の例を示す図である。 第1の変形例に係る発光装置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4は、実施の形態に係る制御回路2を備える発光装置100を示す回路図である。発光装置100は、発光素子102と、DC/DCコンバータ104と、ホストプロセッサ106と、制御回路2と、を備える。
以下、図4の発光装置100の構成のうち、図1の発光装置100rと共通する部分については説明を省略し、相違点を重点的に説明する。本実施の形態に係る発光装置100は、出力電圧保持機能を有する。
DC/DCコンバータ104は、入力ライン110に入力された入力電圧VINを昇圧して、出力ライン112に接続された発光素子102の一端(アノード)に駆動電圧VOUTを供給する。DC/DCコンバータ104の回路トポロジーは特に限定されず、公知の技術を用いればよい。
スイッチングトランジスタM1と接地ライン114の間には、コイル電流IL1を検出するための第2抵抗R2が設けられる。第2抵抗R2には、スイッチングトランジスタM1がオン期間中に、コイル電流IL1に比例した電圧降下(第3検出電圧)VR2が生ずる。制御回路2の電流検出端子(CS端子という)には、第3検出電圧VR2が入力される。制御回路2は、第3検出電圧VR2にもとづいて、過電流保護を行ってもよい。本実施の形態において、制御回路2は、電流モードの変調器を含み、第3検出電圧VR2を、ゲートパルスGATEのデューティ比に反映させる。
制御回路2は、第1誤差増幅器10、第2誤差増幅器16、オシレータ20、第1パルス変調器30、ゲートドライバ40、調光用ドライバ50、第2パルス変調器60、マスク回路70を備える。制御回路2は、ひとつの半導体基板上に一体集積化された機能ICである。なお、「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。またスイッチングトランジスタM1は制御回路2に内蔵されてもよい。
制御回路2は、スイッチングトランジスタM1のオン、オフの時間比率(デューティ比)を制御することにより、駆動電圧VOUTのレベルを調節するとともに、発光素子102に流れる駆動電流ILEDを制御する。
調光用ドライバ50は、調光パルスPWMにもとづいて、調光用スイッチM2をスイッチングすることにより、駆動電流ILEDをスイッチングする。具体的には、調光パルスPWMがハイレベル(オンレベル)のとき、調光用スイッチM2がオンし、駆動電流ILEDがオンすなわち点灯期間となり、調光パルスPWMがローレベル(オフレベル)のとき、調光用スイッチM2がオフし、駆動電流ILEDがオフすなわち消灯期間となる。
オシレータ20は、所定の周波数の周期信号SOSCを生成する。オシレータ20はフリーランしており、外部からの調光パルスPWMとは非同期である。
第1誤差増幅器10および第1パルス変調器30は、点灯期間において有効となる第1のフィードバックループを形成する。
具体的には、第1パルス変調器30には、発光装置100のひとつのノード、具体的には第1抵抗R1の一端に生ずる第1検出電圧VR1がフィードバックされている。第1パルス変調器30は、点灯期間において、第1ゲートパルスSPWM1を生成する。この第1ゲートパルスSPWM1は、周期信号SOSCと同期しており、かつ、そのデューティ比は、第1検出電圧VR1がその目標値である第1基準電圧VREF1に近づくように調節される。
第1パルス変調器30の前段には、第1誤差増幅器10が設けられる。第1誤差増幅器10は、第1検出電圧VR1と第1基準電圧VREF1との誤差を増幅し、第1フィードバック信号VFB1を生成する。たとえば第1誤差増幅器10は、gm(トランスコンダクタンス)アンプ12および位相補償回路14を含む。gmアンプ12の出力端子は、フィードバック端子(FB端子)と接続される。位相補償回路14は、FB端子に接続された抵抗RFBおよびキャパシタCFBを含む。第1パルス変調器30は、第1フィードバック信号VFB1を、第1ゲートパルスSPWM1のデューティ比に反映させる。
マスク回路70は、消灯期間から点灯期間に遷移した後の、初出の第1ゲートパルスSPWM1をマスク(除去)する。
ゲートドライバ40は、点灯期間において、マスク後の第1ゲートパルスSPWM1’に応じたゲートパルスGATEを生成し、スイッチングトランジスタM1をスイッチングする。
第2誤差増幅器16および第2パルス変調器60は、消灯期間において有効となる第2のフィードバックループを形成する。
第2パルス変調器60は、消灯期間において、出力ライン112に生ずる駆動電圧VOUTに応じた第2検出電圧VOUT’がその目標値である第2基準電圧VREF2に近づくようにデューティ比が調節される第2ゲートパルスSPWM2を生成する。第2パルス変調器60も第1パルス変調器30と同様に、周期信号SOSCと同期してもよい。
第2誤差増幅器16は、第2パルス変調器60の前段に設けられる。第2誤差増幅器16は、第2検出電圧VOUT’と第2基準電圧VREF2との誤差を増幅し、第2フィードバック信号VFB2を生成する。第2パルス変調器60は、第2フィードバック信号VFB2を、第2ゲートパルスSPWM2のデューティ比に反映させる。
マスク回路70は、点灯期間から消灯期間に遷移した後の、初出の第2ゲートパルスSPWM2をマスク(除去)する。
ゲートドライバ40は、消灯期間において、マスク後の第2ゲートパルスSPWM2’に応じたゲートパルスGATEを生成し、スイッチングトランジスタM1をスイッチングする。
第1パルス変調器30および第2パルス変調器60の構成は特に限定されず、公知の変調方式、回路構成を用いることができる。また第1パルス変調器30と第2パルス変調器60は、同じ変調方式、同じ回路構成を有してもよいし、それらは異なってもよい。第1パルス変調器30と第2パルス変調器60が同じ回路構成を有する場合、それらを構成する回路素子の一部あるいは全部を共有し、セレクタで切りかえて使用するようにしてもよい。
以上が発光装置100の基本構成である。続いて、制御回路2の具体的な構成を説明する。
図5は、第1パルス変調器30およびマスク回路70の構成例を示す回路図である。
第1パルス変調器30は、周期信号SOSCがアサートされると第1ゲートパルスSPWM1をオンレベルとし、第1フィードバック信号VFB1に応じたタイミング、言い換えれば、第1検出電圧VR1とその目標値VREF1の誤差に応じたタイミングで、第1ゲートパルスSPWM1をオフレベルとするよう構成される。
第1パルス変調器30は、第1フィードバック信号VFB1に応じたタイミングでアサート(たとえばハイレベル)されるオフ信号SOFFを生成するデューティコントローラ32と、RS型フリップフロップ34を含む。フリップフロップ34のセット端子には、周期信号SOSCであるオン信号SONが入力され、そのリセット端子には、オフ信号SOFFが入力される。フリップフロップ34の出力である第1ゲートパルスSPWM1は、オン信号SONがアサートされるとハイレベルに、オフ信号SOFFがアサートされるとローレベルに遷移する。
たとえば第1パルス変調器30は、いわゆるピーク電流モードの変調器であり、デューティコントローラ32には、第1検出電圧VR1に応じた第1フィードバック信号VFB1に加えて、コイル電流IL1に応じた第3検出電圧VR2が入力される。
ピーク電流モードのデューティコントローラ32は、第1フィードバック信号VFB1に加えて、コイル電流IL1に応じた第3検出電圧VR2を、オフ信号SOFFがアサートされるタイミングに反映させる。たとえばデューティコントローラ32は、第3検出電圧VR2を第1フィードバック信号VFB1と比較するコンパレータを含み、第3検出電圧VR2が第1フィードバック信号VFB1に到達すると、オフ信号SOFFをアサートしてもよい。
第1パルス変調器30と同様に、第2パルス変調器60は、周期信号SOSCがアサートされると第2ゲートパルスSPWM2をオンレベルとし、第2検出電圧VOUT’とその目標値VREF2の誤差に応じたタイミング、言い換えれば、第2フィードバック信号VFB2に応じたタイミングで、第2ゲートパルスSPWM2をオフレベルとする。
マスク回路70は、マスク信号生成部72および論理ゲート74、76を含む。マスク信号生成部72は、調光パルスPWMがオンレベル(ハイレベル)に遷移してから、次に周期信号SOSCがアサートされるまでの期間(第1マスク期間TMASK1)、マスク信号MASKをアサート(ハイレベル)する。
第1論理ゲート74は、マスク信号MASKを用いて第1ゲートパルスSPWM1をマスクする。具体的には第1論理ゲート74は、マスク信号MASKがハイレベルの第1マスク期間TMASK1の間、第1ゲートパルスSPWM1をローレベルに固定する。たとえば第1論理ゲート74は、マスク信号MASKの反転信号と第1ゲートパルスSPWM1の論理積を生成するANDゲートであってもよい。
また、マスク信号生成部72は、調光パルスPWMがオフレベルに遷移してから、次に周期信号SOSCがアサートされるまでの期間(第2マスク期間TMASK2)、マスク信号MASKをアサートする。
第2論理ゲート76は、マスク信号MASKを用いて第2ゲートパルスSPWM2をマスクする。具体的には第2論理ゲート76は、マスク信号MASKがハイレベルの第2マスク期間TMASK2の間、第2ゲートパルスSPWM2をローレベルに固定する。たとえば第2論理ゲート76は、マスク信号MASKの反転信号と第2ゲートパルスSPWM2の論理積を生成するANDゲートであってもよい。
マスク信号生成部72は、遅延回路80、第1マスク信号生成部82、第2マスク信号生成部84、ORゲート86を含む。
遅延回路80は、調光パルスPWMのポジティブエッジを、その直後の周期信号SOSCのポジティブエッジまで遅延させ、さらに調光パルスPWMのネガティブエッジを、その直後の周期信号SOSCのポジティブエッジまで遅延させる。たとえば遅延回路80は、入力端子(D)に調光パルスPWMが入力され、そのクロック端子に、周期信号SOSCが入力されたフリップフロップで構成できる。
第1マスク信号生成部82は、第1マスク期間TMASK1の間、アサートされる第1マスク信号MASK1を生成する。具体的には、第1マスク信号生成部82は、調光パルスPWMがハイレベル、遅延回路80の出力信号PWM’がローレベルの期間、第1マスク信号MASK1をアサート(ハイレベル)する。たとえば第1マスク信号生成部82は、遅延回路80の出力PWM’を反転するインバータ88と、インバータ88の出力と調光パルスPWMの論理積を生成するANDゲート90を含む。
第2マスク信号生成部84は、第2マスク期間TMASK2の間、アサートされる第2マスク信号MASK2を生成する。具体的には、第2マスク信号生成部84は、調光パルスPWMがローレベル、遅延回路80の出力信号PWM’がハイレベルの期間、第2マスク信号MASK2をアサート(ハイレベル)する。たとえば第2マスク信号生成部84は、調光パルスPWMを反転するインバータ92と、インバータ92の出力と、遅延回路80の出力PWM’の論理積を生成するANDゲート94を含む。
ORゲート86は、第1マスク信号生成部82と第2マスク信号生成部84の出力MASK1、MASK2の論理和をとり、マスク信号MASKを生成する。
第1マスク信号生成部82、第2マスク信号生成部84、およびORゲート86により生成されるマスク信号MASKは、調光パルスPWMと遅延回路80の出力PWM’の論理レベルが等しいときにローレベル、異なるときにハイレベルとなる。つまり、第1マスク信号生成部82、第2マスク信号生成部84およびORゲート86は、XOR(排他的論理和)ゲートと把握することができる。また、第1マスク信号生成部82、第2マスク信号生成部84およびORゲート86に加えて、論理ゲート74、論理ゲート76それぞれの入力段の論理反転(インバータ)を、XONR(否定排他的論理和)ゲートに置換してもよい。
なお、第1論理ゲート74は、第1マスク信号MASK1を用いて第1ゲートパルスSPWM1をマスクしてもよい。また第2論理ゲート76は、第2マスク信号MASK2を用いて第2ゲートパルスSPWM2をマスクしてもよい。
図6は、マスク回路70の動作を説明するタイムチャートである。
以上が制御回路2の具体的な構成である。続いてその動作を説明する。
図7は、図4の発光装置100の動作を示すタイムチャートである。時刻t0に、調光パルスPWMがオフレベルからオンレベルに遷移する。このときのフィードバックループが切りかわり、第2ゲートパルスSPWM2から第1ゲートパルスSPWM1に切りかわる。フィードバックループの切りかえは不連続に行われるため、第2ゲートパルスSPWM2から第1ゲートパルスSPWM1への切りかわりに際して、短いオフ時間TOFF1が発生する。
一方、マスク信号MASKは、調光パルスPWMがオンレベルに遷移してから第1マスク期間TMASK1の間アサートされる。したがって第1ゲートパルスSPWM1の先頭のパルスP1は、マスク回路70によって除去されるため、スイッチングトランジスタM1のゲートに入力されるゲートパルスGATEにはパルスP1は含まれない。その結果、短いオフ時間TOFF1も除去され、調光パルスPWMがオンレベルに遷移した直後に、逆起電力によってスイッチング電圧VLXが大きくスイングするのを防止できる。
時刻t1に、調光パルスPWMがオンレベルからオフレベルに遷移する。このときのフィードバックループが切りかわり、第1ゲートパルスSPWM1から第2ゲートパルスSPWM2に切りかわる。フィードバックループの切りかえは不連続に行われるため、第1ゲートパルスSPWM1から第2ゲートパルスSPWM2への切りかわりに際して、短いオフ時間TOFF2が発生する。
マスク信号MASKは、調光パルスPWMがオフレベルに遷移してから第2マスク期間TMASK2の間アサートされる。したがって第2ゲートパルスSPWM2の先頭のパルスP2は、マスク回路70によって除去されるため、スイッチングトランジスタM1のゲートに入力されるゲートパルスGATEにはパルスP2は含まれない。その結果、短いオフ時間TOFF2も除去され、調光パルスPWMがオフレベルに遷移した直後に、逆起電力によってスイッチング電圧VLXが大きくスイングするのを防止できる。
さらに、逆起電力VLXの振幅を抑制した結果、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に必要な耐圧を下げることができるため、それらの素子を、小型化、低コスト化することができる。
出力電圧保持機能を有しない発光装置の場合、パルスP1を除去することで、調光パルスPWMのデューティ比が小さいときに、駆動電圧VOUTの低下が顕著となり、調光パルスPWMのデューティ比に対する、発光素子102の実効的な輝度のリニアリティが悪化し、あるいはコントラスト比(最小輝度に対する最大輝度の比率)が低下するという問題が生じうる。これに対して、出力保持機能を有する発光装置では、パルスP1を除去したとしても、消灯期間において出力電圧VOUTのレベルがフィードバックによって維持されるため、リニアリティやコントラスト比の低下も無視しうる。
続いて、発光装置100の用途を説明する。図8は、図4の発光装置100を備える電子機器500の例を示す図である。電子機器500はたとえば液晶ディスプレイ装置、テレビ受像器、カーナビ用ディスプレイ、あるいは液晶パネルを有する携帯電話端末、タブレットPC、オーディオプレイヤなどである。
電子機器500は、LCD(Liquid Crystal Display)パネル502を備える。発光装置100の発光素子102は、LCDパネル502の背面にバックライトとして設けられる。電子機器500の筐体内には、図示しないDC/DCコンバータ104やホストプロセッサ106が内蔵される。バックライトは、直下型であってもよいし、エッジライト型であってもよい。
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の変形例)
図9は、第1の変形例に係る発光装置100aの構成を示す回路図である。発光装置100aは、単一あるいは複数N個のチャンネルの発光素子102_1〜102_Nを備える。
発光装置100aは、図4の調光用スイッチM2および第1抵抗R1に代えて、複数チャンネルに対応して設けられた複数の電流ドライバ22_1〜22_Nを備える。複数の発光素子102_1〜102_Nのカソードは、制御回路2aのLED端子LED1〜LEDNと接続される。第iチャンネル(1≦i≦N)の電流ドライバ22_iは、対応する発光素子102_iのカソードに接続され、駆動電流ILEDiを生成するオン状態と、駆動電流ILEDiを遮断するオフ状態が切りかえ可能に構成される。
調光用ドライバ50は、調光パルスPWMにもとづいて、複数の電流ドライバ22_1〜22_Nそれぞれのオン状態とオフ状態をスイッチングする。
第1誤差増幅器10は、電流ドライバ22の電圧降下に応じた第1検出電圧(カソード電圧)VLEDと、その目標値に応じて定められた第1基準電圧VREF1との誤差を増幅し、第1フィードバック信号VFB1を生成する。マルチチャンネルの発光装置の場合、第1誤差増幅器10は、複数の第1検出電圧VLED1〜VLEDNのうち最も低い電圧と、第1基準電圧VREF1の誤差を増幅する。
その他の構成は図4の発光装置100と同様である。
この変形例によっても、図4の発光装置100と同様の効果を得ることができる。
(変形例2)
実施の形態では、出力電圧保持機能を有する発光装置100において、点灯期間に遷移した直後と、消灯期間に遷移した直後の両方において、初出のパルスP1、P2を除去する場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえばマスク信号MASKを、第1マスク期間TMASK1の間だけアサートし、点灯期間に遷移した直後の初出のパルスP1のみを除去してもよい。この場合、図5の第2マスク信号生成部84およびORゲート86を省略できる。
反対に、マスク信号MASKを、第2マスク期間TMASK2の間だけアサートし、消灯期間に遷移した直後の初出のパルスP2のみを除去してもよく、この場合、図5の第1マスク信号生成部82およびORゲート86を省略できる。
(変形例3)
実施の形態では、発光装置100が出力電圧保持機能を有する場合を説明したが、本発明はそれには限定されず、消灯期間においてスイッチングトランジスタM1のスイッチングを停止してもよい。この場合、マスク信号MASKを、第1マスク期間TMASK1の間だけアサートし、点灯期間に遷移した直後の初出のパルスP1のみを除去してもよい。この場合、図5の第2マスク信号生成部84およびORゲート86を省略できる。
(変形例4)
上述のように、第1パルス変調器30および第2パルス変調器60の方式、構成は特に限定されない。たとえばそれらの少なくとも一方は電圧モードの変調器であってもよい。この場合、周期信号SOSCは、三角波またはのこぎり波であってもよい。第1パルス変調器30(第2パルス変調器60)は、第1フィードバック信号VFB1(第2フィードバック信号VFB2)と周期信号SOSCを比較することにより、第1ゲートパルスSPWM1(第2ゲートパルスSPWM2)を生成するコンパレータ(不図示)を含んでもよい。そのほか、第1パルス変調器30および第2パルス変調器60の少なくとも一方は、平均電流モードの変調器であってもよい。
(第5の変形例)
初出のパルスを除去するための方法も、実施の形態のそれには限定されない。すなわち、当業者には、マスク信号の生成方法には、さまざまな変形例が存在しうることが理解され、これらの変形例も本発明の範囲に含まれる。
(第6の変形例)
実施の形態では、発光装置100の用途として液晶パネルのバックライトを説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえば発光装置100は、照明機器などにも利用可能である。
(第7の変形例)
実施の形態ではインダクタL1を用いた非絶縁型のDC/DCコンバータを説明したが、本発明はトランスを用いた絶縁型のDC/DCコンバータにも適用可能である。
(第8の変形例)
また、本実施の形態で説明した各信号の、ハイレベル、ローレベル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。
500…電子機器、100…発光装置、102…発光素子、104…DC/DCコンバータ、106…ホストプロセッサ、2…制御回路、9…ホストプロセッサ、G1…第1パルス信号、G2…第2パルス信号、100…制御IC、102…出力回路、110…入力ライン、112…出力ライン、10…第1誤差増幅器、12…gmアンプ、14…位相補償回路、16…第2誤差増幅器、20…オシレータ、22…電流ドライバ、30…第1パルス変調器、32…デューティコントローラ、34…フリップフロップ、40…ゲートドライバ、42…ANDゲート、44…メインドライバ、50…調光用ドライバ、60…第2パルス変調器、70…マスク回路、72…マスク信号生成部、74,76…論理ゲート、80…フリップフロップ、82…第1マスク信号生成部、84…第2マスク信号生成部、86…ORゲート、88…インバータ、90…ANDゲート、92…インバータ、94…ANDゲート、R1…第1抵抗、R2…第2抵抗、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、M2…調光用スイッチ。

Claims (20)

  1. 発光素子と、前記発光素子の第1端に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、前記発光素子の電流経路に設けられる調光用スイッチと、を有する発光装置に使用され、前記DC/DCコンバータのスイッチングトランジスタを制御することにより前記発光素子に流れる駆動電流を制御するとともに、前記調光用スイッチをスイッチングすることにより前記発光素子の輝度を制御するスイッチングする制御回路であって、
    前記発光素子の目標輝度に応じてパルス変調された調光パルスを受け、前記調光パルスが点灯期間を指示するオンレベルのとき、前記調光用スイッチをオン、前記調光パルスが消灯期間を指示するオフレベルのとき、前記調光用スイッチをオフする調光用ドライバと、
    所定の周波数の周期信号を生成するオシレータと、
    前記発光装置のひとつのノードに生ずる第1検出電圧がフィードバックされており、前記点灯期間において、前記周期信号と同期し、かつ前記第1検出電圧がその目標値に近づくようにそのデューティ比が調節された第1ゲートパルスを生成する第1パルス変調器と、
    前記点灯期間に遷移した後の初出の前記第1ゲートパルスをマスクするマスク回路と、
    前記点灯期間において、マスク後の前記第1ゲートパルスにもとづいて前記スイッチングトランジスタをスイッチングするゲートドライバと、
    を備え、
    前記第1パルス変調器は、前記周期信号がアサートされると前記第1ゲートパルスをオンレベルとし、前記第1検出電圧とその目標値の誤差に応じたタイミングで前記第1ゲートパルスをオフレベルとするよう構成され、
    前記マスク回路は、
    前記調光パルスが前記オンレベルに遷移してから、次に前記周期信号がアサートされるまでの第1マスク期間、アサートされる第1マスク信号を生成する第1マスク信号生成部と、
    前記第1マスク信号を用いて前記第1ゲートパルスをマスクする第1論理ゲートと、
    を含み、
    前記マスク回路は、前記調光パルスのポジティブエッジを、その直後の周期信号のポジティブエッジまで遅延させる遅延回路をさらに含み、
    前記第1マスク信号生成部は、前記調光パルスがハイレベル、かつ前記遅延回路の出力信号がローレベルとなる期間、前記第1マスク信号をアサートし、
    前記遅延回路は、その入力端子に前記調光パルスが入力され、そのクロック端子に、前記周期信号が入力されたフリップフロップを含むことを特徴とする制御回路。
  2. 前記消灯期間において、前記DC/DCコンバータの出力ラインに生ずる駆動電圧に応じた第2検出電圧がその目標値に近づくようにデューティ比が調節される第2ゲートパルスを生成する第2パルス変調器をさらに備え、
    前記マスク回路は、前記調光パルスが前記オフレベルに遷移した後の初出の前記第2ゲートパルスをマスクし、
    前記ゲートドライバは、前記消灯期間において、マスク後の前記第2ゲートパルスにもとづいて前記スイッチングトランジスタをスイッチングすることを特徴とする請求項に記載の制御回路。
  3. 発光素子と、前記発光素子の第1端に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、前記発光素子の電流経路に設けられる調光用スイッチと、を有する発光装置に使用され、前記DC/DCコンバータのスイッチングトランジスタを制御することにより前記発光素子に流れる駆動電流を制御するとともに、前記調光用スイッチをスイッチングすることにより前記発光素子の輝度を制御するスイッチングする制御回路であって、
    前記発光素子の目標輝度に応じてパルス変調された調光パルスを受け、前記調光パルスが点灯期間を指示するオンレベルのとき、前記調光用スイッチをオン、前記調光パルスが消灯期間を指示するオフレベルのとき、前記調光用スイッチをオフする調光用ドライバと、
    所定の周波数の周期信号を生成するオシレータと、
    前記発光装置のひとつのノードに生ずる第1検出電圧がフィードバックされており、前記点灯期間において、前記周期信号と同期し、かつ前記第1検出電圧がその目標値に近づくようにそのデューティ比が調節された第1ゲートパルスを生成する第1パルス変調器と、
    前記点灯期間に遷移した後の初出の前記第1ゲートパルスをマスクするマスク回路と、
    前記点灯期間において、マスク後の前記第1ゲートパルスにもとづいて前記スイッチングトランジスタをスイッチングするゲートドライバと、
    を備え、
    前記消灯期間において、前記DC/DCコンバータの出力ラインに生ずる駆動電圧に応じた第2検出電圧がその目標値に近づくようにデューティ比が調節される第2ゲートパルスを生成する第2パルス変調器をさらに備え、
    前記マスク回路は、前記調光パルスが前記オフレベルに遷移した後の初出の前記第2ゲートパルスをマスクし、
    前記ゲートドライバは、前記消灯期間において、マスク後の前記第2ゲートパルスにもとづいて前記スイッチングトランジスタをスイッチングすることを特徴とする制御回路。
  4. 発光素子と、前記発光素子の第1端に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、を有する発光装置に使用され、前記DC/DCコンバータのスイッチングトランジスタを制御するとともに、前記発光素子に流れる駆動電流をスイッチングする制御回路であって、
    前記発光素子の目標輝度に応じてパルス変調された調光パルスを受け、前記調光パルスが点灯期間を指示するオンレベルのとき、前記駆動電流をオン、前記調光パルスが消灯期間を指示するオフレベルのとき、前記駆動電流をオフする調光用ドライバと、
    所定の周波数の周期信号を生成するオシレータと、
    前記発光装置のひとつのノードに生ずる第1検出電圧がフィードバックされており、前記点灯期間において、前記周期信号と同期し、かつ前記第1検出電圧がその目標値に近づくようにそのデューティ比が調節された第1ゲートパルスを生成する第1パルス変調器と、
    前記消灯期間において、前記DC/DCコンバータの出力ラインに生ずる駆動電圧に応じた第2検出電圧がその目標値に近づくようにデューティ比が調節される第2ゲートパルスを生成する第2パルス変調器と、
    前記点灯期間に遷移した後の初出の前記第1ゲートパルスをマスクするマスク回路と、
    前記点灯期間において、マスク後の前記第1ゲートパルスにもとづいて前記スイッチングトランジスタをスイッチングするゲートドライバと、
    を備え、
    前記マスク回路は、前記調光パルスが前記駆動電流のオフを指示する消灯期間に遷移した後の初出の前記第2ゲートパルスをマスクし、
    前記ゲートドライバは、前記消灯期間において、マスク後の前記第2ゲートパルスにもとづいて前記スイッチングトランジスタをスイッチングすることを特徴とする制御回路。
  5. 前記第2パルス変調器は、前記周期信号がアサートされると前記第2ゲートパルスをオンレベルとし、前記第2検出電圧とその目標値の誤差に応じたタイミングで前記第2ゲートパルスをオフレベルとするよう構成され、
    前記マスク回路は、
    前記調光パルスが前記オフレベルに遷移してから、次に前記周期信号がアサートされるまでの第2マスク期間、アサートされる第2マスク信号を生成する第2マスク信号生成部と、
    前記第2マスク信号を用いて前記第2ゲートパルスをマスクする第2論理ゲートと、
    を含むことを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の制御回路。
  6. 前記マスク回路は、前記調光パルスのネガティブエッジを、その直後の周期信号のポジティブエッジまで遅延させる遅延回路をさらに含み、
    前記第2マスク信号生成部は、前記調光パルスがローレベル、かつ前記遅延回路の出力信号がハイレベルとなる期間、前記第2マスク信号をアサートすることを特徴とする請求項に記載の制御回路。
  7. 前記遅延回路は、その入力端子に前記調光パルスが入力され、そのクロック端子に、前記周期信号が入力されたフリップフロップを含むことを特徴とする請求項に記載の制御回路。
  8. 発光素子と、前記発光素子の第1端に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、前記発光素子の電流経路に設けられる調光用スイッチと、を有する発光装置に使用され、前記DC/DCコンバータのスイッチングトランジスタを制御することにより前記発光素子に流れる駆動電流を制御するとともに、前記調光用スイッチをスイッチングすることにより前記発光素子の輝度を制御するスイッチングする制御回路であって、
    前記発光素子の目標輝度に応じてパルス変調された調光パルスを受け、前記調光パルスが点灯期間を指示するオンレベルのとき、前記調光用スイッチをオン、前記調光パルスが消灯期間を指示するオフレベルのとき、前記調光用スイッチをオフする調光用ドライバと、
    所定の周波数の周期信号を生成するオシレータと、
    前記発光装置のひとつのノードに生ずる第1検出電圧がフィードバックされており、前記点灯期間において、前記周期信号と同期し、かつ前記第1検出電圧がその目標値に近づくようにそのデューティ比が調節された第1ゲートパルスを生成する第1パルス変調器と、
    前記点灯期間に遷移した後の初出の前記第1ゲートパルスをマスクするマスク回路と、
    前記点灯期間において、マスク後の前記第1ゲートパルスにもとづいて前記スイッチングトランジスタをスイッチングするゲートドライバと、
    を備え、
    前記消灯期間において、前記DC/DCコンバータの出力ラインに生ずる駆動電圧に応じた第2検出電圧がその目標値に近づくようにデューティ比が調節される第2ゲートパルスを生成する第2パルス変調器をさらに備え、
    前記マスク回路は、前記調光パルスが前記オフレベルに遷移した後の初出の前記第2ゲートパルスをマスクし、
    前記ゲートドライバは、前記消灯期間において、マスク後の前記第2ゲートパルスにもとづいて前記スイッチングトランジスタをスイッチングし、
    前記第1パルス変調器は、前記周期信号がアサートされると前記第1ゲートパルスをオンレベルとし、前記第1検出電圧とその目標値の誤差に応じたタイミングで前記第1ゲートパルスをオフレベルとするよう構成され、
    前記第2パルス変調器は、前記周期信号がアサートされると前記第2ゲートパルスをオンレベルとし、前記第2検出電圧とその目標値の誤差に応じたタイミングで前記第2ゲートパルスをオフレベルとするよう構成され、
    前記マスク回路は、
    前記調光パルスが前記オンレベルに遷移してから、次に前記周期信号がアサートされるまでの第1マスク期間、および前記調光パルスが前記オフレベルに遷移してから、次に前記周期信号がアサートされるまでの第2マスク期間、アサートされるマスク信号を生成するマスク信号生成部と、
    前記マスク信号を用いて前記第1ゲートパルスをマスクする第1論理ゲートと、
    前記マスク信号を用いて前記第2ゲートパルスをマスクする第2論理ゲートと、
    を含むことを特徴とする制御回路。
  9. 発光素子と、前記発光素子の第1端に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、を有する発光装置に使用され、前記DC/DCコンバータのスイッチングトランジスタを制御するとともに、前記発光素子に流れる駆動電流をスイッチングする制御回路であって、
    前記発光素子の目標輝度に応じてパルス変調された調光パルスを受け、前記調光パルスが点灯期間を指示するオンレベルのとき、前記駆動電流をオン、前記調光パルスが消灯期間を指示するオフレベルのとき、前記駆動電流をオフする調光用ドライバと、
    所定の周波数の周期信号を生成するオシレータと、
    前記発光装置のひとつのノードに生ずる第1検出電圧がフィードバックされており、前記点灯期間において、前記周期信号と同期し、かつ前記第1検出電圧がその目標値に近づくようにそのデューティ比が調節された第1ゲートパルスを生成する第1パルス変調器と、
    前記消灯期間において、前記DC/DCコンバータの出力ラインに生ずる駆動電圧に応じた第2検出電圧がその目標値に近づくようにデューティ比が調節される第2ゲートパルスを生成する第2パルス変調器と、
    前記点灯期間に遷移した後の初出の前記第1ゲートパルスをマスクするマスク回路と、
    前記点灯期間において、マスク後の前記第1ゲートパルスにもとづいて前記スイッチングトランジスタをスイッチングするゲートドライバと、
    を備え、
    前記マスク回路は、前記調光パルスが前記駆動電流のオフを指示する消灯期間に遷移した後の初出の前記第2ゲートパルスをマスクし、
    前記ゲートドライバは、前記消灯期間において、マスク後の前記第2ゲートパルスにもとづいて前記スイッチングトランジスタをスイッチングし、
    前記第1パルス変調器は、前記周期信号がアサートされると前記第1ゲートパルスをオンレベルとし、前記第1検出電圧とその目標値の誤差に応じたタイミングで前記第1ゲートパルスをオフレベルとするよう構成され、
    前記第2パルス変調器は、前記周期信号がアサートされると前記第2ゲートパルスをオンレベルとし、前記第2検出電圧とその目標値の誤差に応じたタイミングで前記第2ゲートパルスをオフレベルとするよう構成され、
    前記マスク回路は、
    前記調光パルスが前記オンレベルに遷移してから、次に前記周期信号がアサートされるまでの第1マスク期間、および前記調光パルスが前記オフレベルに遷移してから、次に前記周期信号がアサートされるまでの第2マスク期間、アサートされるマスク信号を生成するマスク信号生成部と、
    前記マスク信号を用いて前記第1ゲートパルスをマスクする第1論理ゲートと、
    前記マスク信号を用いて前記第2ゲートパルスをマスクする第2論理ゲートと、
    を含むことを特徴とする制御回路。
  10. 前記マスク回路は、前記調光パルスのネガティブエッジを、その直後の周期信号のポジティブエッジまで遅延させる遅延回路をさらに含み、
    前記マスク信号生成部は、前記調光パルスと前記遅延回路の出力信号の排他的論理和または否定排他的論理和をとることにより前記マスク信号を生成することを特徴とする請求項8または9に記載の制御回路。
  11. 前記遅延回路は、その入力端子に前記調光パルスが入力され、そのクロック端子に、前記周期信号が入力されたフリップフロップを含むことを特徴とする請求項10に記載の制御回路。
  12. 発光素子と、前記発光素子の第1端に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、前記発光素子の電流経路に設けられる調光用スイッチと、を有する発光装置に使用され、前記DC/DCコンバータのスイッチングトランジスタを制御することにより前記発光素子に流れる駆動電流を制御するとともに、前記調光用スイッチをスイッチングすることにより前記発光素子の輝度を制御するスイッチングする制御回路であって、
    前記発光素子の目標輝度に応じてパルス変調された調光パルスを受け、前記調光パルスが点灯期間を指示するオンレベルのとき、前記調光用スイッチをオン、前記調光パルスが消灯期間を指示するオフレベルのとき、前記調光用スイッチをオフする調光用ドライバと、
    所定の周波数の周期信号を生成するオシレータと、
    前記発光装置のひとつのノードに生ずる第1検出電圧がフィードバックされており、前記点灯期間において、前記周期信号と同期し、かつ前記第1検出電圧がその目標値に近づくようにそのデューティ比が調節された第1ゲートパルスを生成する第1パルス変調器と、
    前記点灯期間に遷移した後の初出の前記第1ゲートパルスをマスクするマスク回路と、
    前記点灯期間において、マスク後の前記第1ゲートパルスにもとづいて前記スイッチングトランジスタをスイッチングするゲートドライバと、
    を備え、
    前記発光装置は、前記発光素子の前記第1端と反対の第2端と固定電圧ラインの間に前記調光用スイッチと直列に設けられた第1抵抗をさらに有し、
    前記制御回路は、前記第1抵抗の電圧降下に応じた前記第1検出電圧と、その目標値に応じて定められた第1基準電圧との誤差を増幅し、第1フィードバック信号を生成する第1誤差増幅器をさらに備え、
    前記第1パルス変調器は、前記第1フィードバック信号に応じて前記第1ゲートパルスのデューティ比を調節することを特徴とする制御回路。
  13. 前記発光装置は、前記発光素子の前記第1端と反対の第2端に接続され、前記駆動電流を生成するオン状態と、前記駆動電流を遮断するオフ状態が切りかえ可能に構成された電流ドライバをさらに有し、
    前記制御回路は、前記電流ドライバの電圧降下に応じた前記第1検出電圧と、その目標値に応じて定められた第1基準電圧との誤差を増幅し、第1フィードバック信号を生成する第1誤差増幅器をさらに備え、
    前記第1パルス変調器は、前記第1フィードバック信号に応じて前記第1ゲートパルスのデューティ比を調節し、
    前記調光用ドライバは、前記調光パルスにもとづいて前記電流ドライバのオン状態とオフ状態をスイッチングすることを特徴とする請求項4または9に記載の制御回路。
  14. 前記第1パルス変調器は、
    前記第1フィードバック信号に応じたタイミングでアサートされるオフ信号を生成するデューティコントローラと、
    前記周期信号と前記オフ信号を受け、前記第1ゲートパルスを生成するフリップフロップと、
    を含むことを特徴とする請求項12または13に記載の制御回路。
  15. 前記デューティコントローラは、前記第1フィードバック信号に加えて、前記DC/DCコンバータのコイルに流れる電流に応じた第3検出電圧を、前記オフ信号がアサートされるタイミングに反映させることを特徴とする請求項14に記載の制御回路。
  16. 前記周期信号は、三角波またはのこぎり波であり、
    前記第1パルス変調器は、前記第1フィードバック信号と前記周期信号を比較することにより、前記第1ゲートパルスを生成するコンパレータを含むことを特徴とする請求項12または13に記載の制御回路。
  17. ひとつの半導体基板に一体集積化されたことを特徴とする請求項1から16のいずれかに記載の制御回路。
  18. 前記発光素子は、直列に接続された複数の発光ダイオードを含むLEDストリングであることを特徴とする請求項1から17のいずれかに記載の制御回路。
  19. 発光素子と、
    前記発光素子の一端に駆動電圧を供給するDC/DCコンバータと、
    を備え、
    前記DC/DCコンバータは、
    スイッチングトランジスタと、
    前記スイッチングトランジスタをスイッチングする請求項1から18のいずれかに記載の制御回路と、
    を備えることを特徴とする発光装置。
  20. 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19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。
JP2013105446A 2013-05-17 2013-05-17 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器 Active JP6358780B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013105446A JP6358780B2 (ja) 2013-05-17 2013-05-17 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013105446A JP6358780B2 (ja) 2013-05-17 2013-05-17 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014230296A JP2014230296A (ja) 2014-12-08
JP6358780B2 true JP6358780B2 (ja) 2018-07-18

Family

ID=52129706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013105446A Active JP6358780B2 (ja) 2013-05-17 2013-05-17 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6358780B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7142327B2 (ja) 2018-08-29 2022-09-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体発光素子駆動装置
JP7343618B2 (ja) * 2020-01-17 2023-09-12 オリンパス株式会社 発光装置、および駆動装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4781744B2 (ja) * 2005-08-05 2011-09-28 ローム株式会社 電源装置及びこれを用いた電気機器
JP5301923B2 (ja) * 2008-08-20 2013-09-25 ローム株式会社 負荷駆動装置、照明装置、表示装置
JP2010157477A (ja) * 2009-01-05 2010-07-15 Canon Inc Led点灯制御装置、その装置を用いた記録装置、及びled点灯制御方法
US8456106B2 (en) * 2009-04-14 2013-06-04 Supertex, Inc. LED driver with extended dimming range and method for achieving the same
JP2011228063A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Sharp Corp 発光ダイオード駆動調光回路、発光ダイオード照明装置、発光ダイオードバックライト装置、及び液晶表示装置
JP5749465B2 (ja) * 2010-09-07 2015-07-15 ローム株式会社 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
JP2012060744A (ja) * 2010-09-07 2012-03-22 Rohm Co Ltd 発光素子の駆動回路およびそれを用いた発光装置、電子機器
JP5616768B2 (ja) * 2010-12-08 2014-10-29 ローム株式会社 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
KR101883001B1 (ko) * 2010-12-09 2018-07-27 로무 가부시키가이샤 발광 소자의 구동 회로 및 그것을 이용한 발광 장치, 전자 기기
JP5657366B2 (ja) * 2010-12-10 2015-01-21 ローム株式会社 発光素子の駆動回路およびそれを用いた発光装置、電子機器
US8845174B2 (en) * 2011-08-23 2014-09-30 Nicholas Jackson Energy-efficient lighting panel

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014230296A (ja) 2014-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10036945B2 (en) Light emission control circuit, light source apparatus, and projection-type video display device
JP6146984B2 (ja) 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器、発光装置の制御方法
US8569965B2 (en) Driving circuit of light emitting element, light emitting device using the same, and electronic device
KR101775159B1 (ko) 스위칭 전원의 제어 회로, 제어 방법 및 그들을 이용한 발광 장치 및 전자 기기
US7321203B2 (en) LED dimming control technique for increasing the maximum PWM dimming ratio and avoiding LED flicker
JP5616768B2 (ja) 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
JP6185233B2 (ja) 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器
US10334694B2 (en) Light emission control circuit, light source device, and projection type video display apparatus
US9402287B2 (en) Switching converter with light source dimming function
JP5947034B2 (ja) 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
US20110163684A1 (en) Driving circuit of light emitting diode and lighting apparatus using the same
US10638580B2 (en) Multi-mode dimming control method and dimming circuit
JP6163061B2 (ja) 発光素子の駆動回路、その制御回路、制御方法、およびそれを用いた発光装置および電子機器
JP6189591B2 (ja) 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器、発光装置の制御方法
JP5960982B2 (ja) 発光素子駆動用のスイッチング電源の制御回路、およびそれを用いた発光装置および電子機器
JP6034657B2 (ja) 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器
JP2018106862A (ja) 発光制御回路、光源装置、及び、電子機器
JP6358780B2 (ja) 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器
JP6235281B2 (ja) 発光素子の駆動回路、その制御回路、制御方法、およびそれを用いた発光装置および電子機器
JP5850612B2 (ja) 発光素子の駆動回路、ならびにそれらを用いた発光装置、電子機器
JP5657366B2 (ja) 発光素子の駆動回路およびそれを用いた発光装置、電子機器
US20120112660A1 (en) LED Circuit Having LED Driving Circuit with Smooth Transient Mechanism and Operation Method of the Same
JP6130475B2 (ja) 表示システムに適用される駆動回路及び駆動方法並びに関連する表示システム
JP2019054582A (ja) 制御回路、半導体光源駆動装置、及び電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160324

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170404

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171024

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180605

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180619

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6358780

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250